Dérive polaire vraie : les anciens niveaux marins révèlent des basculements rapides
À au moins deux reprises au temps des dinosaures, l’enveloppe rocheuse de la Terre aurait pivoté d’un bloc par rapport à son axe de rotation, et bien plus vite qu’on ne l’admettait. C’est ce qu’avance une étude parue le 1er octobre 2026 dans la revue Science, conduite à l’université d’Oslo. Pour y parvenir, ses auteurs n’ont pas interrogé le magnétisme fossile des roches, comme on le fait d’ordinaire, mais la trace laissée par les mers anciennes sur les continents.
Quand c’est la Terre qui bouge sous ses pôles
Le phénomène étudié porte le nom de « dérive polaire vraie » (true polar wander, TPW). Il ne faut le confondre ni avec le déplacement du pôle Nord magnétique ni avec la tectonique des plaques. Lors d’un épisode de dérive polaire vraie, la croûte et le manteau tournent ensemble par rapport à l’axe de rotation, tandis que le noyau et les grandes ceintures climatiques restent alignés sur cet axe. Une région proche du pôle peut ainsi glisser vers l’équateur, et inversement.
Le mécanisme tient à la forme de la planète. La Terre n’est pas une sphère parfaite : sa rotation crée un renflement équatorial, et elle tend à maintenir son plus grand moment d’inertie aligné sur l’axe de rotation. Or la convection du manteau, la plongée des plaques océaniques dans les profondeurs et d’autres processus redistribuent sans cesse les masses internes. Lorsque le déséquilibre devient suffisant, l’ensemble se réoriente.
L’ampleur de ces réorientations dans le passé est débattue de longue date. Une partie de la communauté scientifique tient la dérive polaire vraie pour négligeable ou constamment lente. La difficulté est surtout méthodologique : sur les temps géologiques, le déplacement des plaques produit des signaux très semblables, et il faut parvenir à séparer les deux.
Lire la rotation de la Terre dans les inondations anciennes
La plupart des reconstitutions reposent sur le paléomagnétisme : certains minéraux enregistrent la direction du champ magnétique au moment où la roche se forme, ce qui renseigne sur la position d’un continent par rapport aux pôles. Mais il faut alors distinguer la rotation d’ensemble de la Terre du mouvement propre des plaques. Les référentiels fondés sur les points chauds aident à le faire, mais ces points chauds se déplacent eux-mêmes, et leurs traces fiables se raréfient à mesure que l’on remonte le temps.
L’équipe de Mathew Domeier a choisi une voie indépendante. Lorsqu’un épisode de dérive polaire vraie commence, les océans s’ajustent presque immédiatement à la nouvelle orientation, alors que le manteau et la lithosphère ne se déforment que lentement. Ce décalage engendre un motif caractéristique à quatre lobes : le niveau marin relatif monte dans deux régions opposées du globe et baisse dans deux autres. Ce schéma doit laisser une empreinte dans l’histoire des transgressions (avancées de la mer sur les terres) et des régressions (retraits) enregistrée par les continents.
Les chercheurs ont exploité des cartes numériques reconstituant, sur les 320 derniers millions d’années, les terres émergées et les terres submergées, par tranches de 10 millions d’années. En comparant les cartes successives, ils ont repéré où la mer avait progressé ou reculé sur chaque continent, puis ont testé par régression logistique si ces répartitions correspondaient à la géométrie attendue d’une réorientation rapide. La méthode s’intéresse au motif spatial, non à l’amplitude absolue des variations du niveau marin. Elle ne mesure pas directement la vitesse ; des modélisations antérieures indiquent toutefois qu’un motif visible à cette résolution suppose un rythme d’au moins 0,6 degré par million d’années, ce qui en fait, à l’échelle géologique, un phénomène rapide.
Deux épisodes nets, deux plus incertains
L’analyse fait ressortir quatre intervalles présentant un signal statistiquement significatif : 200 à 190 millions d’années (début du Jurassique), 150 à 140 millions d’années (fin du Jurassique et tout début du Crétacé), 100 à 90 millions d’années (milieu du Crétacé) et 30 à 20 millions d’années (de l’Oligocène au Miocène). Les auteurs eux-mêmes ne leur accordent pas le même poids. Le premier n’est que marginalement significatif et s’ajuste mal ; le dernier est plus faible que les deux épisodes du Mésozoïque.
Le signal le plus fort concerne la période de 150 à 140 millions d’années. La mer gagne alors une partie de l’Amérique du Sud, de l’Antarctique et de l’Est asiatique, et se retire du sud-ouest de l’Amérique du Nord, de l’Europe occidentale et de l’est de l’Australie ; la reconstitution correspond à une rotation dans le sens horaire autour d’un axe situé vers 58° de longitude est. Entre 100 et 90 millions d’années, le mouvement s’inverse, autour d’un axe proche de 53° est : la mer recule en Amérique du Sud, en Afrique occidentale et australe et dans l’Est asiatique, et avance sur une grande partie de l’Amérique du Nord et de l’Europe.
Pour les auteurs, ces résultats réfutent l’idée d’une dérive polaire vraie « négligeable ou constamment lente ». Ils en font un facteur épisodique des variations du niveau marin et estiment que des épisodes rapides du même type ont probablement ponctué des périodes plus anciennes de l’histoire de la Terre, ce qui reste une inférence. À l’inverse, la fin du Carbonifère et le Permien ne montrent aucun signal significatif, ce qui ne va pas dans le sens d’une dérive polaire vraie comme moteur principal de la remontée rapide de la Pangée vers le nord.
Un débat loin d’être clos
La question ne se tranche pas d’un seul article. Une étude publiée en 2025 dans AGU Advances concluait à une dérive polaire vraie importante mais essentiellement lente depuis 320 millions d’années, sans oscillations rapides au Jurassique supérieur ni au Crétacé. En revanche, des données paléomagnétiques de Chine du Nord, publiées en 2024 dans Nature Communications, suggéraient un déplacement d’environ 12° vers le sud suivi d’un retour rapide d’environ 10° vers le nord près de la limite Jurassique-Crétacé. Parce que la méthode fondée sur le niveau marin est largement indépendante du paléomagnétisme, sa concordance avec une partie de ces travaux rend les deux épisodes majeurs plus difficiles à attribuer à un artefact technique. La résolution de 10 millions d’années demeure néanmoins une limite.
L’enjeu dépasse la géophysique. Si les continents ont traversé rapidement les ceintures climatiques à plusieurs reprises, les régimes de pluie, les températures, les milieux marins et les habitats ont pu changer sans variation correspondante des gaz à effet de serre. Une étude parue en 2025 dans Communications Earth & Environment indiquait ainsi que la prise en compte de la dérive polaire vraie peut modifier de plus de 20 °C certaines températures régionales reconstituées pour le Mésozoïque.
Pour comprendre
- La tectonique des plaques : le mouvement propre des plaques, que les géophysiciens doivent distinguer de la rotation d’ensemble de la croûte et du manteau.
- La dérive des continents : l’idée selon laquelle les continents se déplacent à la surface du globe, à ne pas confondre avec le basculement d’ensemble décrit ici.
- Jurassique : la période géologique au cours de laquelle se place le signal le plus fort mis en évidence par l’étude.
Sources
- Domeier M. et coll., « Quadrupolar sea level fluctuations reveal episodes of rapid polar wander », Science, 1er octobre 2026, DOI 10.1126/science.aec8423
- Phys.org (Paul Arnold), « Ancient sea levels reveal when the Earth’s poles went wandering », 2 octobre 2026
- The Brighter Side of News, « Scientists find evidence for several Earth axis shifts during the age of dinosaurs », 3 octobre 2026
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