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Géographie [modifier]
Localisation [modifier]
Inclinaison de l'axe de la Terre (obliquité) et son rapport aux plans de l'écliptique.
L'axe de rotation de la Terre est incliné de 23° 27′ par rapport au plan de l'orbite terrestre, l'écliptique. Le pôle Nord définit les géodésiques de latitude 90° Nord (Φ = + π / 2), ainsi que la direction du vrai Nord, alors que sa longitude peut être définie comme n'importe quelle valeur (-π ≤ λ ≤ + π)5. L'axe de rotation — et donc la position du pôle Nord — fut longtemps considéré comme fixe par rapport à la surface de la Terre, mais au XVIIIe siècle, le mathématicien Leonhard Euler prédit que l'axe pourrait osciller6. Au début du XXe siècle, les astronomes ont remarqué une petite variation de la latitude telle que déterminée pour un point fixe sur la Terre à partir de l'observation des étoiles. D'une portée de quelques mètres pour les plus fortes oscillations, l'errance du pôle à la surface de la Terre, semblable au mouvement d'une toupie, a plusieurs composantes périodiques et irrégulières. Le composant périodique de 433 jours, identifié aux huit mois prévus par Euler, est désormais appelé oscillation de Chandler7. Le point exact de l'axe de la Terre, à un moment donné, est appelé le « pôle instantané », mais en raison de l'oscillation des pôles, on ne peut pas l'utiliser comme définition d'un pôle fixe lorsqu'une mesure précise à l'échelle du mètre est requise8.
Un système fixe de coordonnées terrestres (latitude, longitude et altitude, ou l'orographie) serait utile, mais compte tenu de la dérive des continents, de la hausse et de baisse de la Terre en raison des volcans, de la précession des équinoxes, de l'érosion, entre autres, il n'y a pas de système dans lequel toutes les caractéristiques géographiques puissent être fixées. L’International Earth Rotation and Reference Systems Service et l'Union astronomique internationale ont donc défini un cadre appelé le « Système international de référence terrestre ». Le pôle Nord de ce système définit à présent le Nord géographique pour le travail de précision, mais il ne coïncide pas exactement avec l'axe de rotation terrestre9.
Comme il n'y a pas de présence humaine permanente au pôle Nord, il n'y a pas d'heure ni de fuseau horaire officiellement attribué à cette région du globe, mais en pratique le pôle comporte tous les fuseaux en un seul point10. Étant donné que toutes les lignes de longitude s'y rencontrent, on peut marcher à travers tous les fuseaux horaires en une seconde en tournant autour du pôle. De plus, les heures locales étant à peu près synchronisées sur la position du Soleil à son zénith, cette approximation ne fonctionne pas au pôle Nord, car il est continuellement dans le ciel durant six mois.
Les expéditions polaires peuvent utiliser un fuseau horaire qui leur convienne, généralement le fuseau horaire de leur base de ravitaillement, ou encore n'importe quelle unité du Temps moyen de Greenwich (GMT), du Temps universel coordonné (UTC), ou le fuseau horaire du pays de leur choix. Cependant, la convention veut que l'on utilise le fuseau UTC+011, contrairement au pôle Sud où l'on utilise le UTC+12 (fuseau horaire de la Nouvelle-Zélande durant l'été austral)10.
Climat [modifier]
Retrait des glaces entre 2005 et 2007.
Voir aussi climat polaire, ou plus généralement changement climatique et réchauffement climatique.
Le pôle Nord est nettement plus chaud que le pôle Sud, car il se situe au niveau de la mer au milieu d'un océan qui agit comme un réservoir de chaleur, plutôt qu'en altitude sur une masse continentale. En hiver (janvier), la température au pôle Nord peut varier entre -43 à -26 °C, pour une moyenne de -34 °C. La température moyenne d'été (juillet) se situe autour du point de congélation (0 °C)12.
La glace de mer du pôle Nord est d'environ deux ou trois mètres d'épaisseur, mais il existe des variations considérables, et parfois la circulation des banquises expose la surface maritime. Une récente étude financée par l'Union européenne et publiée dans la revue Geophysical Research Letters a montré que la moyenne de l'épaisseur de la glace a diminué au cours des dernières années13. Selon les chercheurs du Centre for Polar Observation and Modelling (CPOM) de l'University College de Londres (UCL) au Royaume-Uni, la diminution de la banquise est attribuée au réchauffement climatique et à l'océan Arctique de plus en plus exposé au rayonnement solaire14. L'accélération drastique de la fonte des glaces de mer en Arctique n'avait pas été prévue par les modèles climatiques, car ils ne tenaient pas compte de l'effet albédo ; plus l'océan Arctique se libère de ses glaces, plus la chaleur des rayons solaires est absorbée par l'eau, accélérant la fonte de la calotte polaire15,16.
Récemment, des scientifiques ont prédit que le pôle Nord pourrait devenir libre de glace durant l'été dès 205017. Le 15 décembre 2008, la série télévisée canadienne The Daily Planet a indiqué que les scientifiques annoncent que la calotte de glace pourrait fondre d'ici 2014 plutôt que 205018.
De récentes découvertes confirment que le pôle Nord a connu un climat subtropical, il y a 55 millions d'années19. La mission Arctic Coring Expedition (ACEX) a récolté des carottes de glaces sur la dorsale de Lomonossov en 2004 20, dont l'analyse révèle la présence de microfossiles de plantes et d'animaux typiques d'un environnement de mer chaude (environ 20 °C) et peu profonde subtropicale. Les fossiles trouvés à 400 mètres sous le plancher océanique datent du maximum thermique de la période du Paléocène-Éocène19.
Progression du jour polaire
Cap Nord, Norvège.
Au pôle Nord, le Soleil est en permanence au-dessus de l'horizon pendant les mois d'été et de façon permanente au-dessous de l'horizon pendant les mois d'hiver. Le lever du soleil a lieu juste avant l'équinoxe vernal (environ le 19 mars). Le Soleil prend ensuite trois mois pour atteindre son point culminant, soit environ 23°½ d'élévation, au solstice d'été (environ le 21 juin). Ensuite, il commence à redescendre pour atteindre le coucher du soleil juste après l'équinoxe d'automne (environ le 24 septembre). Quand le Soleil est visible dans le ciel polaire, il semble se déplacer dans un cercle au-dessus de l'horizon. Ce cercle passe peu à peu de près de l'horizon, juste après l'équinoxe vernal à son maximum d'élévation (en degrés) au-dessus de l'horizon au solstice d'été et redescend vers l'horizon avant de passer à l'équinoxe d'automne21,22.
Un crépuscule civil est une période d'environ deux semaines avant le lever du soleil et se produit après le coucher du soleil, alors qu'un crépuscule astronomique est une période d'environ sept semaines avant le lever du soleil et se produit après le coucher du soleil23.
Ces effets sont causés par une combinaison de l'inclinaison axiale de la Terre et de sa révolution autour du Soleil24. La direction de l'inclinaison axiale de la Terre, ainsi que son angle par rapport au plan orbital de la Terre autour du Soleil, restent à peu près constants au cours d'une année (les deux évoluent très lentement sur de longues périodes de temps). Au milieu de l'été, le pôle Nord est incliné vers le Soleil à son maximum. Au cours de l'année, la Terre se déplace autour du Soleil et le pôle Nord se détourne progressivement (par rapport au Soleil), pour finalement s'en éloigner au maximum. La même séquence s'observe au pôle Sud avec six mois de décalage.
Articles détaillés : Jour polaire et Nuit polaire.
Faune et flore [modifier]
Le copépode se nourrit du phytoplancton sous la calotte glaciaire25.
Les animaux et les végétaux de l'Arctique sont, par leur physique et leur comportement, adaptés aux conditions particulières des régions au nord du cercle Arctique (66° 32′ Nord). La courte saison de croissance est certainement le facteur le plus contraignant pour la faune et la flore arctiques, limitées par la température, la lumière et la calotte glaciaire. La productivité marine au pôle est plus ou moins importante selon les années, les saisons et la proximité au pôle26, ainsi la croissance de la biomasse ne dépasse pas 100 mgC/m2/jour au centre du bassin polaire, elle est de deux à cinq fois moins importante que dans la zone ouverte de l'océan Arctique. La présence de la vie sous cette partie de la banquise n'est pas plus importante qu'en haute mer ; la production primaire mesurée en Méditerranée occidentale est équivalente, contrairement aux zones de très haute production comme par exemple les côtes froides du Pérou où la biomasse est cent fois plus productive26.
Cette biomasse arctique est principalement constituée de zooplancton tel que les amphipodes benthique se nourrissant du phytoplancton (dinoflagellés et diatomées) qui poussent dans les couches inférieures et sous la surface submergée de la glace flottante. Même durant l'hiver austral, certaines algues peuvent continuer leur processus de photosynthèse en profitant des très faibles lueurs de la nuit polaire. Cette production attire les poissons, les cétacés et les phoques durant l'été austral, parfois même à proximité du pôle25. Les récits témoignant d'une présence animale autour du pôle Nord demeurent tout de même anecdotiques, mais on observe une importante perturbation de la productivité causée par le réchauffement climatique27. En effet, on peut observer plus de 275 espèces de plantes et d'animaux se rapprochant du pôle durant l'été austral en raison du réchauffement28.
Ours polaire (Parc national d'Ukkugibsalik, Nunavut, Canada).
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