La Terre se situe à environ 149597870 kilomètres du centre du Soleil, distance qui définit également l’étalon de l’Unité Astronomique (U.A.). En réalité, orbitant sur une trajectoire quasiment elliptique, au périhélie la Terre se trouve à 147 millions de km du Soleil et à 152 millions de km à l'aphélie.

Notre planète se caractérise par ses 4 saisons (ou 2 sous les tropiques), phénomène météorologique induit par l'inclinaison de l'axe de rotation, incliné de 23°27' par rapport à la normale. Cette inclinaison a pour autre conséquence de répartir inégalement la chaleur. Ainsi dans l'hémisphère Nord, l'hiver dure trois jours de moins que l'été et est moins rigoureux que celui de l’hémisphère Sud qui se produit six moins plus tard. L’été est également moins torride dans l’hémisphère Nord que dans l’hémisphère Sud. Enfin, c’est parce que l'orbite terrestre est légèrement elliptique (excentricité de 0.017), qu’elle ne parcourt pas les quatre époques de l'année à la même vitesse, en application de la loi des aires de Kepler.

Mise à part l’impression que vous ressentez lorsque vous avez trop copieusement arrosé un repas , la Terre tourne également sur elle-même, effectuant une rotation complète en 23h59m4s qui définit la longueur du jour. Chacun le sait évidemment, mais beaucoup de lecteurs ignorent je pense que cette vitesse n’est pas constante. Faisons une petite digression bien surprenante.

Suite aux perturbations engendrées par les marées et autres frottements sur l’écorce terrestre, la Terre subit un freinage séculaire qui rallonge la durée du jour d’environ 2 millièmes de seconde par siècle. Chiquenaude, pichenette me direz-vous mais qui est loin d’être négligeable au fil du temps. Constatez par vous-même.

Il y a plus de 3 milliards d’années, lorsque la vie est apparue sur la Terre, celle-ci tournait comme une toupie, ou presque; la longueur du jour dépassait à peine 6 heures ! Il y a 550 millions d’années, au cambrien, les premiers animaux marins devaient se contenter de 20 heures. Les trilobites et la majorité des coraux ne s’y sont visiblement pas habitués et se sont éteints. Dans 10 milliards d’années nous aborderons les “anni horribilis”, et même bien plus tôt sans doute si le Soleil devient une géante rouge en grillant la Terre sur son passage. Mais ceci est une autre histoire que je vous expliquerai dans le dossier consacré au Soleil.

Tout d’abord, l’orbite de la Terre se sera légèrement agrandit et la durée du mois sera égale à la durée du jour. Très ennuyeux quand on doit achever en un jour le travail d’un mois ! Ensuite, comme un problème ne vient jamais seul, vous n’aurez pas assez de 24 heures, ni même de 48 mais bien de 47 jours pour voir le Soleil se lever à l’Est ! Enfin, s’il se lève car à cette époque il sera devenu une petite étoile naine noire qu’il sera vain de vouloir localiser dans le ciel. Dernier point, si quelqu’un vit encore sur la Lune à cette époque là, il constatera qu’il fallut pas moins de 15 milliards d’années pour que la Terre synchronise sa vitesse de rotation sur celle de la Lune. Les communications avec les bases lunaires seront plus aisées puisque à l’instar de la Belle de nuit, cette fois ce sera la Terre qui présentera toujours la même face aux rares sélénologues. Encore faut-il qu'il y ait quelqu'un sur ces mondes devenus stériles depuis que le Soleil a tout grillé sur son passage... Mais revenons à notre sujet.  

Hormis l’inclinaison de son axe, l’ellipticité et l’allongement de son orbite, quantité d'autres variations cycliques, créées par les masses en mouvements, l'attraction de la Lune et des planètes rendent le mouvement de la Terre très complexe. Parmi ces irrégularités nous pouvons citer :

- Une orbite excentrique variant entre 0 et 7% sur 100000 ans. C'est l'excentricité orbitale.

- Une oscillation du plan de l'orbite terrestre qui pivote sur lui-même en effectuant un tour complet en 21000 ans.

- Une précession de l'inclinaison de l'axe terrestre qui, tel une toupie, oscille autour d'une position fixe en 25800 ans, donnant à tour de rôle la place "d'étoile polaire" à différentes étoiles: a Draconis 2000 ans avant notre ère, la Polaire aujourd'hui, Aldéramin dans 5000 ans, Véga dans 11000 ans,  etc.

- Une obliquité de l'écliptique qui s'incline entre 21°59' et 24°36' sur l'équateur céleste en 41000 ans. Il est aujourd'hui de  23°27'08" et décroît de 0.48"/an.

- Le mouvement d'inclinaison de l'écliptique suit lui-même le mouvement d'une toupie dont la principale perturbation est la nutation. L'axe du pôle suit ainsi une sinusoïde irrégulière en forme d'ellipse d'une période de 18.7 ans.

- Une oscillation du globe terrestre associée à la variation saisonnière des masses d'air et d'eau qui déplace la position des pôles. Cette dérive atteint 0.25"/an (où l'équivalent de 8 m à la surface des pôles) suivant une spirale irrégulière. C'est la polhodie.

D'autres anomalies viennent compléter ces irrégularités, telle que la fréquence des marées, le régime des vents, les séismes et l'activité du magma. Tous ces mécanismes rendent la mécanique céleste très pointilleuse mais permettent d'élaborer des modèles très précis des mouvements de la Terre.