L'interférométrie à très longue longue base : VLBI pour Very Long Baseline Interferometry

Principe : cette technique n'utilise par les satellites. Un quasar lointain émet un signal électromagnétique d'une longueur d'onde centimétrique qui est reçu sur Terre par deux antennes astronomiques A et B. Ces ondes sont des signaux aléatoires. Un même signal ne sera pas reçu au même moment par l'antenne A et par l'antenne B compte tenu de la différence de distance à parcourir. Cette distance d est égale au décalage du temps t2-t1 de réception du signal par les deux antennes mutiplié par c, la vitesse de la lumière.
Connaissant d=(t2-t1)*c, on peut évaluer la distance D entre les deux antennes. Dans le triangle rectangle D = d / cos a
L'angle a est un paramètre du quasar.
  
Le radiotéléscope de Wettzell en Allemagne

 

Principe du VLBI - site de la NASA

L'écart de temps très faible entre la réception du signal par chacune des antennes, de l'ordre d'une dizaine de millisecondes pour deux antennes situées à 3000 km de distance, nécessite des horloges ayant une précision de l'ordre de 10-11 seconde.

Localisation des sites VLBI. La Nasa .
Actuellement, plus de 40 organisations et 17 pays reçoivent et traitent des données VLBI.

 

La première preuve par mesures directes de la dérive des continents :
En 1986, après cinq ans de mesures mensuelles par VLBI de la distance entre Westford près de Boston aux Etats-Unis et Onsala en Norvège, les géodésiens ont estimé la vitesse de l'ouverture de l'Atlantique à 2 cm par an.
La distance entre Westford et Wettzell en Allemagne a été mesurée toutes les semaines entre 1984 et 1993 par VLBI. Voir document ci-dessous. On peut évaluer la vitesse de l'écartement entre les deux lieux dû à l'ouverture de l'Atlantique. On constate que la précision s'améliore très nettement après 1988.Grâce aux progrès technologiques : de centimétrique, elle devient millimétrique.
Distance entre Westford aux Etats-Unis et Wetzell en Allemagne mesurée toutes les semaines entre 1984 et 1993.
Document T. Herring in A. Cazenave et K. Feigl- Formes et mouvements de la terre, satellites et géodésie.1995- Belin CNRS

Les barres indiquent les incertitudes de la mesure déduites de l'écart type de chaque estimation.en rouge : les données du modèle NUVEL -1
en pointillés : données selon le modèle modifié
en noir : les données géodésiques

 

Résultats
VLBI 17,3 + ou - 0,2 mm /an
modèle tectonique NUVEL -1 18,8 mm/an
Corrélation entre les deux méthodes d'estimation des vitesses aux limites de plaques.
D'après Robbin et al. 1993 in A. Cazenave et K. Feigl- Formes et mouvements de la Terre, satellites et géodésie.1995- Belin CNRS

En abscisses : la valeur prédite par le modèle NUVEL-1 pour la vitesse relative entre les stations situées sur deux plaques différentes.
En ordonnés : la même quantité estimée par laser + VLBI. Le coefficient de corrélation entre les deux droites est 0,994 très proche de la valeur 1 qui indique l'accord parfait. La pente est de 0,937 + ou - 0,009 ce qui suggère que les taux géodésiques sont 6% moins rapides que les taux géologiques.
Les géophysiciens considèrent que la corrélation est suffisamment proche pour confirmer que les vitesses des plaques sont constantes sur une échelle de plusieurs millions d'années.
sites à consulter :

 

Ouvrage

- Anny Cazenave- Kurt Feigl- - 1994."Formes et mouvements de la Terre, satellites et géodésie"- CNRS éditions