L'Everest est-il vraiment le plus haut sommet du monde ?
― Depuis le centre de la Terre, la 1ère place revient à une montagne proche de l'équateur
« Le plus haut sommet du monde, c'est l'Everest. » Ce n'est pas faux. Mais c'est vrai seulement « si l'on mesure depuis le niveau de la mer ». En changeant l'endroit où l'on place la règle, la 1ère place peut revenir à une montagne d'Hawaï, ou à une montagne d'Amérique du Sud.
Dans un jeu télévisé, à la question « Quel est le plus haut sommet du monde ? », presque tout le monde répondrait « l'Everest ». Son altitude : environ 8849 mètres. C'est ce que disent les manuels et les atlas.
Pourtant, un habitant de l'Équateur, en Amérique du Sud, pourrait vous dire : « Le sommet le plus proche de l'espace, c'est le Chimborazo, chez nous. » Son altitude : environ 6270 mètres. Une montagne plus de 2500 mètres plus basse que l'Everest.
Comment une montagne plus basse peut-elle être « la plus proche de l'espace » ? Aucun des deux n'a tort. Ils mesurent simplement la hauteur avec des règles différentes.
Deux raisons seulement expliquent ce changement de classement
L'« altitude » qu'on utilise d'ordinaire se mesure à partir du niveau de la mer, pris comme zéro. Mais on peut aussi mesurer depuis la base de la montagne, ou depuis le centre de la Terre. Changer de point de départ change le classement.
Comme la Terre tourne sur elle-même, la zone équatoriale se gonfle légèrement vers l'extérieur. Près de l'équateur, le niveau de la mer lui-même est plus loin du centre de la Terre. Une montagne qui s'y trouve part donc avec une « rehausse » de départ.
En examinant ces deux points l'un après l'autre, on voit clairement dans quels cas l'Everest arrive en tête, et dans quels cas il perd sa place.
Préparons trois règles de mesure
Pour mesurer la hauteur, prenons trois règles : la première depuis le niveau de la mer, la deuxième depuis la base de la montagne, la troisième depuis le centre de la Terre. La figure 1 compare trois montagnes célèbres avec ces trois règles.
Avec la première règle, « depuis le niveau de la mer », l'Everest et ses environ 8849 mètres remportent la 1ère place sans contestation possible. Le Mauna Kea hawaïen ne mesure qu'environ 4207 mètres.
Mais le Mauna Kea n'est que la partie émergée d'une montagne. Sa base se trouverait à environ 6000 mètres sous le niveau de la mer, au fond de l'océan. Mesuré avec la deuxième règle, « depuis la base », il dépasse les 10 000 mètres. La base de l'Everest, elle, se trouve déjà sur un haut plateau, si bien que sa hauteur depuis la base est bien inférieure à 8849 mètres.
Le renflement équatorial pousse les montagnes basses vers le haut
Pourquoi le Chimborazo gagne-t-il avec la troisième règle ? La clé, c'est la forme de la Terre. Comme la Terre tourne une fois par jour sur elle-même, la zone équatoriale se gonfle vers l'extérieur. Le rayon à l'équateur serait environ 21 km plus long que le rayon aux pôles.
Le Chimborazo se trouve à peine à 1,5 degré au sud de l'équateur, presque au sommet de ce renflement. L'Everest, lui, se trouve à environ 28 degrés de latitude nord, là où le niveau de la mer est environ 4,7 km plus proche du centre que celui de l'équateur.
Avec le curseur de la figure 2, déplacez la montagne de l'équateur vers le nord. Plus on va vers le nord, plus le niveau de la mer se rapproche du centre, et plus l'altitude nécessaire pour égaler le sommet de l'Everest augmente. Juste au-dessus de l'équateur, une montagne de 4,2 km suffirait. À 60 degrés de latitude nord, il en faudrait plus de 20 km.
Le sommet du Chimborazo se trouve à environ 6384 km du centre de la Terre. Celui de l'Everest, à environ 6382 km. En altitude, le Chimborazo perd de plus de 2500 mètres, mais en distance depuis le centre, il gagne d'environ 2 km.
Au sens de la distance maximale au centre de la Terre, le sommet du Chimborazo est considéré comme le point terrestre le plus « extérieur ». Mais la raréfaction de l'air dépend presque uniquement de l'altitude. Pour le souffle court, c'est bien à l'Everest que ça se passe.
En résumé
« Le plus haut sommet du monde, c'est l'Everest » : c'est une réponse exacte, à condition de mesurer depuis le niveau de la mer. Depuis la base, c'est le Mauna Kea qui gagne ; depuis le centre de la Terre, c'est le Chimborazo. Le Chimborazo l'emporte parce que l'équateur de la Terre en rotation se gonfle, et que le niveau de la mer lui-même y est repoussé vers l'extérieur.
« Le plus haut » n'est pas une propriété de la montagne,
mais dépend de l'endroit où l'on place la règle.
Pourquoi la Terre est-elle ronde, et de combien est-elle aplatie ? C'est expliqué dans « Pourquoi la Terre est-elle ronde ? ». Et pourquoi trouve-t-on des fossiles de créatures marines au sommet des montagnes ? C'est le sujet de « Comment les fossiles de coquillages sont-ils arrivés en haut des montagnes ? ».
- Dans un atlas ou sur un globe, repérez l'Everest, le Chimborazo et le Mauna Kea, et notez leur latitude respective.
- Réglez le curseur de la figure 2 sur la latitude de chacune de ces montagnes, et observez de combien le niveau de la mer s'y rapproche du centre.
- Faites le même exercice avec le mont Fuji, au Japon (environ 35°N, altitude environ 3776 m). Combien de kilomètres lui manque-t-il pour égaler le sommet de l'Everest ?
Les globes terrestres ne reproduisent pas fidèlement l'aplatissement dû à la rotation ; mieux vaut vérifier le renflement avec des chiffres.
Pour en savoir plus ― termes, formules et liens avec les programmes scolairesDu collège aux matières universitaires spécialisées, le niveau de chaque partie est indiqué
- CollègeNiveau collège (sciences)
- LycéeNiveau lycée (sciences de la Terre, physique)
- Lycée+Approfondissement lycée, ou encadré de manuel
- UniversitéNon enseigné au lycée : matière universitaire spécialisée (géodésie)
- RecherchePas encore une « vérité établie », même à l'université : sujet encore étudié par les chercheurs
CollègeVocabulaire : ce phénomène a un nom
- Altitude : hauteur mesurée à partir du niveau moyen de la mer, pris comme zéro. C'est en général cette « hauteur »-là qu'on utilise sur les cartes ou en randonnée.
- Hauteur relative (ou dénivelé total) : hauteur depuis la base de la montagne jusqu'au sommet. Pour une montagne comme le Mauna Kea, qui s'élève depuis le fond de l'océan, elle est bien plus grande que l'altitude.
- Ellipsoïde de révolution : forme obtenue en faisant tourner une ellipse autour d'un axe. La Terre a une forme proche de celle d'un ellipsoïde de révolution légèrement renflé dans le sens équatorial.
CollègeLycéeVérification par le calcul : à combien de kilomètres du centre de la Terre se trouve un sommet ?
Calculons la distance entre le sommet et le centre de la Terre, pour l'Everest et le Chimborazo, puis comparons.
| Écriture symbolique | r = a − (a − b) × sin²φ + h |
| En mots | Distance du sommet au centre = rayon équatorial − (différence entre rayon équatorial et rayon polaire) × (sinus de la latitude au carré) + altitude |
| Origine de la formule | Le rayon du niveau de la mer, en assimilant la Terre à un ellipsoïde de révolution aplati par la rotation (formule approchée), auquel on ajoute la hauteur depuis le niveau de la mer. L'équilibre entre gravité et force centrifuge due à la rotation fait gonfler l'équateur |
Signification des symboles : r est la distance du sommet au centre, a le rayon équatorial, b le rayon polaire, φ la latitude, h l'altitude. Toutes les unités sont en kilomètres (φ en degrés).
| Rayon équatorial a | environ 6378,1 km |
| Rayon polaire b | environ 6356,8 km |
| Everest : latitude et altitude | environ 28°N, environ 8,85 km |
| Chimborazo : latitude et altitude | environ 1,5°S, environ 6,27 km |
| Sinus au carré de 28° | environ 0,22 |
| Sinus au carré de 1,5° | environ 0,0007 |
| Différence entre rayons équatorial et polaire | 6378,1 − 6356,8 = 21,3 |
| Baisse du niveau de la mer à l'emplacement de l'Everest | 21,3 × 0,22 ≒ 4,7 |
| Rayon du niveau de la mer à l'emplacement de l'Everest | 6378,1 − 4,7 = 6373,4 |
| Distance du sommet de l'Everest au centre | 6373,4 + 8,85 = 6382,25 |
| Baisse du niveau de la mer à l'emplacement du Chimborazo | 21,3 × 0,0007 ≒ 0,015 |
| Rayon du niveau de la mer à l'emplacement du Chimborazo | 6378,1 − 0,015 ≒ 6378,1 |
| Distance du sommet du Chimborazo au centre | 6378,1 + 6,27 = 6384,37 |
| Différence entre les deux sommets | 6384,37 − 6382,25 = 2,12 |
On voit que le sommet du Chimborazo est environ 2,1 km plus éloigné du centre de la Terre. La différence de renflement du niveau de la mer (environ 4,7 km) l'emporte sur la différence d'altitude (environ 2,6 km). La ligne pointillée et la bande verticale de la figure 2 sont tracées à partir de cette formule.
LycéeLycée+Pourquoi l'équateur se gonfle-t-il ?
LycéeComme la Terre tourne sur elle-même, les objets à sa surface subissent une force centrifuge. Elle est maximale à l'équateur, le plus loin de l'axe de rotation, et nulle aux pôles. L'eau de mer comme la roche se stabilisent, avec le temps, sur une surface perpendiculaire à la combinaison de la gravité et de la force centrifuge. Il en résulte une forme renflée vers l'extérieur à l'équateur.
Lycée+Le degré d'aplatissement s'exprime par l'aplatissement, environ 1/298 pour la Terre. En réalité, le niveau de la mer présente aussi des bosses et des creux dus aux inégalités de masse sous la surface. Cette surface irrégulière s'appelle le géoïde, et l'altitude se mesure en principe depuis le géoïde.
UniversitéLa définition de la « hauteur » en géodésie
En géodésie, on distingue la hauteur ellipsoïdale, mesurée depuis l'ellipsoïde de référence qui approxime la Terre (ellipsoïde de référence ; au Japon, on utilise l'ellipsoïde GRS80, défini internationalement), et l'altitude, mesurée depuis le géoïde. Leur différence est la hauteur géoïdale. La formule ci-dessus est une approximation du rayon géocentrique de l'ellipsoïde développée en fonction de la latitude, qui omet notamment la distinction entre latitude géodésique et latitude géocentrique.
📖 Dérivation de la formule et approfondissements : Ellipsoïde terrestre (Wikipédia, en japonais) / Chimborazo (Wikipédia, en japonais)
RechercheCe qui n'est pas encore totalement élucidé
- La hauteur même des sommets évolue. L'Everest continuerait de s'élever légèrement, car le continent indien pousse sans cesse contre l'Asie. Mais l'érosion et les tremblements de terre le font aussi baisser, et le bilan net fait encore débat.
- Jusqu'où inclure la neige et la glace ? L'épaisseur de neige et de glace au sommet varie selon la saison et l'année. Même pour le Chimborazo, les relevés d'une année à l'autre montrent des écarts d'altitude de plusieurs mètres.
- Où se trouve vraiment la base, sous l'océan ? On pense que le Mauna Kea enfonce lui-même le fond marin sous son propre poids. Selon l'endroit choisi comme « base », la valeur de la hauteur relative change considérablement.
Autrement dit, le contenu de cet article aussi n'est qu'une « explication valable dans l'état actuel des connaissances ». La hauteur des montagnes a été réécrite à chaque progrès des techniques de mesure.
Liens avec les programmes scolaires (par niveau)
| Niveau | Matière / unité | Passage de l'article |
|---|---|---|
| Collège | Sciences・Évolution du relief terrestre | Hauteur des montagnes, notion d'altitude |
| Lycée | Sciences de la Terre (base)・Forme et taille de la Terre / Physique・Force centrifuge | Pourquoi l'équateur se gonfle |
| Lycée+ | Sciences de la Terre・Aplatissement, géoïde | Le niveau de la mer, point de départ de l'altitude |
| Université | Géodésie | Différence entre hauteur ellipsoïdale et altitude |
| Recherche | Géodésie・Géophysique | Surélévation des montagnes, affaissement de leur base |
| ― | Lien avec la vie quotidienne | Les GPS de voiture et de smartphone utilisent eux aussi la hauteur depuis l'ellipsoïde |
- Wikipédia « Ellipsoïde terrestre » (地球楕円体, en japonais)
- Wikipédia « Chimborazo » (チンボラソ, en japonais)
- Observatoire astronomique national du Japon (éd.), Rika Nenpyō (Annuaire des sciences), Maruzen Publishing (forme et taille de la Terre, hauteur des principales montagnes)
- Autorité japonaise de l'information géospatiale (国土地理院), documents explicatifs sur les bases de la géodésie (altitude, hauteur ellipsoïdale, hauteur géoïdale)
- Annonce conjointe des gouvernements chinois et népalais sur l'altitude de l'Everest (2020, 8848,86 mètres)
※Cet article est une vulgarisation scientifique à destination du grand public. Les valeurs indiquées sont des repères et des ordres de grandeur destinés à faciliter la compréhension des mécanismes. La hauteur des montagnes peut varier de quelques mètres selon l'année et la méthode de relevé.