La Terre dans son ensemble tourne à 360 degrés une fois toutes les 24 heures. Cette rotation est responsable de l'apparition du soleil « levant » à l'Est et « couchant » à l'Ouest. La vitesse de rotation de la surface de la Terre au sommet - techniquement connue sous le nom de pôle Nord géographique - est plus lent que celui de la grande majorité des autres endroits de la planète mais égal à celui d'un autre terrestre emplacement.
Pour comprendre les raisons des différences de vitesse de rotation de la Terre, il est utile de se familiariser avec les faits de base de la rotation. La Terre tourne autour d'une ligne invisible appelée son axe, qui s'étend de son sommet, le pôle Nord, en passant par son centre et vers le bas, ou pôle Sud. Pour une représentation visuelle de cela, imaginez un carrousel tournant autour de sa structure de support fixe; cette structure de support s'apparente à l'axe de la Terre. Essentiellement, les pôles géographiques Nord et Sud sont des points d'extrémité fixes auxquels la planète tourne.
Parce que la Terre est une sphère, elle est plus large à l'équateur, devenant de plus en plus étroite vers son sommet et sa base. Cela signifie que la circonférence de la Terre, ou la distance autour, est la plus grande à l'équateur, diminuant avec des latitudes plus élevées jusqu'à ce qu'elle devienne inexistante aux pôles. Une analogie avec ceci consiste à attacher une ficelle autour d'un ballon de basket: plus de ficelle est nécessaire si elle est attachée autour du centre de la balle que près du sommet de la balle, et il est impossible de nouer une ficelle autour du très Haut. Comprendre cette différence de distance est crucial pour comprendre le reste du puzzle.
Imaginez maintenant que vous regardez la Terre depuis l'espace, en prétendant qu'il est possible d'observer une personne debout sur l'équateur pendant que la Terre tourne autour de son axe. Cette personne parcourrait une distance très importante en 24 heures, par rapport à une personne debout au sommet de la Terre, qui ne voyagerait pas du tout. Cette dernière personne se tiendrait en place pendant que la planète tournait sous lui. La vitesse de la personne à l'équateur est rapide car elle parcourt plus de distance dans le même laps de temps, tandis que la vitesse de la personne au pôle Nord est nulle car elle n'a pas de distance à parcourir. De même, la vitesse de quelqu'un se tenant au bas de la Terre, ou au pôle Sud, serait également nulle.
Ainsi, la Terre tourne le plus rapidement à l'équateur, et le plus lentement - essentiellement, pas du tout - au sommet et en bas, la vitesse de rotation aux latitudes moyennes se situant quelque part entre ces deux extrêmes. En le décomposant mathématiquement, la circonférence de la Terre à l'équateur est d'environ 40 000 kilomètres (24 855 miles), et bien sûr le temps qu'il faut à la Terre pour effectuer une rotation est 24 heures. Parce que la vitesse est égale à la distance divisée par le temps, un objet situé à l'équateur se déplace à une vitesse d'environ 1 667 kilomètres par heure (1 036 miles par heure). À une latitude d'environ 40 degrés nord - le long de laquelle se trouvent des villes comme Philadelphie et Columbus, Ohio - la circonférence de la Terre est d'environ 30 600 kilomètres (19 014 miles). Divisé par 24 heures, cela donne une vitesse de rotation de 1 275 kilomètres par heure (792 milles par heure). Et au pôle Nord, la distance autour de la Terre est de zéro, et zéro divisé par 24 heures donne une vitesse de zéro.