Casi bloqueado por mareas a la luna y las mareas que crearía

Tengo un mundo con una luna, muy parecido a la Tierra y la Luna, excepto que el planeta está casi bloqueado por mareas con la luna. Por lo tanto, la luna parece moverse muy lentamente por el cielo y tarda, digamos, 7 años en dar una vuelta completa.

A través del ecuador del planeta corre un mar de agua dulce. Mi objetivo es crear un ambiente como el antiguo Egipto con el Nilo, donde hay inundaciones y reflujos periódicos y muy dramáticos. Además, quiero una forma relativamente fácil de circunnavegar el mundo siguiendo esta corriente de mar/río.

Solo quiero tener una idea de que esta configuración tiene sentido y que he predicho correctamente el comportamiento probable, ya que no sé mucho sobre mares.

  1. ¿La diferencia entre la marea alta y la marea baja sería más dramática que en la Tierra para una luna de tamaño similar, porque el mar tendría más tiempo para "alcanzar" a la luna? ¿O serían más o menos lo mismo?
  2. En la Tierra, las dos mareas altas tienen aproximadamente el mismo tamaño. ¿Sería eso también cierto para este sistema?
  3. Supongamos que estuvieras en un bote y quisieras seguir las mareas alrededor del mundo, ¿en qué parte del ciclo te gustaría navegar? Creo que querrías retrasarte a mitad de camino entre una marea alta y un bulto de marea baja, persiguiendo la marea alta. Creo que sería cuando las corrientes son más fuertes. Lo que pondría a la Luna en un ángulo de aproximadamente 45 grados delante de ti en el cielo si no me equivoco (básicamente estarías persiguiendo a la luna, y desde tu perspectiva no se movería en el cielo).
  4. ¿Podrías dejarte llevar por las corrientes de marea de este mundo o necesitarías un motor o una vela?
  5. ¿Cómo funcionarían las corrientes en relación con las protuberancias de la marea alta? Estoy pensando que hay dos opciones. O bien las corrientes de marea siempre apuntan hacia el abultamiento de la marea alta, y hay básicamente dos celdas de convección a cada lado de la corriente de holgura de la marea alta, o hay una sola celda de convección, y el abultamiento de la marea funciona como una gota de lluvia que se desliza por una ventana. Lo que significaría que en realidad hay una corriente que se aleja de la protuberancia de la marea antes de caer al fondo del mar/lecho del río y cambiar de dirección.

Cualquier idea sería apreciada. Si hay alguna característica llamativa en la que no haya pensado, también sería interesante saberla.

Creo que esto confunde el concepto de bloqueo de marea donde un cuerpo en órbita siempre dirige su mismo "lado" hacia el otro objeto (en la forma más conocida de bloqueo de marea, hay otras posibilidades) con el concepto de órbita geosíncrona - donde un cuerpo en órbita parece ocupar la misma posición en el cielo.
@G0BLiN: según tengo entendido, si está bloqueado por mareas en un cuerpo celeste, su posición en el cielo es aproximadamente constante. Consulte starchild.gsfc.nasa.gov/docs/StarChild/questions/…
Esas son muchas preguntas para hacer en una sola publicación. Elija uno para esta publicación y cree otra publicación que se vincule a esta pregunta, haciendo la pregunta diferente.
No soy un experto, pero según tengo entendido, las mareas solo se ven afectadas por las fases lunares, o para ser precisos, la posición relativa de la luna, la tierra y el sol. Si la luna, la tierra y el sol están en línea recta, entonces es marea alta, y si la luna, la tierra y el sol forman un ángulo recto, entonces es marea baja. Para obtener más información, ciencia.howstuffworks.com/environmental/earth/geophysics/…
Y no entiendo the planet is tidally locked to the moon, ya que solo conozco un cuerpo con menos masa que puede bloquearse por marea a la masa más alta.
@vylix. No, la marea diaria principal se debe solo a la posición de la luna, no al ángulo que forma con el sol. Está pensando en mareas vivas/muertas. Y es posible que el planeta esté bloqueado en la luna. Véase Plutón/Caronte.
Definitivamente confuso bloqueado por mareas con geosincrónico. El artículo al que se hace referencia es desde el punto de vista de la luna, no desde el punto de vista de la tierra. La tierra permanece fija en el cielo lunar cuando la luna está bloqueada por mareas, pero el radio orbital determina qué tan rápido se mueve un satélite a través del cielo.
@Jim: está bien, suficientes personas mencionaron esto que lo investigué. Resulta que, si estás bloqueado por mareas en un cuerpo celeste, ese cuerpo está en tu órbita geosincrónica. ¿Tiene sentido? Entonces, la Tierra está en la órbita geosincrónica de la Luna, por lo que el mismo lado de la Luna siempre mira hacia la Tierra, y por qué la Tierra no parece cambiar de posición en el cielo lunar. Entonces, si la Tierra también estuviera bloqueada por mareas con la Luna, la Luna estaría en una órbita geosincrónica de la Tierra, y su posición en el cielo no cambiaría.
@JayLemmon La Tierra no puede estar en la órbita geosincrónica de la Luna, porque el prefijo geo significa la Tierra, no la Luna. Está en órbita selenosincrónica.
@MikeScott - Sí, punto justo :)
No se necesitan 7 años para navegar en cualquier parte del mundo ( google.com/… ), por lo que navegar por las corrientes provocadas por una marea de 7 años sería bastante innecesario.
Navegar es un mal término. ¿A la deriva?

Respuestas (4)

Si la luna tarda 7 años en hacer una órbita, en relación con la superficie, entonces debe estar haciendo una órbita del planeta cada día, en relación con el centro del planeta (ya que está casi en una órbita geosincrónica)

Si el planeta tiene alrededor de 86400 segundos en un día (como la Tierra), entonces la luna está orbitando a 36000 km sobre el ecuador, mucho más cerca de lo que realmente está la luna. Esto conduciría potencialmente a mareas mucho más grandes. Sin embargo, la forma en que funcionan las mareas no son simples protuberancias. Hay flujos de marea, la luna genera una ola que fluye que se mueve alrededor de la Tierra, y cuando esta ola se encuentra con la tierra, puede ser empujada hacia arriba y eso nos da grandes mareas en la costa. El rango de marea en medio del océano es mucho más pequeño (alrededor de un metro). Si la luna no se mueve rápidamente, en relación con la superficie, estos flujos se detendrán y la marea costera será menor.

No creo que haya flujos de marea significativos. La luna se mueve tan lentamente y la marea subiría tan lentamente que el flujo de agua requerido sería muy pequeño. No podrías surfear el maremoto del mundo.

Las protuberancias de las mareas son una idealización, asumiendo un mundo en el que no hay tierra. En realidad, los flujos de marea están fuertemente determinados por la forma de la tierra https://www.youtube.com/watch?v=ZEhm_ONTQKc

Habría dos protuberancias de marea, al igual que en la Tierra. Excepto en la Tierra, los flujos de las mareas significan que en algunos lugares una marea es más grande que la otra.

Entonces, esperaría que la marea en medio del océano sea mucho más grande, pero el efecto costero es menor y no hay flujos de marea significativos. Además, el calentamiento de las mareas por parte de la luna del interior del planeta es mucho mayor: esperaría mucha más actividad tectónica a medida que el planeta se dobla y cruje con la luna cercana. La luna también sería masiva: diez veces más grande de lo que parece en el cielo. y los eclipses serían comunes.

Gracias, no lo había pensado en términos de dónde necesariamente coloca a la luna. De npl.washington.edu/av/altvw63.html parece que el efecto de marea de un cuerpo celeste es más o menos proporcional a su tamaño aparente en el cielo, por lo que incluso si la distancia es fija, todavía puedo jugar con el tamaño de la luna real para obtener fuerzas de marea razonables.
Además, una nota sobre sus números, de lhup.edu/~dsimanek/scenario/tides.htm , la protuberancia de la marea en el medio del océano es de ~ 1 metro.
Er, lo siento, debería haber dicho "cúbicamente proporcional al tamaño aparente".
@JayLemmon 1m es más grande de lo que recordaba. corregido
Una órbita geosíncrona no tiene nada que ver con un bloqueo de marea. Si la Tierra y la Luna algún día terminan en un bloqueo mutuo, estarán mucho más separados que hoy, y la Luna ya está diez veces más lejos de la Tierra que una OSG.
@ pablodf76 Si la Tierra y la Luna algún día terminan en un bloqueo mutuo, estarán mucho más separados que hoy, el período de rotación de la Tierra será mucho más lento y la altura de un GSO estará a la distancia de la Luna, ya que en un bloqueo mutuo el período de la órbita de la luna = período de rotación de la Tierra = período de rotación de la luna. Si la Tierra tiene una rotación de 24 horas, y en bloqueo mutuo, entonces la luna tendría 36000 km de altura.
@JamesK La Tierra no puede bloquearse por mareas con la Luna y seguir girando a la misma velocidad que hoy. De hecho, es por eso que el giro de la Tierra se está desacelerando en este momento, mientras que la Luna retrocede aproximadamente una pulgada por año (creo).
La distancia entre la Tierra y la Luna es de alrededor de 384 400 km, un orden de magnitud mayor que los 36 000 km de este escenario. Dado que la fuerza de la gravedad disminuye en una proporción cuadrada con la distancia, deberá volver a escalar la masa de la luna en dos órdenes de magnitud (disminuirla a 0,0088 de su masa actual). Si asume una densidad homogénea por simplicidad, significa disminuir el radio de la luna en alrededor de 0,2 (en comparación con la distancia, que se redujo en alrededor de 0,1); todo esto significa que obtendrá una imagen mucho más cercana, mucho menos masiva pero bastante más grande. (alrededor del doble de su tamaño angular) luna...
@pablodf Estoy totalmente de acuerdo. Pero si hacemos que la luna y el planeta estén unidos entre sí, y el planeta tiene la misma masa que la Tierra, entonces la luna tiene que estar más cerca. La pregunta no es sobre la Tierra.
@JamesK Sí, por supuesto. Si el planeta tiene el tamaño de la Tierra y la masa de la luna es insignificante en comparación con él y desea que el bloqueo se produzca a las 24 horas (que no se especifica en la pregunta), entonces sí, la luna debería estar en la GSO de hoy.
La fuerza de marea es proporcional al cubo de la distancia. Con la Luna en la OSG (un orden de magnitud más cerca que en el IRL), las mareas serían tres órdenes de magnitud más fuertes (es decir, ~1000 veces más fuertes que en el IRL).

A partir de los números que proporcionó (planeta y satélite de tamaños comparables a la Tierra y la Luna respectivamente, mes sinódico de 7 años para el satélite), no puede inferir realmente la distancia entre el planeta y el satélite y, por lo tanto, la magnitud de las mareas.

La Luna está actualmente a unos 384 000 km de la Tierra en promedio y está bloqueada por mareas a la Tierra; para que se produzca un bloqueo de marea mutuo, la Tierra tendría que desacelerar su rotación y la Luna tendría que retroceder mucho, un proceso que llevaría decenas de miles de millones de años. Obviamente, la Luna no está en una órbita geosíncrona y, a medida que se aleje de la Tierra, lo estará aún menos (¡si se toma el valor de la OSG de hoy, por supuesto!). A medida que la rotación de la Tierra (o de cualquier planeta) se ralentiza debido al frenado de las mareas, la OSG se alejará más del planeta.

La distancia entre dos cuerpos mutuamente bloqueados por mareas depende de la suma de su momento angular, que no puede aumentar ni disminuir . Puede comenzar con cualquier valor dentro de un rango ampliamente razonable. El momento angular depende de la masa y la velocidad de rotación, y es posible que un planeta termine con una velocidad de rotación casi nula después de haberse formado.

En cuanto a su pregunta: creo que, independientemente de la magnitud de las mareas, su frecuencia extremadamente baja las haría casi imperceptibles. Estamos hablando de un vector de aceleración que tarda siete años en dar la vuelta a un planeta del tamaño de la Tierra.

re: la frecuencia de las mareas, si las fuerzas de las mareas fueran mucho más fuertes que en la Tierra, de modo que las marejadas fueran de ~ 15 metros, creo que lo notarían, incluso si tomó casi 2 años para subir y otros 2 años para bajar.
Ciertamente lo notarías, pero no en la escala de tiempo necesaria para navegar por él.
@JayLemmon Notarías que los niveles del mar suben y bajan de manera predecible. No experimentarías esos cambios como las olas del océano (como las pensamos en la Tierra). No serías capaz de montar un "oleaje" como ese.
Si te mueves por el planeta siguiendo las mareas una vez cada 7 años, solo necesitas alcanzar una velocidad promedio de 0,18 metros/segundo. Eso no es muy rápido. Supongo que depende de cómo se verían las corrientes superficiales si solo puedes confiar en la deriva o si necesitas algo de energía como velas. Si este mar actuara como un río, supongo que serías capaz de alcanzar al menos esa velocidad si te mantuvieras en el thalweg.
@JayLemmon Eso está fuera de mi alcance, de verdad. Creo que el viento sería el factor principal en la navegación, no las mareas ni las corrientes que producen. Pero entonces, los vientos y las corrientes oceánicas en la Tierra están fuertemente influenciados por el giro de la Tierra. Realmente se necesitaría un modelo sofisticado para adivinar cuál sería el resultado.

Para ampliar la última frase de pablodf76:

Si su planeta tiene una circunferencia similar a la de la Tierra de 40.000 km, y su luna está en órbita una vez cada siete años (en relación con la superficie), entonces, en relación con la superficie, el pico de sus mareas (es decir, la "velocidad respecto al suelo" de la luna) sólo viaja a <1 km/h. En comparación, el pico de las mareas de la Tierra (que efectivamente giran alrededor del planeta todos los días) se acerca a 1700 km/h. Entonces, aunque la topografía local, por supuesto, causará variaciones en el suelo, en general, no, no verá ningún flujo de marea apreciable.

De hecho, si el plano orbital de la luna no estuviera alineado con el plano del ecuador de su planeta (geosíncrono pero no geoestacionario), probablemente vería un movimiento de marea norte-sur más fuerte que este-oeste.

Sus mareas serían ENORMES, de cientos o miles de pies de altura, pero MUY lentas. Más como "No construyas nada permanente o costoso aquí, en tres años estará bajo el agua. Tu luna tendrá que estar unas 10 veces más cerca, en igualdad de condiciones. Da las leyes del cuadrado decreciente, invertidas, tu luna, todo en igualdad de condiciones, tendrá una influencia 100 veces mayor en el líquido de la superficie. Tendría tanta influencia que su gravedad debería tenerse en cuenta al diseñar estructuras muy altas. También podría tener efectos destructivos en el calentamiento del núcleo y la corteza. tectónica del manto.

Otras cosas a considerar, SI tuviera algo que no estuviera dispuesto a dejar cada 2 años más o menos (calculando una marea cada 3.5 años que es un año más o menos) Cualquier minería solo se puede hacer durante un par de años a un Luego, todo el equipo se retiró y las minas se inundaron hasta la próxima marea 'baja'. Cualquier ciudad tendría que estar construida sobre torres lo suficientemente altas como para ser más altas que el nivel del agua en la marea 'alta'. O podrías construir una ciudad de estructuras interconectadas, diseñadas para flotar, atadas o amarradas en cables, de miles de pies de largo que subirían la marea todo el tiempo, o hacer una ciudad 'caminante' que continuaría moviéndose para adelantarse a la marea. También puede ajustar la masa de su luna para ajustar la marea a un nivel manejable. Su escenario, tal como se da, El resultado sería una sola marea de miles de pies de altura (o profundidad, según sea el caso) cada 7 años, así que explore cómo hacer que una civilización evite su ecuador (el lugar donde la gigantesca gota de líquido superficial se acumularía y movería) o manténgase adelante de eso ¿Sus latitudes ecuatoriales tienen una topografía que impediría que una máquina del tamaño de una ciudad ruede o camine sobre ellas cada 7 años? ¿Los encargados de la mudanza tienen planes de contingencia para cuando una rueda, un eje o una pata se caigan? Cuántos, números directos o porcentajes pueden disminuir antes de que se impida la velocidad o el movimiento hacia adelante, etc. tener fin con este mundo. ¿Sus latitudes ecuatoriales tienen una topografía que impediría que una máquina del tamaño de una ciudad ruede o camine sobre ellas cada 7 años? ¿Los encargados de la mudanza tienen planes de contingencia para cuando una rueda, un eje o una pata se caigan? Cuántos, números directos o porcentajes pueden disminuir antes de que se impida la velocidad o el movimiento hacia adelante, etc. tener fin con este mundo. ¿Sus latitudes ecuatoriales tienen una topografía que impediría que una máquina del tamaño de una ciudad ruede o camine sobre ellas cada 7 años? ¿Los encargados de la mudanza tienen planes de contingencia para cuando una rueda, un eje o una pata se caigan? Cuántos, números directos o porcentajes pueden disminuir antes de que se impida la velocidad o el movimiento hacia adelante, etc. tener fin con este mundo.

En realidad, las fuerzas de marea siguen una ley del cubo inverso, por lo que una luna del tamaño de la Luna 10 veces más cerca tendría 1000 veces la influencia en el líquido de la superficie. Consulte npl.washington.edu/av/altvw63.html . Por supuesto, podría reducir la escala de la luna para que tenga el mismo tamaño aparente en el cielo. Entonces tendría las mismas mareas que en la Tierra.
¡SI! (Estuve cerca, solo un factor de 10 de descuento). Gracias.
Casi bloqueado por mareas a la luna y las mareas que crearía
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