¿La extracción de energía de las mareas oceánicas afectará la órbita de la luna a LARGO plazo?

La conservación de la energía dice que cualquier energía extraída de las mareas de nuestro océano tendría que venir de alguna parte. Dado que estas mareas son un efecto gravitacional debido a la luna, parecería que la fuente de energía extraída sería ese efecto gravitacional, por lo tanto, cualquier eliminación de energía de las mareas tendría un efecto en el balance de energía de la órbita de la Tierra/luna y alteraría esa órbita. . Entonces surge la pregunta, ¿cuál sería el efecto a largo plazo de tal extracción de energía durante muchos, muchos milenios?

Editar: es desafortunado que mis búsquedas anteriores sobre este tema aquí no generaran los enlaces que aparecieron en "Enlaces relacionados" después de publicar esta pregunta, ya que parece que es casi una pregunta duplicada. Diré casi aquí porque no incluí en la pregunta mi motivación para publicar esta pregunta ahora . Hace poco estuve leyendo el artículo Physics in the Real Universe: Time and Spacetime de George FR Ellis del Departamento de Matemáticas de la Universidad de Ciudad del Cabo (que, por cierto, es una muy buena lectura), donde afirma

"Pero el punto central de este artículo es que la mayoría de los modelos no son procesos impredecibles e irreversibles deterministas y las propiedades emergentes participarán en la determinación de la curvatura del espacio-tiempo; en escalas relativamente pequeñas, incluso la actividad humana lo hace (cuando movemos objetos masivos). "

El sistema Tierra/Luna en sí mismo es probablemente el objeto más masivo que podríamos mover, ¡y el uso de generadores de mareas haría precisamente eso! Piénsalo. Cambiar la Tierra/Órbita cambiaría la curvatura local del espacio-tiempo (como lo señaló Ellis), lo que eventualmente tendrá un efecto en los sistemas estelares vecinos. ¡Entonces la humanidad influye en otros mundos en nuestra galaxia, más que simplemente enviar información como señales de radio/TV! Es un poco inspirador (y humillante) darse cuenta de que podemos alterar la curvatura del espacio-tiempo en nuestra galaxia, ¿no es así?

De todos modos, su mención de "objetos masivos en movimiento" me trajo a la mente esta pregunta, así que la publiqué.

Edición 2:

Parece que eliminé demasiados detalles de mi redacción original (fuera de línea) para esta pregunta antes de publicarla (¡originalmente había más de dos páginas de verborrea!). Aquí pondré algo de eso, el más importante de los cuales es que estoy buscando los efectos a largo plazo (tanto globales como locales) de colocar un generador de energía eléctrica en un lugar específico. Por ejemplo:

Las mareas en la vecindad local de un generador se verían afectadas por su presencia, ya que el generador extraería parte de la energía que habría mantenido la marea como estaba antes del generador (un efecto que conozco de primera mano después de que se construyó un gran embalse contra el viento del rancho de mi familia. ¡Redujo nuestra precipitación anual en más del 40% como se observa en más de 60 años de registros!). El generador también podría extraer energía a un ritmo más alto (localmente) que las pérdidas por fricción originales. ¿Este flujo alterado afecta las interacciones gravitatorias locales con la luna? ¿Cuáles serían los efectos a largo plazo?

Mientras extraía energía durante el flujo de la marea, el generador aplicaría fuerzas a la Tierra donde estaba unido a la Tierra. Estos proporcionarían una fuerza de empuje/tracción a cualquier falla geológica cercana. Si estas fuerzas de "cosquilleo" indujeran un evento geológico (un terremoto o una erupción volcánica, por ejemplo), podría haber cambios a gran escala en la distribución de la tierra sólida. ¿Qué efecto a largo plazo tendría esto en la órbita de la Tierra/luna?

Las controversias en torno a la descripción de "2 protuberancias" me han sorprendido, por lo que me encuentro en modo "ponerme al día". Mi imagen mental ha sido la presentada por la página de NOAA aquí , que también se refleja en la página de Wikipedia, Tide . La página de Wikipedia Theory of Tides proporciona una buena descripción alternativa utilizando análisis armónico que incluye varios buenos enlaces externos que he estado tratando de digerir. Por ejemplo, el artículo Understanding Tides de Steacy Hicks proporciona una identificación muy legible de las frecuencias primarias involucradas en un análisis armónico del problema y A Manual of the Harmonic Analysis and Predictionof Tides de Paul Schureman ofrece una mirada histórica a la aplicación del análisis armónico aplicado a las mareas.

¡No entiendo ni estoy de acuerdo con esta controversia en absoluto! La imagen de las "dos protuberancias" es decididamente un modelo idealizado que no se puede usar directamente para predecir las mareas. Es sólo eso, un modelo idealizado . Sin embargo, proporciona información sobre muchos aspectos del problema, además de proporcionar números reales que se requieren para un análisis armónico, específicamente las frecuencias dominantes. Esto me dice que el modelo de "2 protuberancias" es fundamentalmente necesario , por lo que implicar que el paradigma de "2 protuberancias" no es cierto es ir demasiado lejos.

Echa un vistazo al siguiente enlace. large.stanford.edu/courses/2010/ph240/chenw1
Varios enlaces relacionados: physics.stackexchange.com/q/6400/520 physics.stackexchange.com/q/77606/520 physics.stackexchange.com/q/267550/520 (y otros enlaces). No estoy seguro de si estos son lo suficientemente parecidos para calificar como duplicados, pero ciertamente tocan los mismos problemas.
Una pregunta estrechamente relacionada: ¿la extracción de energía de las mareas oceánicas afectará la tasa de rotación de la tierra?
La energía ya se extrae de las mareas, por naturaleza. Las mareas provocan corrientes, que provocan turbulencias, lo que provoca el calentamiento. Y sí, afecta la rotación de la Tierra y la órbita de la Luna.
@BobD Gracias por el enlace, un documento interesante y las referencias que proporcionó también fueron útiles.
@DavidWhite Gracias por tu comentario. Sí, la tasa de rotación es un problema que esperaba. Es cierto que ese efecto "sucederá de todos modos", pero no tan rápido como lo haría en la ubicación del generador. Parte de lo que estaba buscando se relaciona con lo que sucede con las mareas y la actividad tectónica directamente aguas abajo del generador a largo plazo. ¿Modificará las mareas locales? ¿Su 'tirón' intermitente mientras genera energía durante los períodos de flujo de marea 'hará cosquillas' en cualquier línea de falla geológica cercana para inducir eventos sísmicos que de otro modo no habrían ocurrido en ese momento, etc.
@S.McGrew Gracias por su comentario. Es cierto que ese efecto "sucederá de todos modos", pero no tan rápido como lo haría en la ubicación del generador. Parte de lo que estaba buscando se relaciona con lo que sucede con las mareas y la actividad tectónica directamente aguas abajo del generador a largo plazo. ¿Modificará las mareas locales? ¿Su 'tirón' intermitente mientras genera energía durante los períodos de flujo de marea 'hará cosquillas' en cualquier línea de falla geológica cercana para inducir eventos sísmicos que de otro modo no habrían ocurrido en ese momento, etc.
@dmckee Gracias por estos enlaces. Son muy similares de hecho. Como se indicó en otros comentarios aquí, esperaba más sobre los efectos locales a largo plazo , un hecho que debería haber indicado (y lo haré) en mi pregunta original.

Respuestas (1)

Las mareas de los océanos no son una máquina de movimiento perpetuo que pueda ser "interrumpida" por la intervención humana. En términos más simples, son causados ​​por el arrastre de la rotación de la Tierra a medida que gira dentro del campo gravitatorio de la luna. Dado que la Tierra gira 30 veces más rápido que la Luna, esto significa que las mareas se mueven por la Tierra en ciclos regulares.

ingrese la descripción de la imagen aquí

En última instancia, la energía para esto proviene de la rotación de la tierra. Con el tiempo, la Tierra gira 17 microsegundos más lento por año, mientras que la Luna gana energía orbital y se aleja de la Tierra a 4 cm por año. Con suficiente tiempo, la Tierra y la Luna quedarán bloqueadas por mareas , y todas las mareas cesarán.

Por favor, no use la imagen de dos protuberancias de marea. No es exacto. ver esta pregunta
Actualicé para usar la imagen de solo vector de fuerza.
Gracias por proporcionar esta respuesta. Esta pregunta depende de la conservación de la energía, entonces, ¿cómo entra el movimiento perpetuo? Sin embargo, debo estar en desacuerdo con su declaración "En última instancia, la energía para esto proviene de la rotación de la tierra". Las fuerzas gravitatorias en el sistema Tierra/Luna deben realizar trabajo ( W = F d ) para mantener el abultamiento de marea para compensar el trabajo realizado por la fuerza de fricción entre la Tierra/el abultamiento a medida que la rotación de la Tierra intenta arrastrar ese abultamiento, por lo que, en última instancia, la energía proviene del campo gravitacional, no de la rotación de la Tierra.
Las mareas no son estáticas. Suben y bajan dos veces al día, lo que significa que puedes extraer energía de ellos (energía que de otro modo se perdería por la fricción). Esa energía proviene de la rotación de la tierra.
Todavía tengo problemas con tu afirmación "puedes extraer energía de ellos ... Esa energía proviene de la rotación de la tierra ". Muéstrame cómo esto debería ser cierto.