Luna más grande = Mareas más grandes = ¿No hay barcos oceánicos?

En un mundo similar a la Tierra con una luna tan grande como esta:

luna grande

¿Las mareas más grandes desalentarían la navegación oceánica?

Me gustaría añadir que, incluso ahora, los barcos tienen que esperar regularmente a que las condiciones de la marea permitan el paso. Además, como submarinista, la mayor parte de nuestra masa estaba bajo el agua cuando salimos a la superficie: intencionalmente nos subíamos a las corrientes de las mareas río arriba cuando íbamos a casa, porque facilitaba el atraque.
Tangencial: puede encontrar interesante el punto anfidrómico combinado con este gif animado . Las mareas no son cosas simples.
¿Es esa luna en la foto realmente más grande que la nuestra? ¿O es sólo una ilusión ?
@TomAnderson - Bueno, según la imagen de abajo, podría ser una ilusión... pero la escena es de noche, lo que puede o no evitar que la luna sea una ilusión... Podría averiguarlo en 10 minutos más o menos...
No podemos decir qué tan grande es la luna en la imagen, ya que depende de la distancia focal de la lente utilizada para tomar la imagen.

Respuestas (8)

Como señala HDE 226868, la luna no provoca ondas . Provoca mareas . Una luna más grande, es decir, una luna más masiva, tendría una masa mayor. Esto significa mareas más grandes, ya que la fuerza gravitatoria de la luna sobre el agua de la tierra sería mayor. (Si la masa total de la luna fuera la misma, no esperaría ningún cambio en las mareas. La misma masa significa la misma fuerza gravitacional).

¿Las mareas muy fuertes impedirían el transporte marítimo? No es que yo pueda ver. Una luna más grande desalentaría a muchas ciudades costeras. Los diques/diques/bancos de inundación/bancos de parada tendrían que ser más grandes. Algunas áreas que se utilizarían como puertos no serían utilizables como puertos, pero luego se abrirían otras áreas.

¿Incluso si la masa lunar se mantuviera constante? Aumente el volumen, pero disminuya la densidad. No afectaría nada con esos cambios, ¿verdad?
@mikhailcazi editado para reflejar su comentario.
Una luna más grande podría tener una atracción gravitacional ligeramente mayor porque su masa estaría más distribuida, por lo que las cosas más alejadas tendrían menos atracción y las cosas más cercanas tendrían más, pero creo que el efecto general sería positivo dado que la relación es 1/r^2 y no 1/r. Aunque probablemente insignificante.
@k_g Esto es muy insignificante. El radio de nuestra luna actual es de unos 1 738 km, con un perigeo de 362 600 km y un apogeo de 405 400 km. Los efectos gravitatorios de un lado de la luna en comparación con el otro desde esas distancias son muy pequeños . Puedo usar la simetría y las enormes distancias involucradas para aproximar este detalle: dado que las cosas más cercanas contribuyen más que las cosas más alejadas, puedo poner toda la masa en el medio y tratarla como un disco de masa.

Las mareas más altas harían que la navegación fuera más desafiante, pero (probablemente) no insuperable. Ciertamente, la navegación en aguas poco profundas se vería afectada.

¿Por qué digo "no insuperablemente"? Considere la Bahía de Fundy, con mareas normales de más de 50 pies. La pesca es común, aunque hay algunos desafíos.

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¿Qué altura crees que tendrían estas mareas? En muchas partes del mundo, las mareas no son particularmente significativas. Sin embargo, Liverpool tiene un rango de marea de hasta unos 9 m (30 pies) y fue, en un momento, el centro de envío del Imperio Británico y uno de los puertos más grandes del mundo. Por lo tanto, es perfectamente posible tener un puerto funcional con un rango de mareas mucho más alto que el promedio mundial actual. A menos que esté imaginando mareas mucho más grandes que esta, la respuesta a la pregunta es No, los rangos de marea más grandes no desalentarían el transporte marítimo .

(El rango de marea alto en Liverpool es un efecto de resonancia, similar a la Bahía de Fundy, que se ha mencionado en algunas de las otras respuestas).

De hecho, yo (junto con muchos otros) solía cruzar el río en su punto más estrecho: la enorme amplitud de las mareas era obvia, pero no detuvo el funcionamiento de un servicio regular de ferry. Lo que es más, los transbordadores han existido desde la época medieval, por lo que no necesita tanta tecnología. para que funcione.

No, pero cambiaría la forma en que se construyen los puertos. Actualmente las mareas solo provocan un cambio de altura relativamente pequeño de 60 cm en promedio. Las mareas altas en Fundy Bay y Rance se deben a efectos de resonancia, también hay lugares en la Tierra donde no se observan mareas.

Si disminuyes la distancia, las mareas serán más altas. Es más probable que los puertos se construyan cerca de los ríos (utilizando el río como medio de transporte hacia el mar) o, cuando se construyan, los puertos tendrán pontones para nadar a los que se accede por rampas, compensando las diferencias de altura. Así que no es un problema en absoluto.

Si desea un análisis detallado, simplemente resuelva las ecuaciones de marea de Laplace . Estos no son fáciles de hacer. Si tienes curiosidad, puedo llevarte parte del camino hacia lo que podría ser una respuesta. Además, tengo curiosidad por saber qué resultarán las matemáticas.

Achille Hui tiene un spoiler muy útil (los regulares no funcionan para L A T mi X , y ocupan demasiado espacio), que he usado para encubrir las matemáticas. Haga clic en él para mostrar parte de mi trabajo, o sáltelo para leer más.

Haga clic para mostrar las matemáticas A = 1 a porque ⁡ φ ∂ ∂ λ ( gramo ζ + tu ) B = 1 a ∂ ∂ φ ( gramo ζ + tu ) C = 2 Ω pecado ⁡ φ ahora tenemos d tu d t − v C + A = 0 d v d t + tu C + B = 0 Esto lleva a No tengo idea de cómo resolver esto. Wolfram Alpha 1  podría ayudar, pero yo no tener una suscripción. Algo por ahí te ayudará. Cuando tengas eso, sustituye por  A ,  B  y  C  y conectarlo todo a  ∂ ζ ∂ t + 1 a porque ⁡ φ [ ∂ ∂ λ ( tu D ) + ∂ ∂ φ ( v D porque ⁡ φ ) ] = 0 Resolver  ζ  y disfrutar.

1 Puede encontrar un posible punto de partida aquí .

Nota:

Esto es solo para hacerle saber cuáles son las matemáticas. Hay otras respuestas que cubren todo lo demás, así que decidí dejar esto como está, porque no pude agregar nada más.

Por extraño que parezca, WAlpha parece atragantarse con su sistema de DE, pero es un sistema simple de primer orden; la solucion es tu = 1 C ( [ C tu ( 0 ) + B ] porque ⁡ ( C t ) + [ C v ( 0 ) − A ] pecado ⁡ ( C t ) − B ) y v = 1 C ( [ C v ( 0 ) − A ] porque ⁡ ( C t ) − [ C tu ( 0 ) + B ] pecado ⁡ ( C t ) + A ) .
@DavidZ Gracias; Intentaré resolverlo. Me sorprendió bastante que Wolfram Alpha tuviera dificultades cuando lo conecté por primera vez.
Las ecuaciones de Laplace describen una protuberancia de marea en un océano que cubre todo el planeta hasta una profundidad uniforme. Son teóricamente interesantes, pero en la Tierra real hay todo tipo de cosas que se interponen en el camino, y las aguas de los océanos terminan moviéndose en direcciones muy diferentes a las de la Luna.
@DavidK Lo noté debidamente. Es la mejor aproximación que pude encontrar.

No solo interrumpiría el transporte marítimo, sino todo lo demás necesario para el funcionamiento de una civilización moderna. Si la Luna estuviera tan cerca de la Tierra cuando se formó, unas diez veces más cerca, las mareas serían unas mil veces más altas. La corteza terrestre y el magma debajo de ella también experimentarían mareas significativas. Entonces probablemente tendría erupciones de basalto de inundación permanentes en los límites de las placas a una escala de la que condujo a la formación de las trampas siberianas .

No desalentaría el transporte marítimo, pero haría más selectivos los tiempos en que se puede hacer.

Si tienes un puerto de 20 m de profundidad y lleno en marea alta, con nuestra Luna aún te deberían quedar al menos 10 m en marea baja (dependiendo de las mareas en esa zona). Eso es suficiente para operar grandes barcos.

Si su Luna está más cerca y sus mareas son más grandes, su puerto de 20 m podría estar vacío durante la marea baja. Esto significa que los capitanes de los barcos deben planificar con mayor precisión: deben entrar y salir de un puerto tan poco profundo en un par de horas. Los retrasos en los viajes darían lugar a grandes retrasos en el destino a la espera de la próxima marea.

La alternativa es que los puertos se construyan más grandes, lo que cuesta mucho más dinero y tiempo.

Ilusión de luna , es decir, una luna de cosecha:

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El tamaño es tan importante como la distancia. Nuestra Luna está fuera del límite de Roche de la Tierra y la estamos perdiendo a unos 4 cm al año. Poco después de su formación, habría aparecido 15 veces más grande que hoy:

La luna [estaba] tan cerca que la roca y el magma [eran] mareales. La atracción lunar [era] 4000 veces mayor que la actual [...] En el mar, cada ola era un tsunami.

¿Y si no tuviéramos luna? - YouTube , Discovery Channel (respuesta corta: no estaríamos aquí )

La fuerza de la marea es directamente proporcional a la masa de la luna, sin embargo, está relacionada con 1 r 3 de la distancia entre los cuerpos. Basado en esto, diría que la distancia es mucho más importante que la masa. Además, sería posible tener una luna grande pero de baja masa hecha de materiales menos densos.
@ Jim2B La fuerza del campo gravitatorio está relacionada con 1 / r 2 . ¿De dónde viene el factor adicional de 1 / r ¿viene de?
@DavidRicherby Un campo gravitacional uniforme no crearía mareas; es el cambio en el campo de la Luna de un lado de la Tierra al otro lo que causa las fuerzas de marea. Así que tenemos que mirar no a 1 / r 2 , Pero en d d r ( 1 / r 2 ) , que es proporcional a 1 / r 3 .
Luna más grande = Mareas más grandes = ¿No hay barcos oceánicos?
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