¿Podemos quedarnos sin energía gravitatoria (de marea)?

Leí un artículo sobre formas y fuentes de energía que me hizo pensar. La energía viene de alguna parte y está limitada en varios sentidos. Es más obvio para los combustibles: quemamos carbón y petróleo y en algún momento habremos agotado todo lo que tenemos.

Usamos energía solar, y en algún momento el sol se quedará sin combustible y ya no tendremos esa fuente (aunque estaremos muertos antes de eso, pero ese no es el punto de esta pregunta).

Luego, el artículo mencionaba la energía de las mareas, principalmente como plantas de energía hidráulica que aprovechan el hecho de que la luna gira alrededor de la tierra y provoca maremotos/movimientos de agua.

¿Cómo afecta nuestro uso de la energía de las mareas a este "recurso"? ¿Qué hay para "quedarse sin"? ¿Nuestra explotación del poder "gravitacional" de las mareas tiene algún efecto sobre su duración?

A modo de comparación, nuestro uso del petróleo tiene un efecto directo sobre cuánto durará, pero no nuestro uso de la energía solar, ya que estará allí, la usemos o no.

¿Podría teóricamente el poder de las mareas estar allí para siempre, si la luna sigue moviéndose alrededor de la tierra?

Hasta donde yo sé, la luna se está alejando lentamente de la tierra y en algún momento abandonará su órbita. Así que ese sería el final de la energía de las mareas en esta forma.

Lo siento si hay varias preguntas en una, pero todas van juntas.

Hasta donde yo sé, la luna no abandonará la órbita terrestre, pero eventualmente dejará de elevar las mareas debido al bloqueo de las mareas. Pero el Sol también eleva las mareas.
Uhm, ¿mi concepto es defectuoso o la suposición de que la energía gravitatoria es igual a la energía de las mareas es incorrecta?
@Zaibis Un defecto: como con todo, necesita un gradiente potencial para extraer un trabajo útil. En este caso, siempre que exista una diferencia entre la velocidad orbital de la Luna y la velocidad de rotación de la Tierra, existe un gradiente que explotar; una vez que la rotación de la Tierra esté bloqueada por las mareas con la de la Luna (lo que probablemente no sucederá; el sistema se interrumpirá mucho antes de que eso suceda, una vez que el Sol se convierta en una gigante roja), no hay más energía para extraer de eso.
@Luaan: Uhm, mi pregunta era si la energía de las mareas y la energía gravitatoria son intercambiablemente lo mismo que OP me parece presumir. No entiendo donde respondes mi comentario con el tuyo... y tengo que reconocer que no entiendo para nada lo que me intentas decir. Lo siento si esto se debe a mi falta de conocimiento.
@Zaibis Déjame intentarlo de una manera diferente: no hay energía de marea potencial y no está relacionada con la energía gravitatoria. Sin embargo, las fuerzas de marea son gravitatorias: básicamente, la gravedad media en el intercambio de energía entre el momento angular de la Tierra y el momento orbital de la Luna (en el escenario más simple, la realidad es un poco más complicada, por supuesto). Una planta de energía mareomotriz roba indirectamente el impulso de la Luna y la Tierra. Pero no "roba" la energía gravitacional de la Tierra.
@Luaan: lo tengo gracias.
He leído en alguna parte que la Tierra se está desacelerando a 17 milisegundos por siglo, debido a la interacción de las mareas con la Luna. Eventualmente se bloquearán por mareas, pero eso está a miles de millones de años de distancia. El sol se habrá convertido hace mucho tiempo en un gigante rojo y freirá la tierra para entonces.

Respuestas (3)

La Luna realiza trabajo sobre la Tierra porque la Luna orbita alrededor de la Tierra a una velocidad diferente a la rotación de la Tierra. Entonces, a medida que pasa el tiempo, diferentes partes de la Tierra sienten la fuerza máxima de la atracción de la Luna, lo que lleva a oscilaciones en la altura de la superficie de la Tierra, que pueden aprovecharse para la extracción de energía.

La Tierra siempre ha estado extrayendo energía de la diferencia entre el período orbital de la Luna y el período de rotación de la Tierra. Cualquier energía que los humanos extraigan será pequeña en comparación con las fuerzas de marea naturales. Hay dos efectos secundarios de las mareas cambiantes: (1) la rotación de la Tierra se ralentiza y (2) la Luna es empujada a una órbita más alta más lejos de la Tierra. Eventualmente, la rotación de la Tierra se ralentizará tanto que una rotación tomará el mismo tiempo que una órbita de la Luna (esto se llama bloqueo de marea). En este punto, no se puede extraer más energía de las fuerzas de las mareas porque la superficie de la Tierra ya no cambia con el tiempo. Esto no sucederá durante mucho tiempo, ya que la duración de la rotación de la Tierra aumenta aproximadamente 2 milisegundos por siglo.

Gran respuesta, solo un pequeño detalle: las mareas no extraen energía de la órbita de la luna, ya que la energía total del sistema gravitacional tierra-luna aumenta con el tiempo. La energía proviene de la energía cinética de rotación de la Tierra.
@knzhou Tienes razón. Actualicé mi respuesta.
Uh, el aumento del tiempo del siglo no es un pequeño problema, ¿verdad? eso significa que dentro de los próximos 50.000k años nuestro sistema de tiempo será totalmente defectuoso. Quiero decir, está bien... 50 mil años, nada de lo que tengamos que preocuparnos, pero en la historia de la especie humana todavía no es tan grande. y cambiar el sistema es un poco desagradable de la forma en que lo imagino. ^^
@Zaibis: no es tan malo, probablemente cambiaremos nuestra lógica de cálculo del año bisiesto para cuando sea relevante. Incluso hoy en día, los años bisiestos no son solo los divisibles por cuatro: los años divisibles por 100 pero no divisibles por 400 no son años bisiestos. Entonces, probablemente agregaremos otra excepción similar con "si el año es divisible por 5000..." o algo así.
En 50 000 años, los humanos vivirán en múltiples planetas, lunas y estaciones espaciales en todo el sistema solar. Me imagino que para entonces habremos llegado a un Sol , una forma universal de decir la hora, muy parecida a la invención de los calendarios y las zonas horarias.
@Zaibis: Bueno, de acuerdo con esos números, en 50k años el día solar promedio será de 24 horas y un segundo. Incluso si los segundos intercalares han sido abolidos para entonces, como es de esperar, eso solo significa que los países tendrán que cambiar a la zona horaria vecina aproximadamente una vez por década para mantener su mediodía civil alineado con el mediodía solar medio, no hay gran cosa. trato y ciertamente un trato infinitesimalmente más pequeño que redefinir el segundo.
El calendario se puede dejar a la deriva con seguridad de acuerdo con las reglas gregorianas. Incluso con un segundo adicional por día, los equinoccios y solsticios tardarán siglos en pasar incluso un día, y la mayoría de las convenciones sociales que dependen de fechas específicas que caen en estaciones específicas tienden a cambiar mucho más rápido que eso de todos modos.
Tengo las conversaciones más extrañas debajo de mis respuestas.
"Cualquier energía que extraigan los humanos será pequeña en comparación con las fuerzas de marea naturales". Estoy seguro de que eso es lo que pensaron los primeros mineros del hierro. Y los magnates del petróleo.
@corsiKa En el caso de las mareas, la energía que los humanos pueden extraer se habría disipado de todos modos. La situación es similar a la energía solar en el sentido mencionado en la pregunta.
"En este punto, no se puede extraer más energía de las fuerzas de las mareas porque la superficie de la Tierra ya no cambia con el tiempo": todavía obtendríamos un poco menos de la mitad de las mareas totales actuales debido al Sol, a menos que los tres estén bloqueados. .
@PeteKirkham Cierto, pero las mareas vendrían solo dos veces al mes, y no creo que se pueda extraer una cantidad útil de energía de ese proceso lento.
Las mareas solares son dos veces al día, altas al mediodía oa la medianoche. Dos veces al mes se sincronizan con las mareas lunares para crear mareas más grandes o más pequeñas.
@PeteKirkham Estaba hablando después de que las mareas se bloquearan con la luna, cuando un día de la Tierra durará un mes.
Perdón mi error

En última instancia, la respuesta corta es sí.

La luna se aleja lentamente de la Tierra , a un ritmo de 4 centímetros por año. Esto se debe a que se encuentra en una órbita ligeramente superior a la del equilibrio.

Al mismo tiempo, la Tierra, al ser un satélite del sol, está reduciendo su velocidad de rotación, hasta que eventualmente se bloqueará con el sol.

Ambos efectos, sin embargo, ocurren en una escala de tiempo que es más larga que la edad que nuestro sol probablemente alcanzará. Esto significa que, aunque algún día la Tierra ya no tendrá mareas, ni del sol ni de la luna, esto no ocurrirá antes de que el sol se expanda en una gigante roja y consuma el sistema Tierra/Luna.

Todo es cuestión de escala. Si pudiéramos aprovechar la energía de las mareas a gran escala y de forma más eficaz, la tierra se ralentizaría más rápidamente, pero a escalas prácticas ahora ni siquiera es comparable a los cambios topográficos debidos a la erosión de las plataformas continentales que frenan las mareas.
El cambio de placas tectónicas y cadenas montañosas podría afectar el equilibrio de la tierra como una esfera perfecta y cambiar más la atracción de la luna.
La inconsistencia de la densidad de las capas superiores de la tierra actúa como lastre para cambiar el ritmo de las mareas.

¿Podemos quedarnos sin energía gravitatoria (de marea)?
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