Sådan designer du kontinenter for maksimalt tidevand

Kontinternes form og størrelse styrer størrelsen af ​​havets tidevand på jordlignende planeter, ifølge en ny undersøgelse, der simulerede virkningerne af tilfældige kontinentale konfigurationer på energien af ​​tidevand. Resultaterne har betydning for Jordens tidlige historie såvel som søgen efter beboelige planeter ud over solsystemet.

Moderne Jordens arrangement af kontinenter skaber store tidevand i den yderste ende af, hvad der er muligt for jordlignende planeter, ifølge forskerne.

"Jordens nuværende tidevand er det største, vi har fundet i 750 millioner år. Jeg tror bestemt, at tidevandet nu kan være blandt de største i Jordens historie, sagde Mattias Grøn, en oceanograf ved Bangor University i Wales, Det Forenede Kongerige, og forfatter til det nye studie i AGUs tidsskrift Geofysiske forskningsbreve .

Bredden af ​​et havbassin styrer størrelsen af ​​tidevandet indeholdt i det. Det nuværende Atlanterhav har tilfældigvis den perfekte størrelse og form til at producere store tidevand.

"Atlanterhavet er en næsten perfekt stemt orgelpibe til tidevandet. Det giver genklang, " sagde Green, forstærker tidevandsenergien og gør tidevandet højere. Selvom Stillehavet er større end Atlanterhavet, dens tidevand er mindre, fordi, Grøn sagde, "Stillehavet er dårligt indstillet."

Tidevand påvirker livet på Jorden ved at røre i havene, flytte næringsstoffer og distribuere varme. På lang tid, tidevand sænker hastigheden af ​​en planets rotation. Til sidst, planeter bliver tideligt låst til deres stjerner, med det samme ansigt altid i sollys.

Fordi tektonisk aktivitet konstant omformer Jordens overflade, størrelsen af ​​dens tidevand har varieret meget over gentagne cyklusser af superkontinentdannelse og opbrud.

Test af tidevandsgrænser

Den nye undersøgelse undersøgte de øvre og nedre grænser for tidevand på jordlignende planeter ved at simulere 123 forskellige topografier, fra vandverdener til nutidens Jord til planeter med små oceaner, der kun dækker 10% af deres overflader (ca. størrelsen af ​​det arktiske hav).

Udbredelsen af ​​energi fra tidevandet var større end forskerne forventede, Grøn sagde, strækker sig over tre størrelsesordener alene på grund af kontinental kompleksitet. Tidevandet på jorden i dag er 1, 000 gange mere energisk end på en havverden af ​​samme størrelse, ifølge den nye undersøgelse.

"Hvis du bare er ét stort hav, er det svært at have et stort tidevand. Tilføjelse af et kontinent på størrelse med New Zealand gør ikke den store forskel, men tilføj et par New Zealands og du får tidevandet 100 gange mere energisk, "Sagde Green.

Tidevand på Jorden genereres, primært, ved træk af månens tyngdekraft. Hvis havbunden var helt gnidningsfri, og der var ingen kontinenter at komme i vejen, Jorden ville snurre jævnt under bulen af ​​vand, som altid ville flugte med månen.

"Det centrale er, at der er friktion mellem havet og land. Hvis vi ikke havde det, tidevandsbølgen ville pege direkte mod månen, " sagde Green. "Vi har ikke højvande, når månen er direkte over hovedet, og det forsinkelse er det, der bremser Jordens spin og skubber månen væk."

Tidevandet topper ikke, når månen er direkte over hovedet, fordi vandets viskositet og friktion mod fast jord modstår vandets relative bevægelse. Friktion forårsager frigivelse af tidevandsenergi. Vandbulen halter efter månen, og denne forsinkelse skaber træk ved Jordens rotation, som har været aftagende gennem sin 4 milliarder år lange historie. Nær slutningen af ​​dinosaurernes tid, 70 millioner år siden, Jordens dag var kun 23,5 timer lang.

Modellering af exoplaneter

Dagslængde er vigtig for forskere, der studerer exoplaneter, fordi det har enorme konsekvenser for klima og beboelighed. Planeter, der roterer meget langsomt, ligesom Venus, har dybe temperaturkontraster mellem deres sol- og rumvendte halvkugler. Dette kan være gode eller dårlige nyheder for muligheden for liv på planeten, afhængig af solens nærhed.

Men rotationen af ​​fjerne planeter er svær at observere direkte. Astronomer har foreslået skøn baseret på størrelse, alder og vandindhold. Green sagde, at den nye undersøgelse sætter nyttige grænser for sådanne modeller, når man overvejer, hvor hurtigt tidevandet kan bremse spin.

"Planeter kan spinde ned meget hurtigere, end vi tror, " han sagde.