De vorm en grootte van continenten bepalen de grootte van oceaangetijden op aardachtige planeten, volgens een nieuwe studie die de effecten van willekeurige continentale configuraties op de energie van getijden simuleerde. De resultaten hebben implicaties voor de vroege geschiedenis van de aarde en voor de zoektocht naar bewoonbare planeten buiten het zonnestelsel.

De hedendaagse opstelling van continenten op aarde creëert grote getijden aan het uiterste einde van wat mogelijk is voor aardachtige planeten, volgens de onderzoekers.

"De huidige getijden op aarde zijn de grootste die we in 750 miljoen jaar hebben gevonden. Ik denk zeker dat de getijden nu tot de grootste in de geschiedenis van de aarde behoren, " zei Mattias Groen, een oceanograaf aan de Universiteit van Bangor in Wales, het Verenigd Koninkrijk, en een auteur van de nieuwe studie in het tijdschrift van AGU Geofysische onderzoeksbrieven .

De breedte van een oceaanbekken bepaalt de grootte van de getijden die erin voorkomen. De huidige Atlantische Oceaan is toevallig de perfecte grootte en vorm om grote getijden te produceren.

"De Atlantic is een bijna perfect afgestemde orgelpijp voor het getij. Hij resoneert, "Groen zei, het versterken van de getijdenenergie en het verhogen van de getijden. Hoewel de Stille Oceaan groter is dan de Atlantische Oceaan, zijn getijden zijn kleiner, omdat, Groen zei, "de Stille Oceaan is slecht afgesteld."

Getijden beïnvloeden het leven op aarde door de oceanen te roeren, voedingsstoffen verplaatsen en warmte verspreiden. Op een lange tijdschaal, getijden vertragen de rotatiesnelheid van een planeet. Eventueel, planeten worden getijde vergrendeld aan hun sterren, met hetzelfde gezicht altijd in het zonlicht.

Omdat tektonische activiteit het aardoppervlak voortdurend hervormt, de grootte van de getijden varieerde sterk gedurende herhaalde cycli van supercontinentvorming en uiteenvallen.

Getijgrenzen testen

De nieuwe studie onderzocht de boven- en ondergrenzen van getijden op aardachtige planeten door 123 verschillende topografieën te simuleren, van waterwerelden tot de huidige aarde tot planeten met kleine oceanen die slechts 10% van hun oppervlak beslaan (ongeveer de grootte van de Noordelijke IJszee).

Het bereik in energie die door getijden wordt overgebracht, was groter dan de onderzoekers hadden verwacht, Groen zei, zich uitstrekt over drie orden van grootte vanwege de continentale complexiteit alleen. De getijden op aarde zijn vandaag 1, 000 keer energieker dan op een oceaanwereld van dezelfde grootte, volgens de nieuwe studie.

"Als je maar één grote oceaan bent, is het moeilijk om een ​​groot tij te hebben. Het toevoegen van één continent ter grootte van Nieuw-Zeeland maakt niet veel uit, maar voeg een paar Nieuw-Zeelanden toe en je krijgt 100 keer meer getijden, ' zei Groen.

Getijden op aarde worden gegenereerd, in de eerste plaats, door de aantrekkingskracht van de maan. Als de zeebodem perfect wrijvingsloos zou zijn, en er waren geen continenten om in de weg te staan, De aarde zou soepel draaien onder de uitstulping van water, die altijd in lijn zou zijn met de maan.

"Het belangrijkste is dat er wrijving is tussen de oceaan en het land. Als we dat niet hadden, de getijde-uitstulping zou direct naar de maan wijzen, " zei Green. "We hebben geen vloed als de maan recht boven ons staat, en die vertraging is wat de draaiing van de aarde vertraagt ​​en de maan wegduwt."

Getijden pieken niet wanneer de maan recht boven je hoofd staat, omdat de viscositeit van het water en de wrijving met vaste grond de relatieve beweging van het water weerstaan. Wrijving veroorzaakt het vrijkomen van getijdenenergie. De uitstulping van water blijft achter bij de maan, en deze vertraging veroorzaakt weerstand op de rotatie van de aarde, die gedurende zijn 4-miljard-jarige geschiedenis is vertraagd. Tegen het einde van de tijd van de dinosauriërs, 70 miljoen jaar geleden, De dag van de aarde duurde slechts 23,5 uur.

Exoplaneten modelleren

Daglengte is belangrijk voor wetenschappers die exoplaneten bestuderen, omdat het enorme gevolgen heeft voor het klimaat en de bewoonbaarheid. Planeten die heel langzaam draaien, zoals Venus, hebben diepe temperatuurcontrasten tussen hun naar de zon en de ruimte gerichte hemisferen. Dit kan goed of slecht nieuws zijn voor de mogelijkheid van leven op de planeet, afhankelijk van de nabijheid van de zon.

Maar de rotatie van verre planeten is moeilijk direct waar te nemen. Astronomen hebben schattingen voorgesteld op basis van grootte, leeftijd en watergehalte. Green zei dat de nieuwe studie nuttige grenzen stelt aan dergelijke modellen als we bedenken hoe snelle getijden de spin kunnen vertragen.

"Planeten kunnen veel sneller naar beneden draaien dan we denken, " hij zei.