Fricción de las mareas: efectos en la Tierra y la Luna

Cómo los planetas obtuvieron sus lunas

Hace mucho tiempo, sucedían muchas cosas raras en la Tierra y sus alrededores. Hubo dinosaurios, hubo edades de hielo, hubo rocas espaciales que bombardearon constantemente nuestro planeta. Pero había algo más, algo de lo que muy poca gente habla. Hubo días más cortos. Sí, la Tierra solía tener días más cortos en su pasado remoto, de modo que cada año (obviamente) contenía más días.

Por ejemplo, hace unos 400 millones de años, un día duraba unas 22 horas y un año unos 400 días porque la Tierra giraba más rápido. Pero, al igual que las personas, a medida que ha envejecido, la Tierra se ha vuelto un poco más lenta. Por qué la Tierra se está desacelerando y nuestros días se hacen más largos, y qué tiene que ver eso con la fuerza de la fricción y nuestra luna, te dará un cuadro interesante.

Fricción de las mareas y tierra

Nunca vivirás lo suficiente para realmente apreciar que nuestros días se alargan. Un día se alarga unos 0,0024 segundos por siglo. No obstante, ¡eso se suma a lo largo de cientos de millones de años! Por qué sucede esto es algo como esto.

Otra lección le habría explicado un par de conceptos importantes. La luna hace que se produzcan mareas en la Tierra. Las mareas son las deformaciones de un cuerpo derivadas de las fuerzas de las mareas, y una fuerza de las mareas es la diferencia en la fuerza de la gravedad entre dos puntos de un cuerpo.

Déjame resumir todo en esto. La luna tira de la Tierra, como tirarías de la cintura de tus pantalones, y eso deforma la superficie sólida de la Tierra y los océanos. Los abultamientos de las mareas que se producen gracias a la luna resultan en fricción, fricción que ralentiza la rotación de la Tierra. Esto se llama fricción de marea , el efecto de un maremoto que ralentiza la rotación de la Tierra.

Esto puede ser difícil de imaginar, pero podemos simplificarlo a un ejemplo muy familiar. Si alguna vez volteó una bicicleta y giró una de sus ruedas, podría reducir la velocidad con la que gira el neumático poniendo su mano sobre el neumático. Por lo tanto, la fricción de las mareas es como una ruptura aplicada al giro de la Tierra y, como resultado, alarga nuestros días.

Escenario 1: protuberancias de las mareas cuando la Tierra no gira

Eche un vistazo a su pantalla donde exploraremos dos escenarios. Primero está el escenario donde la Tierra no gira. En este caso, sus protuberancias de marea se alinearían con la luna. El siguiente es el escenario del mundo real, donde la Tierra gira. La rotación de la Tierra arrastrará las protuberancias de las mareas por delante de donde estarían si la Tierra no girara.

Escenario 2: protuberancias de las mareas cuando la Tierra gira

Sé que puede ser difícil entender por qué sucede, pero intentemos otro experimento mental para dejarlo más claro. Volvamos a nuestra bicicleta. Si hace girar la rueda hacia adelante, el giro de la rueda imita la rotación de la Tierra. Suficientemente fácil. Recuerde, su mano representa las protuberancias de las mareas que causan la fricción que ralentiza el giro de la Tierra. No olvide que este es un proceso suave y lento.

A medida que pone su mano suave y lentamente en el giro hacia adelante del neumático de la bicicleta, ¿dónde se mueve la mano? Al igual que las protuberancias de la marea, se mueve hacia adelante, junto con la dirección del giro, por delante de donde comenzó a aplicar la fuerza. Esta es la razón por la que, a medida que la Tierra gira hacia el este, la fricción con los lechos oceánicos arrastra estas protuberancias de marea hacia el este, o «por delante» del camino directo entre la Luna y la Tierra.

Mareas y la luna

Pero los bultos de las mareas no son una calle de un solo sentido. La Tierra es más masiva que la luna y, por lo tanto, la luna experimenta mareas más fuertes como resultado de la Tierra que la Tierra como resultado de la luna.

Durante mucho tiempo, las mareas en la luna ralentizaron la rotación de la luna tanto que su rotación se volvió sincrónica con su revolución. Esto se llama rotación síncrona , un tipo de rotación en la que la luna tarda exactamente el mismo tiempo en girar sobre su eje que en dar una órbita alrededor de la Tierra. Lo que eso significa para nosotros es que solo vemos un lado de la luna.

Sí, no hay cuerpos de agua en la luna como los océanos de la Tierra que contribuyan a la fricción de las mareas, pero también se produce la fricción dentro de la roca que se flexiona, y esto es lo que ralentizó la rotación de la luna con el tiempo.

Hay un último punto importante al que debo llegar. Las dos protuberancias de las mareas en la Tierra son enormes. Su campo gravitacional, especialmente el de la protuberancia del lado cercano, en realidad empuja a la luna hacia adelante en su órbita, o acelera la luna. Esta aceleración hace que el momento angular de la luna aumente y, en consecuencia, se aleje más de la Tierra.

La luna se aleja de la Tierra unos 3 cm por año. Si tal tasa de recesión continúa para siempre, un día (alrededor de mil millones de años a partir de ahora) la luna estará tan lejos de la Tierra que no podrá proyectar una sombra para causar un eclipse solar.

Resumen de la lección

Las mareas que mencionamos en esta lección son las deformaciones de un cuerpo derivadas de las fuerzas de las mareas, y la fuerza de las mareas que causa esto es la diferencia en la fuerza de la gravedad entre dos puntos de un cuerpo.

Entonces, al principio comenzamos a hablar sobre la forma en que la luna provoca que se produzcan protuberancias de marea en la Tierra. Esto actúa como un freno en una rueda, gracias a la fuerza de fricción – fricción de marea para ser más precisos, que es el efecto de un maremoto que ralentiza la rotación de la Tierra.

Pero luego pasamos a discutir cómo la Tierra también causa mareas en la Luna. Estas mareas han ralentizado la rotación de la luna hasta el punto en que la luna desarrolló una rotación sincrónica , una especie de rotación en la que la luna tarda exactamente el mismo tiempo en girar sobre su eje que en hacer una órbita alrededor de la Tierra.

Además de eso, las protuberancias de las mareas en la Tierra empujan a la luna hacia adelante en su órbita y como resultado la luna retrocede lentamente de la Tierra.

Los resultados del aprendizaje

Una vez que haya terminado con esta lección, debería poder:

• Describe la fricción de las mareas
• Explica cómo la luna ralentiza la Tierra.
• Discutir el efecto de la Tierra sobre las mareas lunares.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador