La forma e le dimensioni dei continenti controllano le dimensioni delle maree oceaniche sui pianeti simili alla Terra, secondo un nuovo studio che simulava gli effetti delle configurazioni continentali casuali sull'energia delle maree. I risultati hanno implicazioni per la storia antica della Terra e per la ricerca di pianeti abitabili oltre il sistema solare.

La moderna disposizione dei continenti della Terra crea grandi maree all'estremità di ciò che è possibile per i pianeti simili alla Terra, secondo i ricercatori.

"Le attuali maree della Terra sono le più grandi che abbiamo trovato in 750 milioni di anni. Certamente penso che le maree ora potrebbero essere tra le più grandi nella storia della Terra, " disse Mattias Green, un oceanografo alla Bangor University in Galles, il Regno Unito, e un autore del nuovo studio sulla rivista di AGU Lettere di ricerca geofisica .

La larghezza di un bacino oceanico controlla la grandezza delle maree in esso contenute. L'attuale Oceano Atlantico sembra avere le dimensioni e la forma perfette per produrre grandi maree.

"L'Atlantico è un organo a canne quasi perfettamente accordato per la marea. Risuona, "Verde ha detto, amplificando l'energia delle maree e rendendo le maree più alte. Sebbene l'Oceano Pacifico sia più grande dell'Atlantico, le sue maree sono più piccole, perché, Verde ha detto, "il Pacifico è mal sintonizzato."

Le maree influenzano la vita sulla Terra agitando gli oceani, spostare i nutrienti e distribuire il calore. A lungo termine, le maree rallentano la velocità di rotazione di un pianeta. Infine, i pianeti si agganciano alle loro stelle in base alla marea, con la stessa faccia sempre alla luce del sole.

Poiché l'attività tettonica rimodella costantemente la superficie terrestre, la dimensione delle sue maree è variata ampiamente nel corso di ripetuti cicli di formazione e disgregazione di supercontinenti.

Test dei limiti di marea

Il nuovo studio ha studiato i limiti superiore e inferiore delle maree su pianeti simili alla Terra simulando 123 diverse topografie, dai mondi acquatici alla Terra di oggi ai pianeti con minuscoli oceani che coprono solo il 10% della loro superficie (circa le dimensioni dell'Oceano Artico).

La gamma di energia trasmessa dalle maree era maggiore di quanto previsto dai ricercatori, Verde ha detto, estendendosi su tre ordini di grandezza a causa della sola complessità continentale. Le maree sulla Terra oggi sono 1, 000 volte più energico che su un mondo oceanico della stessa dimensione, secondo il nuovo studio.

"Se sei solo un grande oceano è difficile avere una grande marea. Aggiungere un continente delle dimensioni della Nuova Zelanda non fa molta differenza, ma aggiungi un paio di neozelandesi e ottieni maree 100 volte più energiche, " disse il verde.

Le maree sulla Terra sono generate, in primis, dall'attrazione della gravità lunare. Se il fondale fosse perfettamente privo di attrito, e non c'erano continenti a mettersi in mezzo, La Terra girerebbe dolcemente sotto il rigonfiamento dell'acqua, che si allineerebbe sempre con la luna.

"La cosa fondamentale è che c'è attrito tra l'oceano e la terra. Se non lo avessimo, il rigonfiamento della marea punterebbe direttamente alla luna, " disse Green. "Non abbiamo l'alta marea quando la luna è direttamente sopra la nostra testa, e quel ritardo è ciò che rallenta la rotazione della Terra e allontana la luna."

Le maree non raggiungono il picco quando la luna è direttamente sopra la testa perché la viscosità dell'acqua e l'attrito contro il suolo solido resistono al moto relativo dell'acqua. L'attrito provoca il rilascio di energia di marea. Il rigonfiamento dell'acqua è in ritardo rispetto alla luna, e questo ritardo crea resistenza alla rotazione terrestre, che ha rallentato nel corso dei suoi 4 miliardi di anni di storia. Verso la fine del tempo dei dinosauri, 70 milioni di anni fa, Il giorno della Terra è durato solo 23,5 ore.

Modellazione di pianeti extrasolari

La durata del giorno è importante per gli scienziati che studiano gli esopianeti perché ha enormi conseguenze per il clima e l'abitabilità. Pianeti che ruotano molto lentamente, come Venere, hanno profondi contrasti di temperatura tra i loro emisferi rivolti verso il sole e verso lo spazio. Questa potrebbe essere una buona o una cattiva notizia per la possibilità di vita sul pianeta, a seconda della vicinanza del suo sole.

Ma la rotazione di pianeti lontani è difficile da osservare direttamente. Gli astronomi hanno proposto stime basate sulle dimensioni, età e contenuto idrico. Green ha affermato che il nuovo studio stabilisce limiti utili per tali modelli se si considera la velocità con cui le maree possono rallentare la rotazione.

"I pianeti possono precipitare molto più velocemente di quanto pensiamo, " Egli ha detto.