模拟了随机大陆构造对潮汐能的影响

根据一项新的研究，大陆的形状和大小控制着潮汐在类地行星上的大小，该研究模拟了随机大陆构造对潮汐能的影响。结果对地球的早期历史以及寻找太阳系以外的宜居行星都具有影响。

研究人员说，现代地球在各大洲的排列会在类似于地球的行星所可能产生的极端情况下产生大潮。

英国威尔士班戈大学海洋学家马蒂亚斯·格林(Mattias Green)说：“地球目前的潮汐是我们在7.5亿年以来发现的最大潮汐。我当然认为现在的潮汐可能是地球历史上最大的潮汐。”这项新研究的作者在AGU的《地球物理研究快报》上。

海盆的宽度控制其中所含潮汐的大小。当前的大西洋恰好是产生大潮的理想大小和形状。

格林说：“大西洋是潮汐中调音几乎完美的风琴。它引起了共鸣，”放大了潮汐能并使潮汐变高。格林说，尽管太平洋比大西洋大，但其潮汐却较小，因为格林说，“太平洋的调谐不佳”。

潮汐通过搅动海洋，移动养分并散发热量来影响地球上的生命。从长远来看，潮汐会减慢行星自转的速度。最终，行星被潮汐锁定在恒星上，而同一张脸总是在阳光下。

由于构造活动不断地重塑地球表面，因此其潮汐的大小在超大陆形成和破裂的反复循环中变化很大。

测试潮汐极限

这项新研究通过模拟123种不同的地形来研究类地行星的潮汐上限和下限，从水世界到当今地球，再到只有微小海洋覆盖其表面10%(约北冰洋大小)的行星。

格林说，潮汐传递的能量范围比研究人员预期的要大，仅由于大陆的复杂性就扩大了三个数量级。这项新的研究表明，当今地球上的潮汐比同等大小的海洋世界上的潮汐高1000倍。

格林说：“如果你只是一个大海洋，很难有一个大的浪潮。增加一个新西兰大小的大陆并没有多大区别，但是增加几个新西兰，你的潮汐就会增加100倍。”

地球上的潮汐主要是由月球的引力产生的。如果海床完全没有摩擦，并且没有大洲可以阻挡，那么地球将在隆起的水之下平稳旋转，而隆起的水始终与月球对齐。

格林说：“关键是海洋与陆地之间存在摩擦。如果我们没有摩擦力，潮汐凸起将直接指向月球。”“当卫星直接悬在头顶时，我们没有高潮，而这种滞后就是减慢地球自转并将卫星推开的原因。”

当月亮直接在头顶上方时，潮汐不会达到顶峰，因为水的粘度和与固体地面的摩擦会阻止水的相对运动。摩擦导致潮汐能释放。隆起的水流滞后于月球，而这种滞后对地球的自转产生了拖累，自转在整个40亿年的历史中一直在放缓。在接近7000万年前的恐龙时代末期，地球的一天只有23.5小时。

系外行星建模

日长对研究系外行星的科学家很重要，因为它对气候和可居住性具有重大影响。像金星一样旋转非常缓慢的行星，其朝阳和面向太空的半球之间存在深深的温度差异。对于行星生命的可能性，这可能是好消息，也可能是坏消息，这取决于它与太阳之间的距离。

但是，远距离行星的自转很难直接观察到。天文学家已经提出了基于大小，年龄和水含量的估计值。格林说，新研究在考虑潮汐能减慢旋转速度时为此类模型设定了有用的界限。

他说：“行星的旋转速度可能比我们想象的要快得多。”