Как спроектировать континенты для максимальных приливов

Форма и размер континентов определяют величину океанских приливов на планетах земного типа. К такому выводу пришло новое исследование, смоделировавшее влияние случайных конфигураций материков на энергию приливов. Результаты имеют значение как для ранней истории Земли, так и для поиска обитаемых планет за пределами Солнечной системы.

Современное расположение континентов на Земле создаёт самые крупные приливы из возможных для планет земного типа, согласно исследователям. «Современные земные приливы — самые большие, которые мы обнаружили за 750 миллионов лет. Я определённо считаю, что нынешние приливы могут быть одними из самых больших в истории Земли», — заявил океанолог Мэттиас Грин из Бангорского университета (Уэльс, Великобритания), автор нового исследования в журнале AGU Geophysical Research Letters.

Ширина океанического бассейна контролирует величину приливов в нём. Нынешний Атлантический океан имеет как раз идеальный размер и форму для генерации больших приливов. «Атлантика — это почти идеально настроенная органная труба для прилива. Она резонирует», — пояснил Грин, усиливая приливную энергию и делая приливы выше. Хотя Тихий океан больше Атлантического, его приливы меньше, потому что, по словам Грина, «Тихий океан плохо настроен».

Приливы влияют на жизнь на Земле, перемешивая океаны, перенося питательные вещества и распределяя тепло. В долгосрочной перспективе приливы замедляют скорость вращения планеты. В конечном итоге планеты становятся приливно заблокированными по отношению к своим звёздам, всегда обращаясь к ним одной стороной.

Новое исследование изучило верхний и нижний пределы приливов на планетах земного типа, смоделировав 123 различные топографии — от водных миров до современной Земли и планет с крошечными океанами, покрывающими лишь 10% их поверхности. Диапазон передаваемой приливами энергии оказался больше, чем ожидали исследователи, и простирался на три порядка величины только из-за сложности континентальной структуры. Согласно исследованию, приливы на современной Земле в 1000 раз более энергетичны, чем на водном мире того же размера.

«Если у вас всего один большой океан, сложно создать большой прилив. Добавление одного континента размером с Новую Зеландию не имеет большого значения, но добавьте пару таких — и вы получите приливы в 100 раз более энергетичные», — отметил Грин. Ключевым фактором является трение между океаном и сушей. Именно оно вызывает отставание приливной волны от Луны, что создаёт торможение вращения Земли, которое замедлялось на протяжении всей её 4-миллиардной истории. 70 миллионов лет назад, ближе к концу эпохи динозавров, земные сутки длились всего 23,5 часа.

Длина суток важна для учёных, изучающих экзопланеты, поскольку она сильно влияет на климат и обитаемость. Новое исследование устанавливает полезные границы для моделей, рассматривающих, как быстро приливы могут замедлить вращение. «Планеты могут замедлить вращение гораздо быстрее, чем мы думаем», — заключил Грин.