Durch Gezeiten verursachter äquatorialer ozeanischer Fluss

Das Setting: Ein Planet mit zwei Hauptlandmassen, deren Zentrum sich mehr oder weniger an jedem Pol des Planeten befindet. Zwischen ihnen befindet sich ein Ozean aus flüssigem Wasser, der sich vollständig, wenn nicht sogar direkt (aufgrund der nicht symmetrischen Natur der Landmassen auf beiden Seiten) um die Äquatorregion des Planeten wickelt. Der Planet hat einen Mond (EDIT) oder einen koorbitalen Planeten , der von angemessener Größe und Entfernung ist, um einen signifikanten Gezeitenzug auf den Ozean auszuüben, und der Ozean hat eine ausreichende Tiefe und ein ausreichendes Wasservolumen, um Gezeiteneffekte zu zeigen.

Gibt es eine Variation der Details (Ozeane größer oder kleiner, Mond näher oder weiter entfernt usw.) dieser im Allgemeinen vagen Anordnung, die es den Gezeitenkräften ermöglicht, den Ozean in einer flussähnlichen Strömung um den Äquatorbereich des Planeten herum zu bewegen? (im Gegensatz zu einigen Missverständnissen, die ich über Gezeitenkräfte habe, die dies völlig unglaubwürdig machen)

BEARBEITEN Um einen Hintergrund zu geben, woher ich die Idee für diese Frage habe: Ich habe gehört, dass die Gezeiten an bestimmten Orten auf der Erde aufgrund von Resonanz und Schwingung übertrieben sind, die den Formen und Größen des angrenzenden Landes entsprechen. Von da an schien es mir, dass, wenn die Gezeitenfrequenz (Umlauffrequenz des Mondes) auch zufällig mit der Größe / Form des Rings / Ozeans in Resonanz wäre, so etwas wie Wasser in einer Tasse fließen würde, wenn Sie es herumwirbeln, einfach weiter eine planetarische Skala. (Ich verstehe auch, dass dies die beiden Körper wahrscheinlich irgendwann in eine Gezeitensperre ziehen würde, sodass die genauen Zeitskalen nicht zu lang sein müssen, sondern nur "lang genug" für eine Geschichte)

Mir ist nicht klar, warum Gezeitenkräfte einen Massenstrom induzieren würden. Gezeitenkräfte sind symmetrisch : Es gibt keine Nettokraft, die Dinge zieht, um dem Mond zu folgen.
@AlexP Sie werden eine solche Bewegung nicht verursachen. Aber andere Dinge...
Nord- und Südäquatorialstrom plus natürlich der äquatoriale Gegenstrom . Sie werden von Winden angetrieben, die durch die Rotation des Planeten angetrieben werden (= Coriolis-Kraft ) und haben nichts mit den Gezeiten oder dem Mond zu tun.
"Resonanz" bedeutet Schwingung. Gezeitenkräfte sind symmetrisch, jeder Flut folgt eine gleiche Ebbe. Gezeiten sind im Wesentlichen Wellen; Wenn Sie auf das Meer oder einen See blicken, sehen Sie, wie sich Wellen bewegen, aber Wellen erzeugen keinen Wasserfluss. Wenn der ununterbrochene Ring des Ozeans breit genug ist, haben Sie aufgrund der Rotation des Planeten eine Wasserzirkulation. Nur nicht wegen der Gezeiten.
@AlexP Ich denke, Wellen sind der richtige Weg, darüber nachzudenken, und Wellen induzieren tatsächlich aufgrund von Stokes-Drift einen Nettowasserfluss nahe der Oberfläche . Das Wasser würde nicht wie ein Fluss in einem kontinuierlichen Strom fließen, da es sich gelegentlich umkehren würde, sondern es würde über einen Zeitraum von mehreren Tagen eine Nettobewegung an der Oberfläche geben.
@MikeNichols Ja, das ist die Art von Konzept, die diese Idee in meinen Kopf gebracht hat. Nur eine ausreichend große Flut, eine ausreichend große Welle, "häufig" genug usw., um zu bewirken, dass sich diese Nettoströmung gleichzeitig über eine ausreichende Menge des Ozeans ausbreitet und sich bald genug von hinten wieder einholt, um die Umkehrtendenzen zu überwinden .

Antworten (3)

Dein Planet ist ein Linearmotor

Dies habe ich in dieser Antwort ausführlich vorgeschlagen . Ihre Ozeane werden von einem magnetohydrodynamischen Antrieb angetrieben, um den eng begrenzten Ozean ständig um den Planeten zu zirkulieren.

So funktioniert es:

  • Zwei starke Magnetfelder; eine von Ihrem Planeten (ein Eisenkern wie auf der Erde) und eine externe (vielleicht umkreist ein erdähnlicher Planet einen jupiterähnlichen Planeten).
  • Um den Ozean in einen Linearmotor zu verwandeln, braucht man ein Magnetfeld und einen Stromfluss und sie dürfen nicht in der gleichen Richtung sein.
  • Lassen Sie das vom Planeten erzeugte Magnetfeld dasselbe sein wie das der Erde (wenn auch vielleicht stärker).
  • Lassen Sie das vom 'Jupiter' erzeugte Magnetfeld sich ständig ändern, während sich der Planet dreht. Nach dem Gesetz von Lenz induzieren Sie also eine Strömung im Ozean.
  • Jetzt haben Sie mit einem Magnetfeld und Strom eine Bewegung durch die Lorentzkraft induziert .

Das brauchen Sie also auf Ihrem Planeten:

  • Ein kontinentales Setup, wie Sie es beschreiben. Zwei große zirkumpolare Kontinente und dazwischen ein relativ schmaler Ozean.
  • Das Meer muss sehr salzig sein, um eine gute Strömung zu induzieren.
  • Der Planet muss ein eigenes, sehr starkes Magnetfeld haben.
  • Das Objekt, das der Planet umkreist (das primäre ), muss ein eigenes, sehr starkes Magnetfeld haben.
  • Wenn der Planet seine primäre Umlaufbahn auf einer perfekten äquatorialen Umlaufbahn umkreist, unterscheiden sich die Strom- und Magnetvektoren nur durch die magnetische Deklination des Magnetfelds auf dem Planeten. Dies ist der Winkel zwischen der Rotationsachse und der Achse des Dipols des Magnetfelds. Die magnetische Deklination der Erde beträgt etwa 11 Grad, das ist zu klein.
  • Daher beträgt die Kombination aus magnetischer Deklination und Umlaufbahnneigung zwischen dem Planeten und seiner Primärseite etwa 90 Grad. Das Hinzufügen von etwas Exzentrik würde wahrscheinlich auch helfen.

Abschluss

Wenn alle Eigenschaften genau richtig sind, haben Sie jetzt einen Linearmotor. Die Energie kommt aus zwei Quellen. Das Magnetfeld des Planeten entzieht dem Planetenkern thermische und kinetische Energie, um die Ozeane anzutreiben. Die anderen Energiequellen sind die kinetische und Rotationsenergie des Planeten relativ zur Primärenergie und die innere thermische und kinetische Energie der Primärenergie durch ihr Magnetfeld.

Letztendlich muss man bedenken, dass die Bewegung eines Ozeans über eine Milliarde Jahre viel Energie erfordert, sodass es aus wissenschaftlicher Sicht möglicherweise nicht möglich ist, dass dieser Planet lange Zeit in einem solchen Zustand existiert. Aber es könnte schon einige Zeit existieren, also reicht das für eine gute Geschichte!

Nur möglich, vielleicht, aber nicht leicht.

Die Ozeanbewegung aufgrund von Gezeiten ist meist hin und her mit Vermischung. Es kann um Barrieren herum und in Flussmündungen und am Eingang zu Buchten und solchen Orten sehr kompliziert sein. In der Tiefsee nahe der Oberfläche bewegt sich jedes einzelne Stück Wasser während eines Gezeitenzyklus mehr oder weniger kreisförmig.

Vergessen Sie nicht, dass die an der Erzeugung von Gezeiten beteiligten Züge zyklisch sind und so oft „zurück“ wie „vorwärts“ ziehen. In welche Richtung erwarten Sie also den anhaltenden Fluss?

Meeresströmungen werden durch Wind, Salzgehaltsunterschiede, Temperaturunterschiede und Schwerkraft angetrieben . Und gelegentlich Erdbeben. So können Sie den Fluss in eine Richtung aufrechterhalten. Stellen Sie sich zum Beispiel vor, wo ein Süßwasserfluss in den Ozean mündet. Dadurch wird nicht salzhaltiges Wasser mit einer anderen Temperatur eingeführt. Dies wird dazu neigen, stetig in eine Richtung zu fließen, die durch die verschiedenen umgebenden Details bestimmt wird. Oder bedenken Sie die Existenz von Passatwinden, die viel öfter in eine Richtung wehen als in jede andere. Dadurch wird das Oberflächenwasser tendenziell in diese Richtung getrieben und auf einem anderen Strömungsweg zurückgeführt.

Die übliche natürliche Situation bedeutet also nicht, dass Gezeiten eine anhaltende Strömung in eine Richtung um den Äquator erzeugen. Sie müssten etwas extrem Künstliches konstruieren. Stellen Sie sich zum Beispiel eine Reihe von Buchten vor, die gerade perfekt abgewinkelt sind, um sehr hohe Gezeiten zu erzeugen, so dass Wasser nach oben und über eine Barriere auf einer Seite fließt. Aber die Form der Meeresküste auf der anderen Seite erzeugte keine solchen Fluten. Sie müssten die Form der Bucht auf einer Seite, sagen wir der Westseite, "fokussieren", um die Gezeiten zu verstärken. Dann schwappt es nur am höchsten Punkt der Flut über den Rand und nur in eine Richtung. Sie würden eine ganze Reihe von solchen rund um den Äquator benötigen, um so etwas wie einen anhaltenden Fluss zu erzeugen. Beachten Sie, dass sie sich nicht über der Meeresoberfläche befinden müssen,Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Vielleicht ein bisschen so. Von einer Seite neigt jede Terrasse dazu, die Strömung nach innen zur Mitte hin zu sammeln. Von der anderen neigt es dazu, es zu zerstreuen. Die erste Hälfte des täglichen Gezeitenzyklus wird also hineingeschoben und die zweite Hälfte wird herausgedrückt. Wenn Sie eine Reihe davon rund um den Äquator hätten, würde das Wasser dazu neigen, in der Mitte von West nach Ost und entlang der Ober- und Unterseite der Terrasse von Ost nach West zu fließen. Beachten Sie, dass sie viele 100 km lang sein müssten, um zu funktionieren, und es müssten viele von ihnen sein, wahrscheinlich rund um den Äquator. Außerdem müssten sie genau den richtigen Abstand voneinander haben.

Also eine wilde Idee, wie das passiert sein könnte. Vielleicht war der Wasserstand vor vielen Jahrhunderten viel niedriger. Eine Eiszeit vielleicht? Und das Land am Äquator lag über dem Ozean. Und die Menschen, die dort lebten, legten viele Terrassierungen an und formten das Land rund um den Äquator, um ein gutes Wachstum zu erzielen. Vielleicht etwas wie Reis, der zeitweise im Wasser wachsen möchte? Vielleicht haben sie all diese Terrassen nach Osten ausgerichtet, damit sie die Morgensonne bekommen. Und die Form all dieser künstlich errichteten Hügel ist einfach perfekt, um die Gezeiten zu fokussieren.

Ich "erwarte, dass der anhaltende Fluss" dem umlaufenden Mond "folgt". Wenn der Mond von Ost nach West kreist, würde ich erwarten, dass die Strömung ihm folgt. Ich habe diese Annahme auf das gestützt, was ich über Gezeiten an bestimmten Orten auf der Erde gehört habe, die aufgrund von Resonanz und Schwingung übertrieben sind, die den Formen und Größen des angrenzenden Landes entsprechen (wie Sie es über Buchten erwähnt haben). Von da an schien es mir, dass, wenn die Gezeitenfrequenz (Umlauffrequenz des Mondes) auch zufällig mit der Größe / Form des Rings / Ozeans in Resonanz wäre, so etwas wie Wasser in einer Tasse fließen würde, wenn Sie es herumwirbeln.

Der Ozean wird aufgrund bestehender Effekte, die durch die Rotation des Planeten verursacht werden, bereits in diese Richtung fließen. Es braucht keinen Mond und keine Gezeiteneffekte, um es zu tun. Sehen Sie sich zum Beispiel den Antarktischen Zirkumpolarstrom an , der genau das tut, was Sie wollen, wenn auch auf einem niedrigeren Breitengrad.

Der Antarktische Zirkumpolarstrom funktioniert genau deshalb, weil der ununterbrochene Ring des Ozeans in mittleren Breiten liegt. Am Äquator würde es nicht funktionieren; oder zumindest wäre es sehr viel schwächer und würde langsam von Osten nach Westen fließen.
Nein, das wird es nicht. Die antarktische Zirkumpolare wird in diesem Breitengrad von den Winden angetrieben; Die gleichen Winde werden am Äquator auf einem erdähnlichen Planeten nicht existieren.
@kingledion: Ich denke, es wird, aber es wird sehr viel schwächer sein als der Zirkumpolarstrom. Auf der Erde haben wir Nord- und Südäquatorialströme, die durch den äquatorialen Gegenstrom kompensiert werden. Sie werden natürlich von Winden angetrieben, die von der Coriolis-Kraft angetrieben werden, und nicht von Gezeiten ...
@AlexP Könnten also zwei nahe Polarströme einen Gegenstrom in äquatorialeren Breiten auf diesem hypothetischen Planeten verursachen?
@Dalila: Platzieren Sie einfach den ununterbrochenen Ozeanring etwas nördlich oder südlich des Äquators. Die Passatwinde werden eine Strömung antreiben.
Also eine -1 für Recht? Juhu ich.