Wie ich die Gezeitenerwärmung verstanden habe, kommt sie von der Gezeitenkraft, die auf einen Körper wirkt, während er sich dreht, und ihn verzerrt; Die Verzerrungswelle wandert entlang der Oberfläche (zusammen mit der scheinbaren Bewegung des anderen Körpers am Himmel), und die fortgesetzte Reibung, wenn die Materie in die Wanderwelle gespannt wird, ist die Quelle der Gezeitenerwärmung.
Wenn sich die beiden Körper nun in einer Gezeitenschleuse befinden, bleibt die Verzerrung konstant – sie bewegt sich nicht. Es wird keine neue Arbeit geleistet, da die Körper relativ zueinander unbeweglich bleiben. Die Gezeitenheizung sollte eine flache Null sein.
In der Zwischenzeit weist Io eine immense vulkanische Aktivität auf, die der Gezeitenerwärmung zugeschrieben wird – obwohl sie durch die Gezeiten an Jupiter gebunden ist. Während es Jupiter immer noch erwärmt und seine eigene Flutwelle um sich herumzieht, sollte Jupiter keine Wärme zu Io beitragen, da seine Verzerrung über die Zeit konstant bleibt, ein stabiles Gleichgewicht.
Ist das nur Restwärme aus Zeiten, als Io gedreht hat, oder übersehe ich etwas?
Es gibt tatsächlich mehrere Komponenten von Gezeitenkräften, die dazu dienen, einen Planeten oder Mond zu verzerren – tägliche, nicht synchrone Rotation, Verdickung der Eisschalen, Schiefe der Umlaufbahn und Polarwanderung. Ein Mond könnte durch jede Kombination dieser Mechanismen belastet werden, was zu Reibungskräften und Erwärmung führt.
Tagesstress - Da Umlaufbahnen Ellipsen und keine Kreise sind, wird der Mond einem unterschiedlichen Gravitationsfeld ausgesetzt sein. Wenn der Mond näher am Planeten ist, sind die Gezeitenspannungen etwas größer als wenn er näher entfernt ist, da der Gradient steiler ist. Da uns Keplers 2. Gesetz darüber informiert, dass sich ein Körper schneller bewegt, wenn er näher an seinem Primärkörper ist, bedeutet dies außerdem, dass die Gezeitenverriegelung unvollkommen ist. Wenn sich der Mond in der Nähe seiner Primärachse befindet, bewegt er sich etwas schneller als er rotiert. Ebenso bewegt es sich, wenn es weiter entfernt ist, etwas langsamer als es sich dreht. Dies führt dazu, dass der Mond seine Primärfarbe am Himmel leicht oszillierend sieht. Quelle
Nichtsynchrone Rotationsspannung - Wenn die Mondkruste durch eine Flüssigkeitsschicht (entweder flüssiges Gestein oder flüssiges Wasser) von ihrem Kern entkoppelt ist, kann sich die Kruste frei über dem Kern drehen. Der Kern bleibt durch die Gezeiten mit dem Primärteil verbunden, aber die Hülle kann sich bewegen. Da der Kern eine Gezeitenwölbung hat, wird er belastet, wenn sich die Kruste um ihn herum bewegt. Die Kruste spürt ein Drehmoment , weil ihre Dicke über die Mondoberfläche hinweg variiert. Quelle
Verdickung der Eisschalen - Eisige Monde wie Europa können Stress erfahren, die durch das Gefrieren und Verdicken ihrer eisigen Außenschalen verursacht werden. Wenn der Mond Wärme verliert, gefriert das Wasser am Boden der Schale. Dies erhöht sein Volumen und erzeugt Dehnungsspannungen. An der Oberfläche zieht sich das Eis durch die Abkühlung zusammen und verursacht Druckspannungen. Obwohl dies kein Gezeitenstress ist, ist es dennoch eine Stressquelle, die auf diese Monde einwirken kann, also dachte ich, ich würde es einwerfen. Quelle
Bahnschiefe - Die meisten Monde drehen sich nicht genau senkrecht zu ihrer Bahnebene. Vielmehr weist ihre Rotationsachse eine gewisse Neigung auf. Diese Neigung ändert die Breitenausrichtung der Gezeitenwölbung, wenn der Mond den Planeten umkreist. Dies erzeugt zusätzliche Spannungen, wenn an der Gezeitenwölbung gezogen wird. Quelle
Polarwanderung - Große Einschläge können dazu führen, dass sich die Lithosphäre eines Mondes dreht und sich relativ zu seiner Rotationsachse neu ausrichtet. Wenn diese Rotation die scheinbare Position der Rotationspole ändert, wird dies als "Polarwanderung" bezeichnet. Polarwanderung verursacht Stress in ähnlicher Weise wie eine asynchrone Rotation. Die Lithosphäre rotiert über der Ausbuchtung des Kerns und drückt auf die Kruste. Quelle
Es mag andere Stressmechanismen geben, die mir nicht bekannt sind, aber dies sind die wichtigsten. Wenn Sie weitere Informationen zu diesem Thema wünschen oder einige Visualisierungen davon sehen möchten, wie diese verschiedenen Belastungen aussehen, sehen Sie sich SatStressGUI an, ein Programm, an dessen Entwicklung ich mitgewirkt habe und das Belastungen auf eisigen Monden modelliert.
Zephyr
SF.
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