Wie schnell drehte sich die Erde direkt nach der Mondentstehung?

Wir sind uns nicht sicher, ob die Giant Impact Hypothese der Mondentstehung richtig ist. Wenn wir davon ausgehen, wissen wir immer noch nicht, wie schnell sich die Erde kurz nach der Kollision drehte.

Energieerhaltung

Wenn wir davon ausgehen könnten, dass die Energie von damals bis heute erhalten blieb, könnten wir die aktuelle Energie des Systems Erde/Mond berechnen und dann die Rotationsgeschwindigkeit der Erde abschätzen, wenn sich der Mond in einer nahen Umlaufbahn befand. Ein früherer Versuch dazu ist in den Bearbeitungsüberarbeitungen für diese Frage zu sehen. Leider können wir nicht davon ausgehen, dass Energie gespart wurde, da einiges sicherlich durch die Gezeitenerwärmung verloren gegangen ist .

Erhaltung von AM (Winkelimpuls)

Wenn wir davon ausgehen, dass AM erhalten bleibt, gilt nach Asphaug 2014:

Wenn irgendwie an einem Ort zusammengebracht,$\vec{L}_{EM}$würde dem Drehimpuls eines Planeten mit Erdmasse entsprechen, der sich mit einer Periode von ~5 h dreht – ein ungewöhnlich großer Wert, den Cameron & Ward (1976) annahmen, um auf einen riesigen Einschlag hinzuweisen.

Hier,$\vec{L}_{EM}$ist der kombinierte Drehimpuls des Systems Erde/Mond.

Wenn sich der Mond knapp außerhalb der Roche-Grenze der Erde von 2,9 bildete$R \oplus$, vermutlich wäre die Rotationsrate der Erde etwas langsamer als 5 Stunden. Leider können wir nicht davon ausgehen, dass AM des Erde/Mond-Systems konserviert ist. Es gibt mehrere Möglichkeiten, wie das Erde/Mond-System AM abgeworfen hat:

1. Die Rotation der Erde verlangsamt sich aufgrund ihrer eigenen Gezeitenwechselwirkung mit der Sonne. https://en.wikipedia.org/wiki/Tidal_acceleration#Effect_of_the_Sun
2. Als die Größe der Umlaufbahn des Mondes um die Erde zunahm, durchlief er mehrere Resonanzen mit anderen Körpern im Sonnensystem, einschließlich der Venus bei etwa 49$R \oplus$. Das Erde/Mond-System verliert Drehimpuls, wenn es durch jede der Resonanzen geht. Zwischen 6 und 8$R \oplus$präzedierte das Mondperigäum synchron zur Umlaufbahn der Erde um die Sonne, was als Evektionsresonanz bekannt ist. Schätzungen für die Menge an AM-Ausscheidung während der Evektion variieren zwischen 10 % und 50 % (wiederum von Asphaug referenziert ).
3. Es wird nicht angenommen, dass Sonnenmassenauswürfe und andere Einschläge die Erde/Mond-AM seit ihrer Entstehung wesentlich verändern.

Ist eine Reihe von Rotationsgeschwindigkeiten der Erde möglich?

Schloss u. Al schlagen die Möglichkeit vor, dass der Aufprall, der den Mond erzeugte, so viel Energie vermittelte, dass das resultierende System die Korotationsgrenze (CoRoL) überschritt, die das heißeste, höchstmögliche AM-System ist. Sie theoretisieren, dass das Ergebnis ein sich schnell drehender verdampfter Torus aus Gas sein würde, der Synestia genannt wird , anstelle eines Planeten. Hier ist eine Abbildung aus ihrem Papier:

Sie sprechen davon, dass sich die Synestia zusammenziehen und ihren Drehimpuls verlieren, ähnlich wie man annimmt, dass die Akkretionsscheibe unseres Sonnensystems ihren Impuls verloren hat, als die Sonne und die Planeten entstanden sind.

Es macht vielleicht keinen Sinn, über die Länge eines Tages für eine Synestie nachzudenken. Wenn die Erde jedoch aus einer Synestie verschmolzen würde, berechnete StephenG die schnellstmögliche Rotationsrate für die Erde, würde einen entsprechend schnellsten Tag mit etwas weniger als 1,5 Stunden ergeben: Warum wirft uns die Erdrotation nicht von der Oberfläche? .

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass, wenn der Mond durch einen riesigen Einschlag entstanden ist, ein Erdtag wahrscheinlich irgendwo zwischen 1,5 Stunden und etwas mehr als 5 Stunden nach der Wiedervereinigung der Erde lag.