¿La Tierra realmente tiene dos abultamientos de marea alta en lados opuestos?

Question

La parte que tiene sentido: fuerzas de marea

Mi profesor de física explicó que la mayoría del efecto de marea se debe a la Luna rotando alrededor de la Tierra, y un poco también al Sol.

Dijeron que en el sistema Tierra - Luna, los cuerpos están en caída libre el uno respecto al otro. Pero los puntos en la superficie de la Tierra, al no estar en el centro de gravedad de la Tierra, experimentan ligeramente diferentes fuerzas de atracción hacia la Luna.

La atracción es un poco mayor si están del lado de la Luna, y un poco menor en el lado opuesto a la Luna. Una vez que la caída libre se elimina, en el lado de la Luna se siente como una atracción hacia la Luna y en el lado opuesto se siente como una repulsión de la Luna.

Esto tiene sentido para mí y está respaldado por otras preguntas y respuestas aquí, como esta y también esta pregunta en Phys.SE.

La parte que no tiene sentido: abultamientos de marea

También dijeron que hay "abultamientos de marea" en lados opuestos de la Tierra causados por estas fuerzas. Los abultamientos son estacionarios con respecto a la Luna, y la rotación de la Tierra a través de los abultamientos explica por qué tenemos dos mareas al día. Dibujaron una imagen como esta...

Una búsqueda de imágenes de abultamientos de marea encuentra cientos de ejemplos similares, y aquí hay una animación de un científico en Twitter.

...Pero, si hay un abultamiento de marea en ambos lados de la Tierra, como una gran ola con dos picos dando vueltas alrededor, ¿cómo puede una isla, como Gran Bretaña donde vivo, tener simultáneamente una marea alta en un lado y una marea baja en el otro?

Por ejemplo:

• Horarios de marea de Holyhead en la costa Oeste
• Horarios de marea de Whitby en el Este

Dos puertos con mareas 6 horas, o 180º de diferencia. Es marea alta en uno mientras es marea baja en el otro. Pero están solo a 240 millas de distancia por carretera.

Gran Bretaña es mucho más pequeña que la Tierra. Probablemente ni siquiera es tan grande como la letra "A" en la palabra "MAREA" en esa imagen.

---

Para probar que esto no es solo una locura de Bretaña, aquí tienes otro ejemplo de Nueva Zelanda:

• WESTPORT, Isla Sur de Nueva Zelanda
• Península de Kaikoura, Isla Sur de Nueva Zelanda

Dos puertos que están separados por 180º (6 horas), pero separados por solo 200 millas encantadoras a través de un parque nacional. Nueva Zelanda, a diferencia del Reino Unido, está en mar bastante abierto.

Answer 1

La teoría de las mareas y la transferencia de momento angular a la luna es falsa.

La explicación de las mareas dada por wikipedia y sus seguidores, es falsa y es una lástima que imágenes tan engañosas no hayan sido eliminadas, y siguen siendo citadas. En realidad, no hay un bulto en correspondencia con la luna en ningún momento.

Me tomé la molestia de obtener las posiciones de la luna (y el Sol) en la fecha mostrada en la imagen gif citada:

( puedes verificarlo aquí).

Los puntos rojos son los puntos de máxima elevación, los azules son los puntos con elevación nula, mientras que en el gif original indican depresiones.

Puedes ver fácilmente que nunca hay un bulto en correspondencia con la luna o por delante de ella (que es la supuesta razón de la aceleración de la luna en su órbita), de hecho debes notar que la diferencia en la fuerza gravitacional donde la luna está en el cenit es solo una fracción de miligauss, y puedes evaluar lo que significa si consideras que la fuerza g en diferentes lugares de la Tierra puede diferir en 50 miligauss (debido a la latitud, altitud, etc).

No puede haber un bulto cuando (durante la mayor parte del día) está sobre tierra, e incluso cuando está sobre los océanos no hay un bulto: las elevaciones giran rápidamente hacia el norte guiadas por los puntos anfidrómicos y por las líneas costeras.

Solo hay un bulto que sigue de cerca a la luna y ese es en la Antártida. Esto sucede porque no hay obstáculos en su camino y porque (debido a la latitud) la velocidad tangencial de la Tierra iguala la fase de la onda.

La imagen 1 y 4 (una sobre la otra a la izquierda) fueron tomadas con un retraso de 12 horas y muestran el único lugar donde hay 2 mareas (ese día), y la marea antipodal tiene lugar entre el sol y la luna. Para obtener una imagen más clara también podemos ver las mareas en una fecha (2000-1-6 18:00) cuando hay marea más alta posible: luna en perigeo (6 de enero), una luna nueva (a 90° O), luna en el Trópico de Capricornio, sobre los océanos la mayor parte del día:

Los datos de las elevaciones son tomados de esta animación a la 1:00. No he podido subir el cuadro congelado de 2000-1-6 18:00, si alguien puede hacerlo, por favor agregue la imagen para facilitar la verificación.

A menos que alguien pueda demostrar que he representado mal esos datos, puedes ver fácilmente que todas las afirmaciones en wikipedia o en las otras respuestas aquí y en preguntas similares son falsas, infundadas, irreales.

Todos los mitos alrededor de los bultos son desmentidos: en ambos lados de la luna solo hay depresiones, no hay posibilidad de equivocación, nada que pueda acelerar la luna en su órbita (en realidad es al revés, las depresiones solo pueden desacelerarla), no hay marea antipodal (a 90° E), y las elevaciones ocurren en lugares imprevistos e impredecibles como se puede ver en la imagen.

Answer 2

El movimiento de las mareas es variable en diferentes puntos geo-oceánicos de nuestro globo. El océano es agua que es fluida, a diferencia de las superficies expuestas de la tierra que son por supuesto rígidas; hasta el punto de que no es posible que el efecto de la luna dibuje la superficie terrestre a un abultamiento. Por lo tanto, la profundidad del océano se abultará en respuesta directa a la posición de la luna en relación con la Tierra. No obstante lo anterior, la profundidad del océano variará con alguna respuesta a otros efectos de la física de la temperatura del océano, debido a las fisuras oceánicas que liberan condiciones volcánicas haciendo que la temperatura del océano aumente. También los movimientos de placas tectónicas (terremotos) causarán efectos variables en las profundidades oceánicas, que pueden interpretarse como variaciones de mareas causadas por la luna en algunos lugares.

Answer 3

La respuesta comienza con darse cuenta de que ninguna molécula de agua se mueve tan rápido como se mueve la luna sobre la Tierra. Incluso si no hubiera masas de tierra en el camino y el planeta fuera todo agua, no hay forma de que una sola molécula de agua pudiera moverse alrededor de la Tierra lo suficientemente rápido como para mantenerse al día con la luna (la circunferencia de la Tierra = 24,000 millas en 12 horas, ¡lo que equivale a 2000 millas por hora!).

Mi explicación -

Todo lo que una sola molécula de agua puede hacer es derivar hacia la luna. Sin embargo, no puede derivar hacia la luna cuando está en la Protuberancia de Marea Distant (la Tierra está en el camino) o en la Protuberancia de Marea Cercana (los océanos rara vez vuelan).

Sin embargo, las moléculas de agua en los lados de la Tierra (en el diagrama anterior) SÍ pueden moverse hacia la luna. Puede que no se muevan mucho (supongo que algunas millas/kilómetros), pero se mueven lo suficiente como para estirar el agua en los lados hacia la Protuberancia de Marea Cercana. Por eso la Protuberancia de Marea Cercana es más grande que la Protuberancia de Marea Distant.

Puede ser útil pensar qué pasaría si la luna se moviera extremadamente despacio. En ese caso, el agua podría mantenerse al día con la luna y, creo, la Protuberancia de Marea Distant sería pequeña o incluso desaparecería. O, si la luna se moviera extremadamente rápido, entonces el agua no tendría tiempo para moverse significativamente entre órbitas, por lo que no habría mareas. Ahora tenemos un caso entre esos dos extremos.

¡Excelente pregunta! Recuerdo que pensé que los libros estaban equivocados cuando vi esto por primera vez.

Edit - En el lado lejano, aunque la gravedad es más débil allí debido a un mayor R en Fg=G m1 m2 / R^2, encuentro que esa explicación no es convincente. Mi explicación funciona incluso si el campo gravitacional es constante, y la explicación de 1/R^2 falla en el caso de una luna que gira extremadamente despacio. Supongo que tendré que hacer cálculos para demostrar esto, ya que no es la respuesta oficial.