Fricción de Marea

Las mareas en los océanos ocurren principalmente debido a la fuerza gravitacional de la Luna y en segundo lugar, a la fuerza de marea solar. Las fuerzas de marea estiran la Tierra en la dirección del cuerpo que produce la marea debido a la ley cuadrática inversa, es decir, la fuerza sobre el lado cercano es mayor que la fuerza sobre el lado lejano, dando una fuerza neta de estiramiento. Si bien es más notable en los océanos, también hay estiramiento de marea de las masas de tierra.

Las fuerzas de marea sobre un cuerpo orbitando cambia lentamente el carácter de la órbita. Por ejemplo, supóngase una luna en órbita, que también gira alrededor de un eje perpendicular al plano orbital. La fuerza de marea estira la luna a lo largo de la línea que la une con el planeta, y luego ese estiramiento se relaja mientras que el diámetro gira alejándose de la línea. Hay una resistencia de fricción al estiramiento, y la energía se disipa en calor durante el estiramiento y durante la relajación de la deformación, llevando gradualmente la energía fuera del sistema de rotación.

A medida que la luna deformada gira alejándose de la línea de conexión, la gravedad ejerce un par de fuerza que actúa para disminuir el momento angular rotacional de la luna, disminuyendo gradualmente su velocidad de rotación. Este efecto de frenado durante un largo período de tiempo lleva la tasa de rotación de la luna con respecto a la línea de conexión al planeta a cero, de modo que su período de rotación se acerca al periodo orbital, y presenta la misma cara hacia el planeta en todo momento. La Luna de la Tierra ha llegado a ese estado de modo que siempre vemos la misma cara de la Luna.

El planeta Mercurio está acoplado por marea al Sol, pero esto no produce la relación 1:1 entre el período de órbita y el período de rotación como la Luna de la Tierra. De los datos planetarios de Mercurio, encontramos que el período sideral de este alrededor del Sol es de 87,969 días pero el período de rotación del planeta alrededor de su eje es de 58,646 días. El planeta realiza 3/2 rotaciones precisas en un período orbital del planeta. Esto se llama "resonancia de marea" o "resonancia orbital".

La fuerza de marea de la Luna sobre la Tierra también la influye, de modo que la energía se disipa por fricción de marea. A medida que la deformación de marea de la Tierra gira lejos de la línea de conexión, la asimetría producida por la forma ligeramente alargada proporciona un brazo de palanca para un par de frenado que frena la rotación de la Tierra, aumentando actualmente la longitud del día en alrededor de 2,3 milisegundos por siglo. En un millón de años a partir de ahora, la jornada tendrá una hora más.

Referencias en internet:
Ocean Tides and the Earth's Rotation