来自潮汐束数据对32亿年前月球轨道的约束
地球与行星天体物理
2023-01-20 v3 地球物理
摘要
地月系统的角动量最初由地球自转主导,太阳日长约5小时。此后,地球通过潮汐摩擦逐渐将角动量转移至月球轨道,导致轨道半径增大且地球自转减速。地质潮汐沉积观测可用于验证并约束月球轨道演化模型。本文重新检视了来自南非Moodies群、年龄32.2亿年的最古老且适于分析的潮汐记录。对砂岩—页岩层厚度序列的时频分析得出15.0层的周期性,并考虑了缺失纹层的可能性。假设为混合潮汐系统,两个小潮—大潮—小潮周期的持续时间为30.0个太阴日(以半日潮为主)或30.0个恒星日(以全日潮为主)。我们推导了该观测与过去地月距离的关系,并重访了相关已发表工作。我们发现32亿年前地月距离约为当今值的70%。太古宙太阳日长约13小时。太阳与月球引潮力矩之比控制着地月系统的角动量泄漏,但偏离假定的0.211比值仅引起适度变化。若假想的21小时大气共振持续时间短于2亿年,则与我们的观测一致;其将显著改变地月距离。
引用
@article{arxiv.2207.05464,
title = {Constraints on Moon's orbit 3.2 billion years ago from tidal bundle data},
author = {Tom Eulenfeld and Christoph Heubeck},
journal= {arXiv preprint arXiv:2207.05464},
year = {2023}
}
备注
published in JGR: Planets, v3: published version