التدفئة المدية

يحدث التسخين المدّي (المعروف أيضًا باسم التبديد المدّي أو التخميد المدّي ) من خلال عمليات الاحتكاك المدّي : حيث تُبدد الطاقة المدارية والدورانية على شكل حرارة في سطح المحيط أو باطن الكوكب أو القمر الصناعي، أو كليهما. عندما يكون الجسم في مدار إهليلجي ، تكون قوى المد والجزر المؤثرة عليه أقوى بالقرب من نقطة الحضيض ( الحضيض) منها بالقرب من نقطة الأوج (الأوج). وبالتالي، يتغير تشوه الجسم الناتج عن قوى المد والجزر (أي انتفاخ المد والجزر) على مدار مداره، مما يُولّد احتكاكًا داخليًا يُسخّن باطنه. تأتي هذه الطاقة التي يكتسبها الجسم من طاقته المدارية و/أو طاقته الدورانية ، لذا بمرور الوقت في نظام ثنائي الأجسام، يتحول المدار الإهليلجي الأولي إلى مدار دائري ( التدوير المدّي )، وتتكيف فترات دوران الجسمين لتتوافق مع الفترة المدارية ( التزامن المدّي ). يحدث التسخين المدّي المستمر عندما يُمنع المدار الإهليلجي من التحوّل إلى مدار دائري بسبب قوى جاذبية إضافية من أجسام أخرى تُبقي الجسم جاذبًا إلى مدار إهليلجي. في هذا النظام الأكثر تعقيدًا، لا تزال الطاقة المدارية والدورانية تتحول إلى طاقة حرارية؛ إلا أن نصف المحور الأكبر للمدار يتقلص بدلًا من انحرافه المركزي .

يُعزى النشاط الجيولوجي لأكثر الأجرام نشاطًا بركانيًا في النظام الشمسي ، وهو قمر آيو التابع لكوكب المشتري ، إلى التسخين المدّي . ويستمر انحراف مدار آيو نتيجةً لرنينه المداري مع قمري غاليليو، أوروبا وجانيميد . ^{[ 1 ]} وقد وفرت الآلية نفسها الطاقة اللازمة لإذابة الطبقات السفلى من الجليد المحيط بالوشاح الصخري لأقرب قمر كبير لكوكب المشتري، أوروبا. مع ذلك، فإن تسخين الأخير أضعف، نظرًا لانخفاض مرونته المدارية - إذ يبلغ تردد مدار أوروبا نصف تردد مدار آيو، ونصف قطره أصغر بنسبة 14%؛ كما أن قوة المد والجزر تتناقص مع مكعب المسافة، بينما يبلغ انحراف مدار أوروبا ضعف انحراف مدار آيو تقريبًا، ولا تتجاوز ربع قوتها عند أوروبا. ويحافظ كوكب المشتري على مدارات الأقمار عبر المد والجزر الذي تُحدثه عليه، وبالتالي فإن طاقته الدورانية هي التي تُغذي النظام في نهاية المطاف. ^{[ 1 ]} يُعتقد أن قمر زحل إنسيلادوس يحتوي على محيط من الماء السائل تحت قشرته الجليدية، وذلك بسبب التسخين المدّي الناتج عن رنينه مع ديون . ويُعتقد أن ينابيع بخار الماء التي تقذف المواد من إنسيلادوس تتغذى على الاحتكاك المتولد داخله. ^{[ 2 ]}

قدّر مونك وونش (1998) أن الأرض تتعرض لتسخين مدّي مقداره 3.7 تيراواط (0.0073 واط/م² ⁾ ، منها 95% (3.5 تيراواط أو 0.0069 واط/م² ⁾ مرتبطة بالمد والجزر في المحيطات، و5% (0.2 تيراواط أو 0.0004 واط/م² ⁾ مرتبطة بالمد والجزر الأرضي ، حيث يُعزى 3.2 تيراواط إلى التفاعلات المدّية مع القمر، و0.5 تيراواط إلى التفاعلات المدّية مع الشمس. ^{[ 3 ]} وأكد إيغبرت وراي (2001) هذا التقدير الإجمالي، فكتبا: "إن إجمالي كمية الطاقة المدّية المبددة في نظام الأرض-القمر-الشمس محددة بدقة الآن. وقد تقاربت طرق الجيوديسيا الفضائية - قياس الارتفاع، والمدى الليزري للأقمار الصناعية، والمدى الليزري القمري - إلى 3.7 تيراواط  ..." ^{[ 4 ]}

قدّر هيلر وآخرون (2021) أنه بعد فترة وجيزة من تكوّن القمر، عندما كان يدور حول الأرض على مسافة أقرب من 10 إلى 15 مرة مما هو عليه الآن، ربما ساهم التسخين الناتج عن المد والجزر في تسخين الأرض بمقدار 10 واط/م² تقريبًا ^. وقد حدث هذا التسخين على مدى 100 مليون سنة تقريبًا، وربما يكون قد ساهم في ارتفاع درجة حرارة الأرض في بداياتها بما يصل إلى 5 درجات مئوية. ^{[ 5 ] [ 6 ]}

اقترح هارادا وآخرون (2014) أن التسخين المدّي ربما يكون قد خلق طبقة منصهرة عند حدود اللب والوشاح داخل قمر الأرض. ^{[ 7 ]}

معدل التسخين المدّي،${\displaystyle {\dot {E}}_{\text{Tidal}}}$، في قمر صناعي متزامن الدوران ، مستوٍ (${\displaystyle I=0}$، وله مدار لا مركزي يُعطى بالصيغة التالية:$${\displaystyle {\dot {E}}_{\text{Tidal}}=-\operatorname {Im} (k_{2}){\frac {21}{2}}{\frac {GM_{h}^{2}R^{5}ne^{2}}{a^{6}}}}$$أين${\displaystyle R}$،${\displaystyle n}$،${\displaystyle a}$، و${\displaystyle e}$تمثل هذه القيم على التوالي متوسط ​​نصف قطر القمر الصناعي، ومتوسط ​​حركته المدارية ، والمسافة المدارية ، والانحراف المركزي. ^{[ 8 ]}${\displaystyle M_{h}}$كتلة الجسم المضيف (أو المركزي) و${\displaystyle \operatorname {Im} (k_{2})}$يمثل هذا الجزء التخيلي من عدد لوف من الدرجة الثانية، والذي يقيس كفاءة تبديد القمر الصناعي لطاقة المد والجزر وتحويلها إلى حرارة احتكاكية. يتحدد هذا الجزء التخيلي بتفاعل خواص انسياب الجسم مع جاذبيته الذاتية. ولذلك، فهو دالة لنصف قطر الجسم وكثافته ومعاملاته الريولوجية (معامل القص ، واللزوجة ، وغيرها - والتي تعتمد على النموذج الريولوجي). ^{[ 9 ] [ 10 ]} وتعتمد قيم المعاملات الريولوجية بدورها على درجة الحرارة وتركيز الانصهار الجزئي داخل الجسم. ^{[ 11 ]}

تُعطى القدرة المبددة بفعل المد والجزر في دوار غير متزامن بتعبير أكثر تعقيدًا. ^{[ 12 ]}

• كريوفولكانو
• تسارع المد والجزر
• قفل المد والجزر
• مراقب بركان آيو
• التمايز الكوكبي