潮汐鎖定後的地球是什麼樣的？

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很好奇如果現在的地球就潮汐鎖定了地球會變成什麼樣。在海洋的調節下地球靠近晝夜平分線的夜半球區域溫度會相對於其他地區高一點嗎？晝半球的中心會被烤出大大高出現在的溫度嗎？地球陸地多的一半和海洋多的一半分別面對太陽的情況會造成溫度和循環上的區別嗎？謝謝！

把我在另一個問題的回答拷過來。如果地球上永遠是白晝會怎樣？ - Mandelbrot 的回答

我上網查了一下，發現關於潮汐鎖定狀態的地球已經有不少分析了。再寫長篇大論的文章就沒有多大意義，乾脆就把網上已有的觀點綜合一下放在這裡吧。

網上已有的分析主要有兩類。

第一類分析側重於氣候變化。

加拿大的Timothy Merlis和美國的Tapio Schneidder在這個課題做了計算機模擬。看來還真有人把這個當做學問來做。以下圖片來自他們發布的模擬視屏。（可以看到他們把太陽直射點放在了美洲）

地球面對太陽的一面是永遠的白晝，另一側是永遠的黑夜。巨大的溫差造成強烈的風從黑夜半球持續的吹向白晝半球。

由於大氣層的對流作用，兩半球的溫差並不十分巨大，分別是40和-40攝氏度（這一點我比較懷疑，現在地球溫差也比這個大）。

由於海洋的對流作用，海水結冰十分緩慢，50年之內沒有明顯的海冰。

晝夜之間的狹窄地帶溫度比較適中，但是十分乾燥，這是由於降水集中在太陽直射區。

第二類分析注意到了地球形狀對大氣和海洋的影響。

由於自轉，地球並不是一個標準的球體，而是一個赤道略微鼓起的橢球體。極半徑為6357公里，赤道半徑為6378公里。同樣由於自轉，大氣和海水能夠覆蓋到地球的所有緯度。如果自轉速度降到每年一周，離心力隨之降到可以忽略不計的程度，海水和大氣就會在重力作用下向離地心更近的高緯度地區移動。地球中部會形成一個繞地球一周的環形大陸，而南北兩頭會形成兩個大洋。

然而，這個大陸可居住面積卻不大，因為大氣層只覆蓋南北緯30度以上的地區。大陸的大部分都是海拔萬米以上的高原。當地球被太陽潮汐鎖定後，會慢慢變成球形，這樣海水和大氣就能重新回到低緯度。因為地幔是粘度極高的固體，所以這個過程必定十分漫長。

關於以上分析的詳情，可以在下面網址找到。

1. Timothy Merlis和Tapio Schneidder的模擬視頻下載 - Animations of tidally locked Earth
2. 紀錄片 What if the earth stops spinning - https://www.youtube.com/watch?v=nH3bmG-KjvU 上面的圖就來自這個視頻。
3. 對被潮汐鎖定的行星Gliese 581G的大氣環流模擬 - http://arxiv.org/pdf/1010.4719v3.pdf

下面我來接著分析。

首先必須假定，地球的自轉速度是逐漸慢下來的，否則慣性會把地球表面的一切拋到空中，動植物基本滅絕。其次，假設太陽直射點停留在赤道上。

從上面的討論可以看出，太陽直射點附近空氣十分稀薄，強烈的熱量輸入不會產生大氣流動。在有空氣的地方，太陽熱量卻十分有限，更不用說黑夜半球一點也得不到陽光。由於距離太陽直射點元，海洋的熱量輸入很少，海水蒸發很少，而且沒有風把水汽吹到陸地上來，大陸上幾乎沒有什麼降水，十分乾燥。

海洋會從黑夜半球開始冰凍，並逐漸蔓延到白晝半球。最終，整個海洋都會冰封。這時候，地球上的動植物應該基本上滅絕了，可能海洋冰層下面還會有倖存的魚類。

等到若干百萬年之後，地球變成了球形，大氣層能夠重新覆蓋整個地球，產生熱量循環。再加上火山釋放出大量二氧化碳以增強溫室效應，海水才能慢慢解封，為大陸帶來少量的降水，一些頑強的物種可以繁衍生息。然而，這仍然將是一個嚴酷的世界。

放心吧！這一天不會在地球上發生的，因為在潮汐鎖定之前，地球就會被膨脹的太陽吞噬，然後和太陽一起歸於終結。