մակընթացություն և հոսք է առաջանում: Ինչու՞ են մակընթացությունները և մակընթացությունները: Ջրերի և հոսքերի հիմնական տեսակները

Մեր մոլորակի ծովերում և օվկիանոսներում ջրի մակերևույթի մակարդակը պարբերաբար փոխվում է, տատանվում որոշակի ընդմիջումներով։ Այս պարբերական տատանումներն են ծովային ալիքներ.

Ծովային մակընթացությունների օրինակը

Պատկերացնել ալիքի օրինաչափություն, պատկերացրեք, որ դուք կանգնած եք օվկիանոսի թեք ափին, ինչ-որ ծոցում, ջրից 200-300 մետր հեռավորության վրա։ Ավազի վրա շատ տարբեր առարկաներ կան՝ հին խարիսխ, մի փոքր մոտ՝ սպիտակ քարի մեծ կույտ։ Բավականին մոտ է ընկած փոքրիկ նավի երկաթե կորպուսը, որն ընկել է կողքի վրա։ Աղեղի մեջ նրա կորպուսի հատակը խիստ պատռված է: Ակնհայտ է, որ մի անգամ այս նավը, գտնվելով ափին մոտ, խարիսխ ընկավ։ Այս վթարը տեղի է ունեցել, ամենայն հավանականությամբ, մակընթացության ժամանակ, և, ըստ երևույթին, նավը մեկ տարուց ավելի է, ինչ պառկած է այս վայրում, քանի որ նրա գրեթե ամբողջ կորպուսը հասցրել է ծածկվել շագանակագույն ժանգով: Դուք հակված եք նավի վթարի մեղավոր համարել անզգույշ նավապետին։ Ըստ երևույթին, խարիսխն այն սուր գործիքն է, որին բախվել է կողքից ընկած նավը։ Դուք փնտրում եք այս խարիսխը և չեք կարող գտնել այն: Ո՞ւր կարող էր գնալ։ Հետո նկատում ես, որ ջուրն արդեն մոտենում է սպիտակ քարերի կույտին, հետո կռահում ես, որ տեսածդ խարիսխը վաղուց ողողված է մակընթացային ալիքով։ Ջուրը «քայլ է անում» ափ, այն շարունակում է բարձրանալ ավելի ու ավելի վեր։ Այժմ պարզվեց, որ մի փունջ սպիտակ քարեր գրեթե ամբողջությամբ թաքնված են ջրի տակ։

Ծովային մակընթացությունների երևույթները

Ծովային մակընթացությունների երևույթներըմարդիկ վաղուց կապում էին լուսնի շարժման հետ, բայց այս կապը մնաց առեղծված մինչև փայլուն մաթեմատիկոսը Իսահակ Նյուտոնչի բացատրել իր կողմից հայտնաբերված ձգողության օրենքի հիման վրա։ Այս երևույթների պատճառը Երկրի ջրային թաղանթի վրա գործադրվող Լուսնի ձգողականության ազդեցությունն է։ Դեռևս հայտնի Գալիլեո Գալիլեյմակընթացություններն ու հոսքերը կապեց Երկրի պտույտի հետ և դրանում տեսավ Նիկոլայ Կոպեռնիկոսի ուսմունքի վավերականության ամենախելամիտ և ճշմարիտ ապացույցներից մեկը, (ավելին:): 1738 թվականին Փարիզի Գիտությունների ակադեմիան մրցանակ շնորհեց նրան, ով կներկայացնի մակընթացությունների տեսության առավել խելամիտ ցուցադրությունը: Ապա ստացավ մրցանակը Էյլեր, Մակլաուրին, Դ. Բերնուլի և Կավալիերին. Առաջին երեքը որպես իրենց աշխատանքի հիմք ընդունեցին Նյուտոնի ձգողության օրենքը, իսկ ճիզվիտ Կավալիերին բացատրեց մակընթացությունները՝ հիմնվելով Դեկարտի հորձանուտի վարկածի վրա։ Այնուամենայնիվ, այս ոլորտում ամենաակնառու աշխատանքը պատկանում է Նյուտոնը և Լապլասը, և հետագա բոլոր հետազոտությունները հիմնված են այս մեծ գիտնականների բացահայտումների վրա։

Ինչպես բացատրել մակընթացության և հոսքի երևույթը

Որպես առավել ակնհայտ բացատրել մակընթացության և հոսքի երևույթը. Եթե ​​պարզության համար ենթադրենք, որ երկրագնդի մակերևույթն ամբողջությամբ ծածկված է ջրային թաղանթով, և երկրագնդին նայենք նրա բևեռներից մեկից, ապա ծովի մակընթացությունների պատկերը կարելի է ներկայացնել հետևյալ կերպ.

լուսնի գրավչություն

Մեր մոլորակի մակերևույթի այն հատվածը, որը նայում է դեպի լուսինը, ամենամոտն է դրան. արդյունքում ավելի մեծ ուժի է ենթարկվում լուսնային գրավչությունքան, օրինակ, մեր մոլորակի կենտրոնական մասը և, հետևաբար, ավելի շատ ձգվում է դեպի Լուսին, քան Երկրի մնացած մասը: Դրա պատճառով լուսնի դեմ ուղղված կողմում ձևավորվում է մակընթացային կուզ: Միևնույն ժամանակ, Երկրի հակառակ կողմում, ամենաքիչն է ենթարկվում Լուսնի գրավչությանը, հայտնվում է նույն մակընթացային կուզը։ Հետևաբար, Երկիրը ստանում է մեր մոլորակի և լուսնի կենտրոնները միացնող ուղիղ գծի երկայնքով փոքր-ինչ ձգված գործչի ձև: Այսպիսով, Երկրի երկու հակառակ կողմերում, որոնք գտնվում են նույն ուղիղ գծի վրա, որն անցնում է Երկրի և Լուսնի կենտրոններով, ձևավորվում են երկու մեծ կույտեր. երկու հսկայական ջրի ուռուցիկ. Միևնույն ժամանակ, մեր մոլորակի մյուս երկու կողմերում, որոնք գտնվում են առավելագույն ալիքի վերը նշված կետերից իննսուն աստիճանի անկյան տակ, տեղի է ունենում ամենամեծ մակընթացությունը: Այստեղ ջուրն ավելի շատ է ընկնում, քան երկրագնդի մակերևույթի ցանկացած այլ վայրում: Մակընթացության պահին այս կետերը միացնող գիծը որոշակիորեն կրճատվում է, և այդպիսով տպավորություն է ստեղծվում մակընթացության առավելագույն կետերի ուղղությամբ Երկրի երկարացման մեծացման մասին։ Առավելագույն մակընթացության այս կետերը, լուսնային գրավչության պատճառով, անընդհատ պահպանում են իրենց դիրքը Լուսնի նկատմամբ, բայց քանի որ Երկիրը պտտվում է իր առանցքի շուրջ, օրվա ընթացքում նրանք կարծես շարժվում են երկրագնդի ամբողջ մակերեսով: Ահա թե ինչու յուրաքանչյուր տարածքում օրվա ընթացքում լինում են երկու բարձր և երկու ցածր մակընթացություններ.

Արեգակնային մակընթացություն

Արևը, ինչպես լուսինը, իր ձգողության ուժով առաջացնում է մակընթացություն և հոսում։ Բայց այն գտնվում է մեր մոլորակից շատ ավելի մեծ հեռավորության վրա, համեմատած Լուսնի հետ, և արևային մակընթացությունները, որոնք տեղի են ունենում Երկրի վրա, գրեթե երկուսուկես անգամ պակաս են, քան լուսնայինները: Ահա թե ինչու արեգակնային մակընթացություններ, առանձին չեն դիտարկվում, և դիտարկվում է միայն դրանց ազդեցությունը լուսնային մակընթացությունների մեծության վրա։ Օրինակ, Ամենաբարձր ծովային մակընթացությունները տեղի են ունենում լիալուսնի և նորալուսնի ժամանակ:, քանի որ այս պահին Երկիրը, Լուսինը և Արևը գտնվում են նույն ուղիղ գծի վրա, և մեր ցերեկային լույսը մեծացնում է Լուսնի գրավչությունն իր գրավչությամբ։ Ընդհակառակը, երբ դիտում ենք Լուսինը առաջին կամ վերջին քառորդում (փուլում), կան ամենափոքր ծովային մակընթացությունները. Դա պայմանավորված է նրանով, որ այս դեպքում լուսնային ալիքը համընկնում է արեգակնային ալիք. Լուսնի ներգրավման ազդեցությունը կրճատվում է Արեգակի ձգողականության մեծությամբ:

Մակընթացային շփում

« Մակընթացային շփում, որն առկա է մեր մոլորակում, իր հերթին ազդում է լուսնի ուղեծրի վրա, քանի որ լուսնային գրավչության հետևանքով առաջացած մակընթացային ալիքը հակադարձ ազդեցություն է ունենում Լուսնի վրա՝ ստեղծելով նրա շարժումն արագացնելու միտում։ Արդյունքում Լուսինը աստիճանաբար հեռանում է Երկրից, մեծանում է նրա հեղափոխության շրջանը, և նա, ամենայն հավանականությամբ, մի փոքր հետ է մնում իր շարժից։

Ծովի մակընթացությունների մեծությունը

Բացի Արեգակի, Երկրի և Լուսնի հարաբերական դիրքից տիեզերքում, վրա ծովային ալիքներՅուրաքանչյուր առանձին տեղանքում ազդում են ծովի հատակի ձևը և ափերի ուրվագծերի բնույթը: Հայտնի է նաև, որ փակ ծովերում, ինչպիսիք են, օրինակ, Արալում, Կասպից, Ազովում և Սևում, մակընթացություններ և հոսքեր գրեթե չեն նկատվում։ Դժվարությամբ դրանք կարելի է գտնել բաց օվկիանոսներում; այստեղ մակընթացությունները հազիվ հասնում են մեկ մետրի, ջրի մակարդակը շատ փոքր է բարձրանում։ Բայց մյուս կողմից, որոշ ծովախորշերում այնպիսի վիթխարի մեծության մակընթացություններ կան, որ ջուրը բարձրանում է ավելի քան տասը մետր բարձրության վրա և տեղ-տեղ հեղեղում է հսկայական տարածքներ.

մակընթացություն և հոսք Երկրի օդում և պինդ խեցիներում

մակընթացություն և հոսքնույնպես առաջանում են օդում և Երկրի պինդ խեցիներում. Մթնոլորտի ստորին շերտերում մենք գրեթե չենք նկատում այդ երեւույթները։ Համեմատության համար նշում ենք, որ օվկիանոսների հատակում նույնպես մակընթացություններ չեն նկատվում։ Այս հանգամանքը բացատրվում է նրանով, որ ջրային թաղանթի վերին շերտերը հիմնականում ներգրավված են մակընթացային գործընթացներում։ Օդային թաղանթում մակընթացությունը և հոսքը կարելի է հայտնաբերել միայն մթնոլորտային ճնշման փոփոխությունների շատ երկար դիտարկմամբ: Ինչ վերաբերում է երկրակեղևին, ապա դրա յուրաքանչյուր մասը, լուսնի մակընթացային և մակընթացային գործողության պատճառով, օրվա ընթացքում երկու անգամ բարձրանում է և երկու անգամ իջնում ​​մոտ մի քանի դեցիմետրով: Այլ կերպ ասած, մեր մոլորակի պինդ թաղանթի տատանումները մեծությամբ մոտավորապես երեք անգամ ավելի փոքր են, քան օվկիանոսների մակերեսի մակարդակի տատանումները։ Այսպիսով, մեր մոլորակը անընդհատ, ասես, շնչում է՝ խորը շունչ ու արտաշնչում անելով, և նրա արտաքին պատյանը, մեծ հրաշք հերոսի կրծքավանդակի նման, կամ բարձրանում է, կամ մի փոքր իջնում։ Երկրի ամուր թաղանթում տեղի ունեցող այս գործընթացները հնարավոր է հայտնաբերել միայն երկրաշարժերը գրանցելու համար օգտագործվող գործիքների օգնությամբ: Հարկ է նշել, որ մակընթացություններ և հոսքեր տեղի են ունենում աշխարհի այլ մարմինների վրաև հսկայական ազդեցություն ունեն դրանց զարգացման վրա: Եթե ​​Լուսինը անշարժ լիներ Երկրի նկատմամբ, ապա մակընթացության ալիքի ձգձգումների վրա ազդող այլ գործոնների բացակայության դեպքում, երկրագնդի ցանկացած վայրում յուրաքանչյուր 6 ժամը մեկ օրական երկու բարձր և երկու ցածր մակընթացություն կլիներ: Բայց քանի որ Լուսինը անընդհատ պտտվում է Երկրի շուրջը և, ընդ որում, նույն ուղղությամբ, որով մեր մոլորակը նույնպես պտտվում է իր առանցքի շուրջ, որոշակի ուշացում է ստացվում. , բայց մոտավորապես 24 ժամ 50 րոպեում։ Հետևաբար, յուրաքանչյուր տեղանքում մակընթացությունը տևում է ոչ թե ուղիղ 6 ժամ, այլ մոտ 6 ժամ 12,5 րոպե։

մակընթացությունն ու հոսքը փոխարինվում են

Ընդ որում, պետք է նշել, որ ճիշտ մակընթացություններ և հոսքերխախտվում է՝ կախված մեր մոլորակի վրա մայրցամաքների տեղակայման բնույթից և Երկրի մակերեսի վրա ջրի շարունակական շփումից։ Այս անկանոնությունները հերթափոխում երբեմն հասնում են մի քանի ժամվա: Այսպիսով, ամենա«բարձր» ջուրը ոչ թե Լուսնի գագաթնակետի պահին է, ինչպես հետևում է տեսությունից, այլ մի քանի ժամ ուշ, քան Լուսնի անցումը միջօրեականով; այս ուշացումը կոչվում է նավահանգստի կիրառման ժամ և երբեմն հասնում է 12 ժամի: Նախկինում տարածված էր այն կարծիքը, որ ծովի մակընթացությունները կապված են ծովային հոսանքների հետ։ Հիմա բոլորը գիտեն, որ դրանք այլ կարգի երեւույթներ են։ Մակընթացությունը ալիքային շարժման տեսակ է, որը նման է քամու հետևանքով առաջացողին: Լողացող առարկան, երբ գալիս է մակընթացային ալիք, տատանվում է, ինչպես քամուց առաջացող ալիքի դեպքում՝ առաջ և հետ, ներքև և վեր, բայց չի տարվում դրանով, ինչպես հոսանք։ Մակընթացային ալիքի ժամանակահատվածը մոտ 12 ժամ 25 րոպե է, և այս ժամանակահատվածից հետո առարկան սովորաբար վերադառնում է իր սկզբնական դիրքին: Մակընթացություններ առաջացնող ուժը շատ անգամ ավելի քիչ է, քան ձգողականության ուժը. Թեև ձգողական ուժը հակադարձ համեմատական ​​է ձգող մարմինների միջև հեռավորության քառակուսու հետ, մակընթացություններ առաջացնող ուժը մոտավորապես հավասար է. հակադարձ համեմատական ​​է այս հեռավորության խորանարդին, այլ ոչ թե քառակուսի:

Շարունակենք երկնային մարմինների վրա գործող ուժերի և դրա հետևանքների մասին զրույցը։ Այսօր ես կխոսեմ մակընթացությունների և ոչ գրավիտացիոն խանգարումների մասին:

Ի՞նչ է սա նշանակում՝ «ոչ գրավիտացիոն խանգարումներ»։ Խանգարումները սովորաբար կոչվում են մեծ, հիմնական ուժի փոքր ուղղումներ: Այսինքն՝ մենք կխոսենք որոշ ուժերի մասին, որոնց ազդեցությունը օբյեկտի վրա շատ ավելի քիչ է, քան գրավիտացիոնը

Ի՞նչ այլ ուժեր կան բնության մեջ, բացի ձգողականությունից: Մի կողմ ենք թողնում ուժեղ և թույլ միջուկային փոխազդեցությունները, դրանք ունեն լոկալ բնույթ (գործում են ծայրահեղ փոքր հեռավորությունների վրա)։ Բայց էլեկտրամագնիսականությունը, ինչպես գիտեք, շատ ավելի ուժեղ է, քան ձգողականությունը և տարածվում է նույնքան հեռու՝ անսահմանորեն: Բայց քանի որ հակառակ նշանների էլեկտրական լիցքերը սովորաբար հավասարակշռված են, իսկ գրավիտացիոն «լիցքը» (որը խաղում է զանգվածը) միշտ նույն նշանն է, ապա բավական մեծ զանգվածների դեպքում, իհարկե, առաջին պլան է մղվում գրավիտացիոն ուժը։ Այսպիսով, իրականում մենք կխոսենք էլեկտրամագնիսական դաշտի ազդեցության տակ երկնային մարմինների շարժման խանգարումների մասին։ Այլևս տարբերակներ չկան, թեև դեռ կա մութ էներգիա, բայց դրա մասին ավելի ուշ, երբ խոսենք տիեզերագիտության մասին։

Ինչպես ասացի ձեզ, Նյուտոնի ձգողության պարզ օրենքը Ֆ = Գ∙Մ∙մ/Ռ²-ը շատ հարմար է աստղագիտության մեջ օգտագործելու համար, քանի որ մարմինների մեծ մասը մոտ են գնդաձև ձևին և բավականաչափ հեռու են միմյանցից, այնպես որ հաշվարկում դրանք կարող են փոխարինվել կետերով՝ կետային առարկաներով, որոնք պարունակում են իրենց ողջ զանգվածը: Բայց վերջավոր չափերի մարմինը, որը համեմատելի է հարևան մարմինների միջև եղած հեռավորության հետ, այնուամենայնիվ, ուժի տարբեր ազդեցություն է ունենում իր տարբեր մասերում, քանի որ այդ մասերը տարբեր կերպ են հեռացվում գրավիտացիոն աղբյուրներից, և դա պետք է հաշվի առնել:

Գրավչությունը հարթեցնում և պատռվում է

Մակընթացային էֆեկտը զգալու համար եկեք կատարենք ֆիզիկոսների շրջանում տարածված մի մտքի փորձ. պատկերացրեք ձեզ ազատ վայր ընկնող վերելակում: Մենք կտրում ենք խցիկը պահող պարանը և սկսում ենք ընկնել։ Մինչև մենք ընկնենք, մենք կարող ենք հետևել, թե ինչ է կատարվում մեր շուրջը։ Մենք կախում ենք ազատ զանգվածներին և հետևում, թե ինչպես են նրանք իրենց պահում։ Նախ, դրանք համաժամանակյա ընկնում են, և մենք ասում ենք, որ դա անկշռություն է, քանի որ այս տնակում գտնվող բոլոր առարկաները և ինքն իրեն զգում են ազատ անկման մոտավորապես նույն արագացումը:

Բայց ժամանակի ընթացքում մեր նյութական կետերը կսկսեն փոխել իրենց կոնֆիգուրացիան: Ինչո՞ւ։ Քանի որ ներքևը սկզբում մի փոքր ավելի մոտ է եղել ծանրության կենտրոնին, քան վերինը, ուստի ստորինը, ավելի ուժեղ ձգվելով, սկսում է առաջ անցնել վերևից։ Իսկ կողային կետերը միշտ մնում են ծանրության կենտրոնից նույն հեռավորության վրա, բայց երբ մոտենում են դրան, սկսում են մոտենալ միմյանց, քանի որ հավասար արագացումները զուգահեռ չեն։ Արդյունքում անկապ օբյեկտների համակարգը դեֆորմացվում է։ Սա կոչվում է մակընթացային ազդեցություն:

Դիտորդի տեսանկյունից, ով իր շուրջը հատիկներ է ցրում և հետևում, թե ինչպես են առանձին հատիկներ շարժվում, մինչ այս ամբողջ համակարգը ընկնում է զանգվածային օբյեկտի վրա, կարելի է ներկայացնել այնպիսի բան, ինչպիսին է մակընթացային ուժային դաշտը: Եկեք սահմանենք այս ուժերը յուրաքանչյուր կետում որպես վեկտորային տարբերություն այս կետում գրավիտացիոն արագացման և դիտորդի կամ զանգվածի կենտրոնի արագացման միջև, և եթե վերցնենք միայն Թեյլորի շարքի ընդլայնման առաջին անդամը հարաբերական առումով. հեռավորությունը, այնուհետև մենք ստանում ենք սիմետրիկ պատկեր. ամենամոտ հատիկները դիտորդից առաջ կլինեն, հեռուները կհետանան նրանից, այսինքն. համակարգը կձգվի դեպի ձգող օբյեկտն ուղղված առանցքի երկայնքով, իսկ նրան ուղղահայաց ուղղություններով մասնիկները կսեղմվեն դիտորդի վրա։

Ի՞նչ եք կարծում, ի՞նչ կլինի, երբ մոլորակը ներծծվի սև խոռոչի մեջ: Նրանք, ովքեր աստղագիտության վերաբերյալ դասախոսություններ չեն լսել, սովորաբար կարծում են, որ սև խոռոչը նյութը կպոկի միայն իր դեմքի երեսից: Նրանք չգիտեն, որ գրեթե նույնքան ուժեղ ազդեցություն է տեղի ունենում ազատ ընկնող մարմնի հակառակ կողմում: Նրանք. այն պատռված է երկու տրամագծորեն հակառակ ուղղությամբ, ոչ մի դեպքում մեկում։

Արտաքին տիեզերքի վտանգները

Ցույց տալու համար, թե որքան կարևոր է դիտարկել մակընթացային էֆեկտը, եկեք վերցնենք Միջազգային տիեզերական կայանը: Նա, ինչպես Երկրի բոլոր արբանյակները, ազատորեն ընկնում է գրավիտացիոն դաշտում (եթե շարժիչները միացված չեն): Իսկ դրա շուրջ մակընթացային ուժերի դաշտը բավականին շոշափելի բան է, ուստի երբ տիեզերագնացն աշխատում է կայանի արտաքին կողմում, նա միշտ կապվում է դրան, և, որպես կանոն, երկու մալուխով, ամեն դեպքում, երբեք իմանալ, թե ինչ կարող է պատահել. Եվ եթե նա հայտնվի իրեն չկապված այն պայմաններում, երբ մակընթացային ուժերը նրան հեռացնում են կայանի կենտրոնից, նա հեշտությամբ կարող է կորցնել կապը նրա հետ: Դա հաճախ պատահում է գործիքների հետ, քանի որ չես կարող բոլորը կապել: Եթե ​​ինչ-որ բան ընկել է տիեզերագնացի ձեռքից, ապա այս օբյեկտը հեռանում է և դառնում Երկրի անկախ արբանյակը։

ISS-ի աշխատանքային պլանը ներառում է թեստեր անհատական ​​jetpack-ի բաց տարածքում: Եվ երբ նրա շարժիչը խափանում է, մակընթացային ուժերը տանում են տիեզերագնացին, և մենք կորցնում ենք նրան։ Անհայտ կորածների անունները գաղտնի են.

Սա, իհարկե, կատակ է՝ նման դեպք, բարեբախտաբար, դեռ չի եղել։ Բայց սա շատ լավ կարող է պատահել: Եվ գուցե մի օր դա լինի:

օվկիանոսի մոլորակ

Եկեք վերադառնանք Երկիր: Սա մեզ համար ամենահետաքրքիր օբյեկտն է, և դրա վրա ազդող մակընթացային ուժերը բավականին նկատելի են զգացվում։ Ո՞ր երկնային մարմիններից են նրանք գործում: Գլխավորը Լուսինն է, քանի որ մոտ է։ Հաջորդ ամենամեծ ազդեցությունը Արեգակն է, քանի որ այն զանգվածային է: Մնացած մոլորակները նույնպես որոշակի ազդեցություն ունեն Երկրի վրա, բայց դա հազիվ նկատելի է։

Երկրի վրա արտաքին գրավիտացիոն ազդեցությունը վերլուծելու համար այն սովորաբար ներկայացվում է որպես պինդ գնդակ, որը ծածկված է հեղուկ պատյանով։ Սա վատ մոդել չէ, քանի որ մեր մոլորակն իսկապես օվկիանոսի և մթնոլորտի տեսքով շարժական պատյան ունի, իսկ մնացած ամեն ինչ բավականին ամուր է: Թեև Երկրի ընդերքը և ներքին շերտերն ունեն սահմանափակ կոշտություն և փոքր մակընթացային ազդեցություն, դրանց առաձգական դեֆորմացիան կարող է անտեսվել օվկիանոսի վրա ազդեցության հաշվարկներում:

Եթե ​​Երկրի զանգվածի կենտրոնի համակարգում գծենք մակընթացային ուժերի վեկտորները, ապա կստանանք հետևյալ պատկերը. դրան ուղղահայաց։ Այսպիսով, մոլորակը (ամեն դեպքում՝ նրա շարժական պատյանը) հակված է էլիպսոիդի ձևի։ Այս դեպքում երկրագնդի հակառակ կողմերում առաջանում են երկու ուռուցիկ (դրանք կոչվում են մակընթացային կույտեր). մեկը դեմքով դեպի Լուսն է, մյուսը՝ Լուսնից հեռու, և նրանց միջև ընկած շերտում, համապատասխանաբար, առաջանում է «ուռուցք» ( ավելի ճիշտ, օվկիանոսի մակերեսն այնտեղ ավելի քիչ կորություն ունի):

Դրա միջև ավելի հետաքրքիր բան է տեղի ունենում, որտեղ մակընթացային ուժի վեկտորը փորձում է հեղուկ թաղանթը տեղափոխել Երկրի մակերեսով։ Եվ դա բնական է. եթե մի տեղ ուզում ես ծովը բարձրացնել, իսկ մեկ այլ տեղ՝ իջեցնել, ապա պետք է ջուրն այնտեղից տեղափոխել այստեղ։ Եվ նրանց միջև մակընթացային ուժերը ջուրը մղում են դեպի «ենթալուսնային կետ» և «հակալուսնային կետ»:

Շատ հեշտ է քանակականացնել մակընթացային էֆեկտը: Երկրի ձգողականությունը փորձում է օվկիանոսը դարձնել գնդաձև, իսկ լուսնի և արեգակի ազդեցության մակընթացային մասը փորձում է այն ձգել առանցքի երկայնքով: Եթե ​​Երկիրը մենակ մնար և հնարավորություն տրվեր ազատորեն ընկնել Լուսնի վրա, ապա ուռուցիկության բարձրությունը կհասներ մոտ կես մետրի, այսինքն. Օվկիանոսը միջին մակարդակից բարձրանում է ընդամենը 50 սմ-ով: Եթե ​​դուք շոգենավով նավարկում եք բաց ծովում կամ օվկիանոսում, ապա կես մետրը նկատելի չէ։ Սա կոչվում է ստատիկ ալիք:

Գրեթե յուրաքանչյուր քննության ժամանակ ես հանդիպում եմ մի ուսանողի, ով վստահորեն պնդում է, որ մակընթացությունը տեղի է ունենում Երկրի միայն մի կողմում՝ լուսնին նայող մեկի վրա: Որպես կանոն, աղջիկն այսպես է ասում. Բայց պատահում է, թեև ավելի քիչ հաճախ, որ անգամ երիտասարդները սխալվում են այս հարցում։ Ընդ որում, ընդհանուր առմամբ, աղջիկների համար աստղագիտության իմացությունն ավելի խորն է։ Հետաքրքիր կլիներ պարզել այս «մակընթաց-սեռ» անհամաչափության պատճառը։

Բայց ենթալուսնային կետում կես մետրանոց ուռուցիկություն ստեղծելու համար այստեղ պետք է մեծ քանակությամբ ջուր թորել։ Բայց Երկրի մակերեսը անշարժ չի մնում, այն արագորեն պտտվում է դեպի Լուսնի և Արեգակի ուղղությամբ՝ կատարելով օրական ամբողջական պտույտ (իսկ Լուսինը դանդաղ շարժվում է ուղեծրով՝ Երկրի շուրջ մեկ պտույտ գրեթե մեկ ամսում։ ): Հետևաբար, մակընթացային կուզը անընդհատ անցնում է օվկիանոսի մակերևույթի վրայով, այնպես որ Երկրի պինդ մակերեսը գտնվում է մակընթացային ուռուցիկության տակ օրական 2 անգամ և 2 անգամ մակընթացության տակ, որը իջեցնում է օվկիանոսի մակարդակը: Մոտավոր հաշվարկ. 40 հազար կիլոմետր (երկրի հասարակածի երկարությունը) օրական, սա 463 մետր վայրկյան է: Սա նշանակում է, որ այս կես մետրանոց ալիքը, ինչպես մինի ցունամիը, գերձայնային արագությամբ հոսում է դեպի հասարակածի մոտ գտնվող մայրցամաքների արևելյան ափերը։ Մեր լայնություններում արագությունը հասնում է 250-300 մ/վրկ-ի, նույնպես բավականին շատ. թեև ալիքը շատ բարձր չէ, բայց իներցիայի պատճառով այն կարող է մեծ ազդեցություն ստեղծել:

Երկրորդ օբյեկտը Երկրի վրա ազդեցության մասշտաբով Արեգակն է։ Այն մեզնից 400 անգամ ավելի հեռու է, քան Լուսինը, բայց 27 միլիոն անգամ ավելի զանգվածային: Հետևաբար, Լուսնի և Արեգակի ազդեցությունները համեմատելի են մեծությամբ, թեև Լուսինը դեռ մի փոքր ավելի ուժեղ է գործում. Արեգակից գրավիտացիոն մակընթացային ազդեցությունը մոտավորապես կիսով չափ թույլ է, քան Լուսնից: Երբեմն դրանց ազդեցությունը գումարվում է. դա տեղի է ունենում նորալուսնի վրա, երբ Լուսինն անցնում է Արեգակի ֆոնի վրա, և լիալուսնի վրա, երբ Լուսինը գտնվում է Արեգակից հակառակ կողմում: Այս օրերին, երբ Երկիրը, Լուսինը և Արևը իրար հաջորդում են, ինչը տեղի է ունենում երկու շաբաթը մեկ, մակընթացության ընդհանուր ազդեցությունը մեկուկես անգամ ավելի մեծ է, քան միայն Լուսնից: Մեկ շաբաթ անց Լուսինն անցնում է իր ուղեծրի մեկ քառորդը և պարզվում է, որ Արեգակի հետ քառակուսի է (դրանց վրա ուղղությունների միջև ուղիղ անկյուն), իսկ հետո նրանց ազդեցությունը թուլացնում է միմյանց։ Միջին հաշվով, բաց ծովում մակընթացությունների բարձրությունը տատանվում է քառորդ մետրից մինչև 75 սանտիմետր։

Մակընթացությունները նավաստիներին հայտնի են վաղուց։ Ի՞նչ է անում նավապետը, երբ նավը բախվում է: Եթե ​​դուք կարդացել եք ծովային արկածային վեպեր, ապա գիտեք, որ նա անմիջապես նայում է, թե ինչ փուլում է լուսինը և սպասում հաջորդ լիալուսնին կամ նորալուսին։ Այնուհետև առավելագույն ալիքը կարող է բարձրացնել նավը և նորից լողալ:

Ծովափնյա խնդիրները և առանձնահատկությունները

Մակընթացությունները հատկապես կարևոր են նավահանգստի աշխատողների և նավաստիների համար, ովքեր պատրաստվում են իրենց նավը նավահանգիստ բերել կամ դուրս բերել: Որպես կանոն, ծանծաղ ջրի խնդիրն առաջանում է ափի մոտ, և որպեսզի այն չխանգարի նավերի տեղաշարժին, ստորջրյա ալիքները՝ արհեստական ​​ճանապարհները, ճեղքվում են ծովածոց մտնելու համար։ Նրանց խորությունը պետք է հաշվի առնի առավելագույն ցածր ալիքի բարձրությունը:

Եթե ​​մենք նայենք մակընթացությունների բարձրությանը ժամանակի ինչ-որ կետում և քարտեզի վրա գծենք ջրի հավասար բարձրության գծեր, ապա կստանանք համակենտրոն շրջաններ՝ կենտրոնացած երկու կետերի վրա (ենթալուսնային և հակալուսնային), որոնցում մակընթացությունը առավելագույնն է: Եթե ​​Լուսնի ուղեծրային հարթությունը համընկներ Երկրի հասարակածի հարթության հետ, ապա այդ կետերը միշտ կշարժվեին հասարակածի երկայնքով և մեկ օրվա ընթացքում կատարեցին ամբողջական պտույտ (ավելի ճիշտ՝ 24ʰ 50ⵐ 28ˢ 24ʰ 50ⵐ 28ˢ-ին)։ Սակայն Լուսինը քայլում է ոչ թե այս հարթությամբ, այլ խավարածրի հարթության մոտ, որի նկատմամբ հասարակածը թեքված է 23,5 աստիճանով։ Ուստի ենթալուսնային կետը «քայլում» է նաև լայնության մեջ։ Այսպիսով, նույն նավահանգստում (այսինքն՝ նույն լայնության վրա) առավելագույն մակընթացության բարձրությունը, որը կրկնվում է 12,5 ժամը մեկ, օրվա ընթացքում փոխվում է՝ կախված Երկրի հասարակածի նկատմամբ Լուսնի կողմնորոշումից։

Այս «մանրուքը» կարևոր է մակընթացությունների տեսության համար։ Եկեք նորից նայենք՝ Երկիրը պտտվում է իր առանցքի շուրջ, և լուսնի ուղեծրի հարթությունը թեքված է դեպի այն։ Հետևաբար, յուրաքանչյուր ծովային նավահանգիստ ցերեկը «վազում» է Երկրի բևեռի շուրջը՝ մեկ անգամ ընկնելով ամենաբարձր մակընթացության շրջան, իսկ 12,5 ժամ հետո՝ կրկին մակընթացության շրջան, բայց ավելի քիչ բարձր: Նրանք. օրվա ընթացքում երկու բարձր մակընթացությունները հավասար չեն բարձրության վրա: Մեկը միշտ ավելի մեծ է, քան մյուսը, քանի որ լուսնի ուղեծրի հարթությունը չի գտնվում երկրագնդի հասարակածի հարթության վրա։

Ափամերձ բնակիչների համար մակընթացային էֆեկտը կենսական նշանակություն ունի: Օրինակ, Ֆրանսիայում կա, որը կապված է մայրցամաքի հետ նեղուցի հատակի երկայնքով փռված ասֆալտապատ ճանապարհով։ Շատ մարդիկ են ապրում կղզում, բայց նրանք չեն կարող օգտվել այս ճանապարհից, քանի դեռ ծովի մակարդակը բարձր է։ Այս ճանապարհը կարելի է վարել օրական միայն երկու անգամ։ Մարդիկ մեքենայով վեր են բարձրանում և սպասում, որ ալիքը իջնի, երբ ջրի մակարդակը իջնի, և ճանապարհը հասանելի դառնա: Մարդիկ ճանապարհորդում են դեպի ափ՝ դեպի աշխատանք և վերադառնալով՝ օգտագործելով հատուկ մակընթացության աղյուսակը, որը հրապարակվում է ափի յուրաքանչյուր բնակավայրի համար: Եթե ​​այս երեւույթը հաշվի չառնվի, ճանապարհին ջուրը կարող է հեղեղել հետիոտնին։ Զբոսաշրջիկները պարզապես գալիս են այնտեղ և շրջում, որպեսզի նայեն ծովի հատակին, երբ ջուր չկա: Միևնույն ժամանակ, տեղի բնակիչները հատակից ինչ-որ բան են հավաքում, երբեմն նույնիսկ սննդի համար, այսինքն. իրականում այս էֆեկտը կերակրում է մարդկանց:

Կյանքը օվկիանոսից դուրս եկավ մակընթացությունների մակընթացության շնորհիվ: Որոշ ափամերձ կենդանիներ մակընթացության հետևանքով հայտնվել են ավազի վրա և ստիպված են եղել սովորել շնչել թթվածին անմիջապես մթնոլորտից։ Եթե ​​Լուսինը չլիներ, ապա կյանքը, երևի թե, այդքան ակտիվ դուրս չէր գա օվկիանոսից, քանի որ այնտեղ լավ է բոլոր առումներով՝ ջերմակայուն միջավայր, անկշռություն։ Բայց եթե հանկարծ ափ ընկնեիր, ուրեմն պետք է ինչ-որ կերպ գոյատևեիր։

Ափը, հատկապես, եթե այն հարթ է, խիստ բաց է մակընթացության ժամանակ: Իսկ մարդիկ որոշ ժամանակ կորցնում են իրենց ջրային նավերից օգտվելու հնարավորությունը՝ կետերի պես անօգնական պառկած ափին։ Բայց դրա մեջ մի օգտակար բան կա, քանի որ մակընթացությունը կարող է օգտագործվել նավերը վերանորոգելու համար, հատկապես որոշ ծովախորշում.

Օրինակ, Կանադայի արևելյան ափին կա Ֆանդի ծովածոց, որն ասում են, որ ունի աշխարհի ամենաբարձր մակընթացությունները. ջրի մակարդակի տարբերությունը կարող է հասնել 16 մետրի, ինչը համարվում է Երկրի վրա ծովի մակընթացության ռեկորդ: Նավաստիները հարմարվել են այս հատկությանը. մակընթացության ժամանակ նրանք նավը բերում են ափ, ամրացնում այն, իսկ երբ ջուրը հեռանում է, նավը կախված է լինում, իսկ հատակը կարող է փակվել։

Հին ժամանակներից մարդիկ սկսել են հետևել և կանոնավոր կերպով արձանագրել բարձր մակընթացությունների պահերն ու բնութագրերը՝ սովորելու, թե ինչպես կանխատեսել այս երևույթը: շուտով հորինել մակընթացության չափիչ- սարք, որում բոցը շարժվում է վեր ու վար՝ կախված ծովի մակարդակից, և ընթերցումները ավտոմատ կերպով գծվում են թղթի վրա՝ գրաֆիկի տեսքով: Ի դեպ, չափման միջոցներն առաջին դիտարկումների պահից մինչ օրս առանձնապես չեն փոխվել։

Մեծ թվով հիդրոգրաֆիկ գրառումների հիման վրա մաթեմատիկոսները փորձում են ստեղծել մակընթացությունների տեսություն։ Եթե ​​դուք ունեք պարբերական գործընթացի երկարաժամկետ գրառում, կարող եք այն տարրալուծել տարրական ներդաշնակության՝ տարբեր ամպլիտուդների սինուսոիդների՝ բազմաթիվ պարբերություններով: Եվ հետո, որոշելով ներդաշնակության պարամետրերը, երկարացրեք ընդհանուր կորը դեպի ապագա և դրա հիման վրա կազմեք մակընթացությունների աղյուսակներ: Այժմ նման աղյուսակներ են հրապարակվում երկրագնդի յուրաքանչյուր նավահանգստի համար, և ցանկացած նավապետ, ով պատրաստվում է մտնել նավահանգիստ, սեղան է վերցնում նրա համար և տեսնում, թե երբ կա ջրի բավարար մակարդակ իր նավի համար։

Ամենահայտնի պատմությունը, կապված կանխատեսումների հաշվարկների հետ, տեղի է ունեցել Երկրորդ համաշխարհային պատերազմի ժամանակ. 1944 թվականին մեր դաշնակիցները՝ բրիտանացիներն ու ամերիկացիները, պատրաստվում էին երկրորդ ճակատ բացել նացիստական ​​Գերմանիայի դեմ, դրա համար անհրաժեշտ էր վայրէջք կատարել ֆրանսիական ափին: Ֆրանսիայի հյուսիսային ափն այս առումով շատ տհաճ է. ափը զառիթափ է, 25-30 մետր բարձրությամբ, իսկ օվկիանոսի հատակը՝ բավականին ծանծաղ, այնպես որ նավերը կարող են ափին մոտենալ միայն առավելագույն մակընթացության ժամանակ։ Եթե ​​նրանք բախվեին, պարզապես կկրակեին թնդանոթներից։ Դրանից խուսափելու համար ստեղծվել է հատուկ մեխանիկական (էլեկտրոնային դեռ հասանելի չէր) համակարգիչ։ Նա կատարել է ծովի մակարդակի ժամանակային շարքերի Ֆուրիեի վերլուծություն՝ օգտագործելով տարբեր արագություններով պտտվող թմբուկներ, որոնց միջով անցել է մետաղյա մալուխ, որն ամփոփել է Ֆուրիեի շարքի բոլոր պայմանները, և մալուխին միացված փետուրը մակընթացության բարձրությունը գծել է որպես ժամանակի ֆունկցիա։ Սա հույժ գաղտնի աշխատանք էր, որը մեծապես զարգացրեց մակընթացությունների տեսությունը, քանի որ հնարավոր էր բավարար ճշգրտությամբ գուշակել ամենաբարձր ալիքի պահը, որի պատճառով ծանր ռազմական տրանսպորտային նավերը լողացին Լա Մանշը և զորքերը վայրէջք կատարեցին ափին: Այսպիսով, մաթեմատիկոսներն ու երկրաֆիզիկոսները փրկեցին շատ մարդկանց կյանքեր:

Որոշ մաթեմատիկոսներ փորձում են ընդհանրացնել տվյալները մոլորակային մասշտաբով՝ փորձելով ստեղծել մակընթացությունների միասնական տեսություն, սակայն դժվար է համեմատել տարբեր վայրերում արված գրառումները, քանի որ Երկիրը շատ անկանոն է։ Միայն զրոյական մոտավորությամբ է, որ մեկ օվկիանոսը ծածկում է մոլորակի ամբողջ մակերեսը, բայց իրականում կան մայրցամաքներ և մի քանի թույլ միացված օվկիանոսներ, և յուրաքանչյուր օվկիանոս ունի բնական տատանումների իր հաճախականությունը:

Լուսնի և Արեգակի ազդեցության տակ ծովի մակարդակի տատանումների մասին նախորդ քննարկումները վերաբերում էին բաց օվկիանոսային տարածություններին, որտեղ մակընթացային արագացումը մեծապես տարբերվում է մեկ ափից մյուսը: Իսկ տեղական ջրային մարմիններում, օրինակ՝ լճերում, մակընթացությունը կարո՞ղ է նկատելի ազդեցություն ստեղծել:

Թվում է, որ դա չպետք է լինի, քանի որ լճի բոլոր կետերում մակընթացության արագացումը մոտավորապես նույնն է, տարբերությունը փոքր է: Օրինակ՝ Եվրոպայի կենտրոնում Ժնևի լիճն է, այն ունի ընդամենը մոտ 70 կմ երկարություն և կապ չունի օվկիանոսների հետ, բայց մարդիկ վաղուց են նկատել, որ ջրի օրական զգալի տատանումներ կան։ Ինչու են դրանք առաջանում:

Այո, մակընթացային ուժը չափազանց փոքր է: Բայց գլխավորն այն է, որ դա կանոնավոր է, այսինքն. պարբերաբար գործում է. Բոլոր ֆիզիկոսները գիտեն այն էֆեկտի մասին, որը ուժի պարբերական ազդեցությամբ երբեմն առաջացնում է տատանումների մեծ ամպլիտուդ: Օրինակ, ճաշասենյակում վերցնում եք մի աման ապուր բաժանելու համար և. Սա նշանակում է, որ ձեր քայլերի հաճախականությունը ռեզոնանսի մեջ է ափսեի հեղուկի բնական թրթռումների հետ: Նկատելով դա՝ մենք կտրուկ փոխում ենք քայլելու տեմպը, և ապուրը «հանգստանում է»։ Յուրաքանչյուր ջրային մարմին ունի իր հիմնական ռեզոնանսային հաճախականությունը: Եվ որքան մեծ է ջրամբարի չափը, այնքան ցածր է նրա մեջ հեղուկի բնական տատանումների հաճախականությունը։ Այսպիսով, Ժնևի լճի մոտ իր ռեզոնանսային հաճախականությունը պարզվեց, որ մակընթացությունների հաճախականության բազմապատիկն է, և փոքր մակընթացային ազդեցությունը «մղում» է Ժնևի լիճը, այնպես որ մակարդակը բավականին նկատելիորեն փոխվում է նրա ափերին: Երկար ժամանակաշրջանի այս կանգուն ալիքները, որոնք առաջանում են փակ ջրային մարմիններում, կոչվում են սեյշեր.

Մակընթացային էներգիա

Մեր օրերում էներգիայի այլընտրանքային աղբյուրներից մեկը փորձում են կապել մակընթացային էֆեկտի հետ։ Ինչպես ասացի, մակընթացությունների հիմնական ազդեցությունն այն չէ, որ ջուրը բարձրանում և իջնում ​​է: Հիմնական ազդեցությունը մակընթացային հոսանքն է, որը մեկ օրվա ընթացքում ջուր է թորում ամբողջ մոլորակի շուրջը:

Մակերեսային վայրերում այս էֆեկտը շատ կարևոր է։ Նոր Զելանդիայի տարածքում կապիտանները նույնիսկ ռիսկի չեն դիմում նավերը ուղղորդել որոշ նեղուցներով: Առագաստանավերն ընդհանրապես երբեք չեն կարողացել այնտեղ անցնել, իսկ ժամանակակից նավերը դժվարությամբ են անցնում, քանի որ հատակը ծանծաղ է, իսկ մակընթացային հոսանքները՝ ահռելի արագություն։

Բայց քանի որ ջուրը հոսում է, այս կինետիկ էներգիան կարելի է օգտագործել։ Իսկ էլեկտրակայաններ արդեն կառուցվել են, որոնցում մակընթացային և մակընթացային հոսանքների պատճառով տուրբինները պտտվում են հետ ու առաջ։ Դրանք բավականին ֆունկցիոնալ են։ Առաջին մակընթացային էլեկտրակայանը (ՋԷԿ) արտադրվել է Ֆրանսիայում, այն մինչ այժմ ամենամեծն է աշխարհում՝ 240 ՄՎտ հզորությամբ։ ՀԷԿ-ի համեմատ, իհարկե, այնքան էլ շոգ չէ, բայց սպասարկում է մոտակա գյուղական վայրերը։

Որքան մոտ է բևեռին, այնքան ցածր է մակընթացային ալիքի արագությունը, ուստի Ռուսաստանում չկան ափեր, որոնք ունենային շատ հզոր մակընթացություն: Ընդհանրապես, մենք քիչ ելքեր ունենք դեպի ծով, և Հյուսիսային Սառուցյալ օվկիանոսի ափն առանձնապես ձեռնտու չէ մակընթացային էներգիան օգտագործելու համար, նաև այն պատճառով, որ մակընթացությունը ջուրը տանում է արևելքից արևմուտք: Բայց այնուամենայնիվ, կան PES-ի համար հարմար վայրեր, օրինակ՝ Կիսլայա ծոցը։

Փաստն այն է, որ ծոցերում ալիքը միշտ ավելի մեծ էֆեկտ է ստեղծում. ալիքը ներս է հոսում, խուժում ծովախորշը, և այն նեղանում է, նեղանում, և ամպլիտուդությունը մեծանում է: Նմանատիպ պրոցես է տեղի ունենում, կարծես մտրակը խփվում է. սկզբում երկար ալիքը դանդաղ է շարժվում մտրակի երկայնքով, բայց հետո շարժման մեջ ներգրավված մտրակի մասի զանգվածը նվազում է, ուստի արագությունը մեծանում է մվպահպանվում է) և հասնում է գերձայնային դեպի նեղ ծայրը, ինչի արդյունքում մենք լսում ենք սեղմում:

Ստեղծելով փոքր հզորության փորձարարական Կիսլոգուբսկայա ՋԷԿ՝ էներգետիկները փորձել են հասկանալ, թե որքան արդյունավետ է հնարավոր օգտագործել մակընթացությունները շրջանային լայնություններում՝ էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար: Դա առանձնահատուկ տնտեսական նշանակություն չունի։ Սակայն այժմ կա ռուսական շատ հզոր ՋԷԿ-ի (Մեզենսկայա) նախագիծ՝ 8 գիգավատ հզորությամբ։ Այս վիթխարի ուժին հասնելու համար անհրաժեշտ է փակել մի մեծ ծովածոց, որը պատնեշով բաժանում է Սպիտակ ծովը Բարենցի ծովից։ Ճիշտ է, խիստ կասկածելի է, որ դա կարվի այնքան ժամանակ, քանի դեռ ունենք նավթ և գազ։

Մակընթացությունների անցյալն ու ապագան

Ի դեպ, որտեղի՞ց է առաջանում մակընթացությունների էներգիան։ Տուրբինը պտտվում է, էլեկտրաէներգիա է առաջանում, և ո՞ր առարկան է էներգիա կորցնում այդ ընթացքում:

Քանի որ մակընթացության էներգիան Երկրի պտույտն է, քանի որ մենք դրանից ենք քաշում, նշանակում է, որ պտույտը պետք է դանդաղի։ Թվում է, թե Երկիրն ունի էներգիայի ներքին աղբյուրներ (աղիներից ջերմությունը գալիս է երկրաքիմիական գործընթացների և ռադիոակտիվ տարրերի քայքայման հետևանքով), ինչ-որ բան կա փոխհատուցելու կինետիկ էներգիայի կորուստը: Սա ճիշտ է, բայց էներգիայի հոսքը, որը միջինում գրեթե հավասարաչափ տարածվում է բոլոր ուղղություններով, դժվար թե կարող է էապես ազդել անկյունային իմպուլսի վրա և փոխել պտույտը։

Եթե ​​Երկիրը չպտտվեր, ապա մակընթացային կույտերը կնայվեին հենց Լուսնի ուղղությամբ և հակառակ նրան: Բայց, պտտվելով, Երկրի մարմինը դրանք առաջ է տանում իր պտտման ուղղությամբ, և մակընթացության գագաթնակետի և ենթալուսնային կետի միջև մշտական ​​անհամապատասխանություն կա 3-4 աստիճանով: Սա ինչի՞ է հանգեցնում։ Կուզը, որն ավելի մոտ է լուսնին, նրան ավելի ուժեղ է ձգում։ Այս գրավիտացիոն ուժը ձգտում է դանդաղեցնել Երկրի պտույտը: Իսկ հակառակ կույտը Լուսնից ավելի հեռու է, այն փորձում է արագացնել պտույտը, բայց ավելի թույլ է ձգվում, հետևաբար ուժի արդյունքում առաջացող պահը դանդաղեցնող ազդեցություն է ունենում Երկրի պտույտի վրա:

Այսպիսով, մեր մոլորակը մշտապես նվազեցնում է իր պտույտի արագությունը (թեև ոչ այնքան կանոնավոր, ցատկերում, ինչը կապված է օվկիանոսներում և մթնոլորտում զանգվածի փոխանցման առանձնահատկությունների հետ): Իսկ ի՞նչ ազդեցություն են թողնում երկրագնդի մակընթացությունները լուսնի վրա։ Մոտ մակընթացային ուռուցիկությունը ձգում է Լուսինը, իսկ հեռավորը, ընդհակառակը, դանդաղեցնում է այն։ Առաջին ուժն ավելի մեծ է, արդյունքում լուսինը արագանում է։ Հիմա հիշեք նախորդ դասախոսությունից՝ ի՞նչ է պատահում արբանյակին, որը շարժման մեջ ուժով առաջ է քաշվում։ Քանի որ նրա էներգիան մեծանում է, այն հեռանում է մոլորակից, և նրա անկյունային արագությունը նվազում է, քանի որ ուղեծրի շառավիղը մեծանում է: Ի դեպ, Երկրի շուրջ Լուսնի հեղափոխության շրջանի աճ է նկատվել դեռևս Նյուտոնի ժամանակներում։

Եթե ​​թվերով խոսենք, ապա Լուսինը մեզնից հեռանում է տարեկան մոտ 3,5 սմ-ով, իսկ երկրային օրվա տեւողությունը հարյուր տարին մեկ ավելանում է վայրկյանի հարյուրերորդականով: Թվում է, թե դա անհեթեթություն է, բայց հիշեք, որ Երկիրը գոյություն ունի միլիարդավոր տարիներ: Հեշտ է հաշվարկել, որ դինոզավրերի ժամանակ օրական մոտ 18 ժամ էր (իհարկե, ընթացիկ ժամերը):

Քանի որ Լուսինը նահանջում է, մակընթացային ուժերը փոքրանում են: Բայց չէ՞ որ այն միշտ հեռացել է, և եթե նայենք անցյալին, ապա կտեսնենք, որ Լուսինը ավելի մոտ է եղել Երկրին, ինչը նշանակում է, որ մակընթացությունները ավելի բարձր են եղել։ Դուք կարող եք գնահատել, օրինակ, որ Արքեյան դարաշրջանում, 3 միլիարդ տարի առաջ, մակընթացությունների բարձրությունը կիլոմետր էր:

Մակընթացային երևույթներ այլ մոլորակների վրա

Իհարկե, այլ մոլորակների համակարգերում նույն երեւույթները տեղի են ունենում արբանյակների դեպքում։ Յուպիտերը, օրինակ, շատ զանգվածային մոլորակ է՝ մեծ թվով արբանյակներով: Նրա չորս ամենամեծ արբանյակները (դրանք կոչվում են Գալիլեյան, քանի որ Գալիլեոն հայտնաբերել է դրանք) բավականին շոշափելիորեն կրում են Յուպիտերի ազդեցությունը: Դրանցից ամենամոտը՝ Իոն, ամբողջությամբ պատված է հրաբուխներով, որոնց թվում կան ավելի քան հիսուն ակտիվ հրաբուխներ, և նրանք դուրս են նետում «լրացուցիչ» նյութը 250-300 կմ վեր։ Այս հայտնագործությունը շատ անսպասելի էր՝ Երկրի վրա նման հզոր հրաբուխներ չկան, իսկ ահա Լուսնի չափ փոքրիկ մարմին, որը պետք է երկար ժամանակ սառչեր, բայց փոխարենը բոլոր ուղղություններով պայթում է ջերմությունից։ Որտեղ է այս էներգիայի աղբյուրը:

Իոյի հրաբխային ակտիվությունը բոլորի համար անակնկալ չէր. առաջին զոնդը Յուպիտեր թռչելուց վեց ամիս առաջ երկու ամերիկացի երկրաֆիզիկոս հրապարակեցին մի փաստաթուղթ, որտեղ նրանք հաշվարկեցին Յուպիտերի մակընթացային ազդեցությունն այս արբանյակի վրա: Պարզվեց, որ այն այնքան մեծ է, որ կարող է դեֆորմացնել արբանյակի մարմինը։ Իսկ դեֆորմացիայի ժամանակ միշտ ջերմություն է արձակվում։ Երբ մենք վերցնում ենք սառը պլաստիլինի մի կտոր և սկսում ենք այն հունցել մեր ձեռքերում, այն դառնում է փափուկ և ճկուն մի քանի սեղմումներից հետո։ Դա տեղի է ունենում ոչ թե այն պատճառով, որ ձեռքը տաքացրել է այն իր ջերմությամբ (նույն կերպ կկատարվի, եթե այն հարթվի սառը վզիկի մեջ), այլ այն պատճառով, որ դեֆորմացիան դրա մեջ դրել է մեխանիկական էներգիա, որը վերածվում է ջերմության։

Բայց ինչո՞ւ է երկրի վրա արբանյակի ձևը փոխվում Յուպիտերի մակընթացությունների ազդեցության տակ: Թվում է, թե շարժվելով շրջանաձև ուղեծրով և սինխրոն պտտվելով, ինչպես մեր Լուսինը, այն ժամանակին դարձավ էլիպսոիդ, և ձևի հետագա աղավաղումների պատճառ չկա՞: Այնուամենայնիվ, կան այլ արբանյակներ Իոյի մոտ; դրանք բոլորն էլ ստիպում են նրա (Io) ուղեծրը մի փոքր ետ ու առաջ շարժվել. այն կամ մոտենում է Յուպիտերին, հետո հեռանում: Սա նշանակում է, որ մակընթացային ազդեցությունը կա՛մ թուլանում է, կա՛մ ուժեղանում, և մարմնի ձևը անընդհատ փոխվում է։ Ի դեպ, ես դեռ չեմ խոսել Երկրի պինդ մարմնի մակընթացությունների մասին. դրանք, իհարկե, նույնպես կան, այնքան էլ բարձր չեն՝ դեցիմետրի կարգի։ Եթե ​​վեց ժամ նստեք ձեր տեղերում, ապա մակընթացությունների շնորհիվ «կքայլեք» մոտ քսան սանտիմետր՝ համեմատած Երկրի կենտրոնի հետ։ Այս տատանումը մարդու համար, իհարկե, աննկատ է, բայց երկրաֆիզիկական գործիքները դա գրանցում են։

Ի տարբերություն երկրային երկնակամարի, Իոյի մակերեսը տատանվում է բազմաթիվ կիլոմետրերի ամպլիտուդով յուրաքանչյուր ուղեծրի ժամանակաշրջանի համար։ Մեծ քանակությամբ դեֆորմացիոն էներգիա ցրվում է ջերմության տեսքով և տաքացնում աղիները։ Դրա վրա, ի դեպ, երկնաքարերի խառնարանները տեսանելի չեն, քանի որ հրաբուխները անընդհատ լցվում են ամբողջ մակերեսը թարմ նյութով։ Հենց որ ձևավորվում է հարվածային խառնարանը, հարյուր տարի հետո այն ծածկվում է հարևան հրաբուխների ժայթքման արգասիքներով։ Նրանք աշխատում են անընդհատ և շատ հզոր, դրան գումարվում են մոլորակի ընդերքի անսարքությունները, որոնց միջով խորքերից հոսում է տարբեր հանքանյութերի, հիմնականում ծծմբի հալոցքը։ Բարձր ջերմաստիճանի դեպքում այն ​​մթնում է, ուստի խառնարանի շիթը սև է թվում: Իսկ հրաբխի թեթև եզրը սառեցված նյութ է, որն ընկնում է հրաբխի շուրջը: Մեր մոլորակի վրա հրաբխից արտանետվող նյութը սովորաբար դանդաղեցնում է օդը և ընկնում օդանցքի մոտ՝ ձևավորելով կոն, բայց Իո-ի վրա մթնոլորտ չկա, և այն թռչում է բալիստիկ հետագծով հեռու բոլոր ուղղություններով: Թերևս սա Արեգակնային համակարգի ամենահզոր մակընթացային ազդեցության օրինակն է:

Յուպիտերի երկրորդ արբանյակը՝ Եվրոպան, նման է մեր Անտարկտիդային, այն պատված է ամուր սառցե ընդերքով, տեղ-տեղ ճաքճքված, քանի որ ինչ-որ բան նույնպես անընդհատ դեֆորմացնում է այն։ Քանի որ այս արբանյակը Յուպիտերից ավելի հեռու է, այստեղ մակընթացային էֆեկտն այնքան էլ ուժեղ չէ, բայց դեռ բավականին նկատելի է: Այս սառցե ընդերքի տակ գտնվում է հեղուկ օվկիանոս. լուսանկարները ցույց են տալիս, թե ինչպես են շատրվանները բխում որոշ ճեղքերից: Մակընթացային ուժերի ազդեցությամբ օվկիանոսը հոսում է, և սառցե դաշտերը լողում և բախվում են դրա մակերեսին, ճիշտ այնպես, ինչպես մենք ունենք Հյուսիսային Սառուցյալ օվկիանոսում և Անտարկտիդայի ափերի մոտ: Եվրոպայի օվկիանոսի հեղուկի չափված էլեկտրական հաղորդունակությունը ցույց է տալիս, որ դա աղի ջուր է: Ինչու՞ կյանք չպետք է լինի: Գայթակղիչ կլիներ սարքն իջեցնել ճեղքերից մեկի մեջ և տեսնել, թե ով է այնտեղ ապրում:

Իրականում ոչ բոլոր մոլորակներն են ծայրը ծայրին հասցնում։ Օրինակ, Էնցելադուսը՝ Սատուրնի արբանյակը, նույնպես ունի սառցե ընդերք, իսկ տակը՝ օվկիանոս: Սակայն հաշվարկները ցույց են տալիս, որ մակընթացությունների էներգիան բավարար չէ ենթասառցադաշտային օվկիանոսը հեղուկ վիճակում պահելու համար։ Իհարկե, բացի մակընթացություններից, ցանկացած երկնային մարմին ունի էներգիայի այլ աղբյուրներ, օրինակ՝ քայքայվող ռադիոակտիվ տարրեր (ուրան, թորիում, կալիում), բայց փոքր մոլորակների վրա դրանք դժվար թե կարող են էական դեր խաղալ: Այսպիսով, կա մի բան, որը մենք դեռ չենք հասկանում:

Մակընթացային էֆեկտը չափազանց կարևոր է աստղերի համար։ Ինչու - այս մասին հաջորդ դասախոսության ժամանակ:

Օվկիանոսների և ծովերի մակերեսի մակարդակը պարբերաբար, օրական մոտավորապես երկու անգամ, փոխվում է։ Այս տատանումները կոչվում են մակընթացություն: Մակընթացության ժամանակ օվկիանոսի մակարդակը աստիճանաբար բարձրանում է և հասնում իր ամենաբարձր դիրքին։ Մակընթացության ժամանակ մակարդակը աստիճանաբար իջնում ​​է մինչև ամենացածրը: Մակընթացության ժամանակ ջուրը հոսում է դեպի ափեր, մակընթացության ժամանակ՝ ափերից հեռու։

մակընթացությունն ու հոսքը կանգնած մակընթացություններ են: Դրանք առաջանում են այնպիսի տիեզերական մարմինների ազդեցության արդյունքում, ինչպիսին Արեգակն է։ Համաձայն տիեզերական մարմինների փոխազդեցության օրենքների՝ մեր մոլորակը և Լուսինը փոխադարձաբար ձգում են միմյանց։ Լուսնի գրավչությունն այնքան ուժեղ է, որ օվկիանոսի մակերեսը կարծես թեքվում է դեպի այն: Լուսինը պտտվում է Երկրի շուրջը, և մակընթացային ալիքը «վազում» է օվկիանոսի վրայով նրա հետևում։ Մի ալիք կհասնի ափ, ահա ալիքը: Կանցնի մի քիչ ժամանակ, ջուրը, հետևելով Լուսնին, կհեռանա ափից՝ ահա մակընթացությունը։ Նույն համընդհանուր տիեզերական օրենքների համաձայն Արեգակի ձգողականությունից առաջանում են նաև մակընթացություններ և հոսքեր։ Սակայն Արեգակի մակընթացային ուժը, իր հեռավորության պատճառով, շատ ավելի քիչ է, քան լուսնայինը, և եթե Լուսինը չլիներ, ապա Երկրի վրա մակընթացությունները 2,17 անգամ ավելի քիչ կլինեին։ Մակընթացային ուժերի բացատրությունն առաջին անգամ տվել է Նյուտոնը։

Մակընթացությունները տարբերվում են տևողությամբ և մեծությամբ: Ամենից հաճախ օրվա ընթացքում լինում են երկու բարձր և երկու ցածր մակընթացություններ։ Արևելյան և Կենտրոնական Ամերիկայի կամարներում և ափերին ցերեկը մեկ բարձր մակընթաց է և մեկ մակընթացություն:

Մակընթացությունների մեծությունը նույնիսկ ավելի բազմազան է, քան դրանց ժամանակաշրջանը: Տեսականորեն մեկ լուսնային մակընթացությունը 0,53 մ է, արևայինը՝ 0,24 մ։ Այսպիսով, ամենամեծ մակընթացությունը պետք է ունենա 0,77 մ բարձրություն։ Բաց օվկիանոսում և կղզիների մոտ մակընթացությունը բավականին մոտ է տեսականին՝ Հավայան կղզիներում՝ 1։ մ , Սուրբ Հեղինե կղզում - 1,1 մ; կղզիներում՝ 1,7 մ Մայրցամաքներում մակընթացությունը տատանվում է 1,5-ից 2 մ, ներքին ծովերում մակընթացությունները շատ փոքր են՝ - 13 սմ, - 4,8 սմ Համարվում է մակընթացություն, բայց Վենետիկի մոտ մակընթացություն է։ մինչև 1 մ. Ամենամեծը կարելի է նշել հետևյալ մակընթացությունների մասին, որոնք գրանցվել են.

Ֆանդի ծոցում () մակընթացությունը հասել է 16-17 մ բարձրության: Սա մակընթացության ամենամեծ ցուցանիշն է ամբողջ երկրագնդի վրա:

Հյուսիսում, Պենժինայի ծոցում, մակընթացության բարձրությունը հասել է 12-14 մ-ի, սա ամենամեծ ալիքն է Ռուսաստանի ափերի մոտ: Այնուամենայնիվ, վերը նշված ալիքի թվերը բացառություն են, քան կանոն: Մակընթացության մակարդակի չափման կետերի ճնշող մեծամասնությունում դրանք փոքր են և հազվադեպ են գերազանցում 2 մ-ը:

Մակընթացությունների նշանակությունը շատ մեծ է ծովային նավագնացության և նավահանգստային օբյեկտների համար։ Յուրաքանչյուր մակընթացային ալիք կրում է հսկայական քանակությամբ էներգիա:

Երկրի մոտ նրա արբանյակի՝ Լուսնի գոյության հետ կապված հիմնական հարցերը սպառելու համար պետք է մի քանի խոսք ասել մակընթացությունների ֆենոմենի մասին։ Հարկավոր է պատասխանել նաև այս գրքում բարձրացված վերջին հարցին՝ որտեղի՞ց է հայտնվել լուսինը և ո՞րն է նրա ապագան։ Ի՞նչ է ալիքը:

Բաց ծովերի և օվկիանոսների ափերին մակընթացությունների ժամանակ ջուրը հոսում է դեպի ափեր։ Ցածր ափերը բառացիորեն լցված են ջրի հսկայական զանգվածներով: Հսկայական տարածքները ծածկված են ջրով։ Ծովը, ասես, դուրս է գալիս ափերից ու սեղմվում ցամաքի վրա։ Ծովի ջուրն ակնհայտորեն բարձրանում է։

Մակընթացությունների ժամանակ (64) օվկիանոսային խորջրյա նավերն ազատ են մտնելու համեմատաբար ծանծաղ նավահանգիստներ և գետաբերաններ, որոնք հոսում են օվկիանոսներ:

Մակընթացային ալիքը տեղ-տեղ շատ բարձր է, հասնում է տասնյակ կամ ավելի մետրի:

Ջրի բարձրացման սկզբից անցնում է մոտավորապես վեց ժամ, և մակընթացությունը փոխարինվում է մակընթացությամբ (65), ջուրը սկսում է աստիճանաբար

իջնում ​​է, ափին մոտ ծովը դառնում է ծանծաղ, և ափամերձ գոտու զգալի տարածքներ ազատվում են ջրից։ Վերջերս այս վայրերում նավարկեցին շոգենավեր, և այժմ բնակիչները շրջում են թաց ավազի ու խիճի վրայով և հավաքում խեցիները, ջրիմուռները և ծովի այլ «նվերներ»։

Ինչո՞վ է բացատրվում այս մշտական ​​անկումն ու հոսքը: Դրանք առաջանում են Երկրի վրա Լուսնի ձգողականության պատճառով:

Երկիրը ոչ միայն Լուսինն է ձգում դեպի իրեն, այլև Լուսինը ձգում է Երկիրը: Երկրի ձգողականությունը ազդում է Լուսնի շարժման վրա՝ ստիպելով Լուսինը շարժվել կոր ճանապարհով։ Բայց միևնույն ժամանակ Երկրի գրավչությունը որոշ չափով փոխում է Լուսնի ձևը։ Երկրի դեմ ուղղված մասերը Երկրի կողմից ավելի ուժեղ են ձգվում, քան մյուս մասերը: Այսպիսով, Լուսինը պետք է որոշակիորեն ձգված ձև ունենա Երկրի նկատմամբ:

Լուսնի գրավչությունն ազդում է նաև երկրի ձևի վրա: Լուսնին նայող կողմում այս պահին նկատվում է երկրի մակերևույթի որոշակի ուռչում, ձգում (66):

Ջրի մասնիկները, լինելով ավելի շարժուն և քիչ միաձուլված, ավելի հարմար են լուսնի այս գրավչությանը, քան ամուր հողի մասնիկները: Այս առումով օվկիանոսներում ջրի շատ նկատելի բարձրացում է ստեղծվում։

Եթե ​​Երկիրը, ինչպես Լուսինը, միշտ նույն կողմով նայեր Լուսնին, նրա ձևը որոշ չափով երկարաձգված կլիներ դեպի Լուսին, և չէր լինի փոփոխական մակընթացություն: Բայց Երկիրը շրջվում է տարբեր ուղղություններով դեպի բոլոր երկնային մարմինները, ներառյալ Լուսինը (օրական պտույտ): Այս առումով մակընթացային ալիքը, ասես, հոսում է Երկրի երկայնքով, վազում Լուսնի ետևից, որն ավելի է բարձրացնում օվկիանոսների ջուրը երկրագնդի մակերևույթի այն հատվածներում, որոնք այս պահին կանգնած են դեպի իրեն։ Բարձր մակընթացությունները պետք է փոխարինվեն ցածր մակընթացություններով:

Մեկ օրում Երկիրը մեկ պտույտ կկատարի իր առանցքի շուրջ։ Հետևաբար, ուղիղ մեկ օր անց Երկրի մակերևույթի նույն հատվածները պետք է նայեն դեպի Լուսին։ Բայց մենք գիտենք, որ Լուսինին հաջողվում է մեկ օրվա ընթացքում անցնել Երկրի շուրջ իր ճանապարհի որոշ մասը՝ շարժվելով այն նույն ուղղությամբ, ինչ Երկիրը պտտվում է։ Այդ պատճառով ժամանակաշրջանը երկարացվում է, որից հետո Երկրի նույն մասերը կշրջվեն դեպի Լուսին։ Հետեւաբար Անկումի և հոսքի ցիկլը տեղի է ունենում ոչ թե մեկ օրում, այլ 24 ժամ 51 րոպեում: Ժամանակի այս ժամանակահատվածում Երկրի վրա երկու բարձր մակընթացություն և երկու ցածր մակընթացություն փոխվում են:

Բայց ինչո՞ւ երկու և ոչ մեկ։ Մենք դրա բացատրությունը գտնում ենք՝ ևս մեկ անգամ հիշեցնելով համընդհանուր ձգողության օրենքը: Ըստ այս օրենքի՝ ձգողականության ուժը նվազում է հեռավորության մեծացման հետ և, ընդ որում, հակադարձ համեմատական ​​է դրա քառակուսուն. հեռավորությունը կրկնապատկվում է, ձգողականությունը նվազում է չորս անգամ։

Երկրի այն կողմում, ուղիղ դեմքով դեպի Լուսին, տեղի է ունենում հետևյալը. Երկրի մակերեսին մոտ գտնվող մասնիկները Լուսնի կողմից ձգվում են ավելի քիչ չափով, քան Երկրի ներսը: Նրանք ավելի քիչ են հակված դեպի Լուսին, քան նրան ավելի մոտ գտնվող մասնիկները: Հետևաբար, այստեղ ծովերի մակերևույթը, այսպես ասած, փոքր-ինչ հետ է մնում երկրագնդի պինդ ներքին մասերից, և այստեղ նույնպես ջրի բարձրացում կա, ջրային կույտ, մակընթացության բարձրություն, մոտավորապես նույնը, ինչ ջրի վրա: հակառակ կողմը. Այստեղ էլ մակընթացային ալիքը հոսում է ցածրադիր ափերին։ Հետևաբար, օվկիանոսների ափերի երկայնքով մակընթացություն կլինի և՛ երբ այս ափերը թեքվեն դեպի Լուսին, և՛ երբ Լուսինը հակառակ ուղղությամբ է: Այսպիսով, Երկրի վրա պետք է լինի երկու բարձր մակընթացություն և երկու ցածր մակընթացություն իր առանցքի շուրջ Երկրի ամբողջական պտույտի ժամանակաշրջանում:

Իհարկե, մակընթացության մեծության վրա ազդում է նաև Արեգակի գրավչությունը։ Բայց թեև Արևը վիթխարի չափերի է, այն, այնուամենայնիվ, Երկրից շատ ավելի հեռու է, քան Լուսինը: Նրա մակընթացային ազդեցությունը կիսով չափ փոքր է Լուսնի ազդեցությունից (Լուսնի մակընթացային ազդեցության միայն 5/11 կամ 0,45)։

Յուրաքանչյուր մակընթացության մեծությունը կախված է նաև այն բարձրությունից, որում գտնվում է Լուսինը տվյալ պահին։ Միևնույն ժամանակ, բացարձակ անտարբեր է, թե Լուսինն այս պահին ինչ փուլ ունի և տեսանելի է արդյոք այն երկնքում։ Լուսինն այս պահին կարող է տեսանելի չլինել, այսինքն՝ այն նույն ուղղությամբ է, ինչ արեգակը, և հակառակը։ Միայն առաջին դեպքում մակընթացությունը սովորաբար սովորականից ավելի ուժեղ կլինի, քանի որ Լուսնի գրավչությանը գումարվում է Արեգակի գրավչությունը:

Հաշվարկը ցույց է տալիս, որ Լուսնի մակընթացային ուժը կազմում է Երկրի վրա ձգողականության ուժի միայն ինը միլիոներորդ մասը, այսինքն՝ այն ուժը, որով Երկիրն ինքն է ձգում: Իհարկե, Լուսնի այս գրավիչ գործողությունը աննշան է: Ջրի բարձրացումը մի քանի մետրով նույնպես աննշան է երկրագնդի հասարակածային տրամագծի համեմատ, որը հավասար է 12,756,776 մ: Բայց մակընթացային ալիքը, թեկուզ այդքան փոքր,, ինչպես գիտենք, շատ նկատելի է մոտակայքում գտնվող Երկրի բնակիչների համար: օվկիանոսների ափ.