Vandens paviršiaus lygis mūsų planetos jūrose ir vandenynuose periodiškai kinta, svyruoja tam tikrais intervalais. Šie periodiniai svyravimai yra jūros atoslūgiai ir atoslūgiai.
Jūros atoslūgių ir atoslūgių paveikslas
Norėdami vizualizuoti jūros atoslūgių ir atoslūgių vaizdas, įsivaizduokite, kad stovite ant nuožulnaus vandenyno kranto, kokioje nors įlankoje, 200-300 metrų nuo vandens. Ant smėlio daug įvairių objektų – senas inkaras, kiek arčiau didelė balto akmens krūva. Netoliese guli ant šono nukritęs mažos valties geležinis korpusas. Jo kūno apačia lanke yra stipriai apgadinta. Akivaizdu, kad kartą šis laivas, būdamas netoli kranto, įskrido į inkarą. Ši nelaimė, greičiausiai, įvyko per atoslūgį ir, matyt, šioje vietoje laivas guli jau ne vienerius metus, nes beveik visas jo korpusas spėjo pasidengti rudomis rūdimis. Neatsargią kapitoną esate linkęs laikyti laivo avarijos kaltininku. Matyt, inkaras buvo aštrus ginklas, į kurį pataikė laivas, nukritęs ant šono. Jūs ieškote šio inkaro ir negalite jo rasti. Kur jis galėjo eiti? Tada pastebi, kad vanduo jau artėja prie baltų akmenų krūvos, o tada spėji, kad matytą inkarą jau seniai užliejo potvynio banga. Vanduo „ateina“ ant kranto, toliau kyla vis toliau aukštyn. Dabar beveik visa baltų akmenų krūva buvo paslėpta po vandeniu.Jūros atoslūgių ir atoslūgių reiškiniai
Jūros atoslūgių ir atoslūgių reiškiniaižmonės jau seniai buvo siejami su mėnulio judėjimu, tačiau šis ryšys išliko paslaptis iki pat genialaus matematiko Izaokas Niutonas nepaaiškino remdamasis jo atrastu gravitacijos dėsniu. Šių reiškinių priežastis yra Mėnulio traukos veiksmas, veikiamas Žemės vandens apvalkalo. Kitas garsus Galilėjus Galilėjus sujungė atoslūgį ir tėkmę su Žemės sukimu ir įžvelgė tai vieną pagrįstiausių ir patikimiausių Mikalojaus Koperniko mokymo pagrįstumo įrodymų, (plačiau:). Paryžiaus mokslų akademija 1738 m. paskelbė prizą tam, kuris labiausiai pateiks pagrindinį potvynių teorijos pristatymą. Tada gavo apdovanojimą Euleris, Maclaurinas, D. Bernoulli ir Cavalieri... Pirmieji trys savo darbo pagrindu laikė Niutono gravitacijos dėsnį, o jėzuitas Cavalieri paaiškino potvynius, remdamasis Dekarto sūkurių hipoteze. Tačiau iškiliausi šios srities darbai priklauso Niutonas ir Laplasas o visi tolesni tyrimai yra pagrįsti šių puikių mokslininkų išvadomis.Kaip paaiškinti atoslūgių ir atoslūgių fenomeną
Kaip aiškiausiai paaiškinti atoslūgių ir atoslūgių reiškinį... Jei dėl paprastumo darysime prielaidą, kad žemės paviršių visiškai dengia vandens apvalkalas, ir pažvelgsime į Žemės rutulį iš vieno iš jo ašigalių, tada jūros potvynių vaizdą galima pateikti taip.Mėnulio atrakcija
Ta mūsų planetos paviršiaus dalis, kuri yra atsukta į Mėnulį, yra arčiausiai jo; dėl to jį veikia didesnė jėga mėnulio trauka nei, pavyzdžiui, centrinė mūsų planetos dalis ir todėl yra traukiama link Mėnulio labiau nei likusi Žemė. Dėl to pusėje, nukreiptoje į Mėnulį, susidaro potvynių kupra. Tuo pačiu metu priešingoje Žemės pusėje, mažiausiai veikiamoje Mėnulio traukos, atsiranda ta pati potvynio kupra. Todėl Žemė yra šiek tiek pailgos linijos, jungiančios mūsų planetos ir mėnulio centrus, pavidalą. Taigi dviejose priešingose Žemės pusėse, esančiose vienoje tiesioje linijoje, kuri eina per Žemės ir Mėnulio centrus, susidaro dvi didelės kupros, dvi didžiulės vandens pūslės... Tuo pačiu metu dviejose kitose mūsų planetos pusėse, esančiose devyniasdešimties laipsnių kampu nuo aukščiau nurodytų didžiausių potvynių taškų, kyla didžiausi atoslūgiai. Čia vandens krenta daugiau nei bet kur kitur Žemės rutulio paviršiuje. Linija, jungianti šiuos taškus atoslūgio metu, šiek tiek sumažėja ir taip susidaro įspūdis, kad Žemės pailgėjimas didėja maksimalių potvynių taškų kryptimi. Dėl Mėnulio traukos šie didžiausio potvynio taškai nuolat išlaiko savo padėtį Mėnulio atžvilgiu, tačiau kadangi Žemė sukasi aplink savo ašį, paros metu jie tarsi juda per visą Žemės rutulio paviršių. Štai kodėl kiekvienoje vietovėje per dieną būna du potvyniai ir du atoslūgiai.Saulės atoslūgis
Saulė, kaip ir mėnulis, savo traukos jėga sukelia atoslūgius ir srautus. Tačiau jis yra daug didesniu atstumu nuo mūsų planetos, palyginti su Mėnuliu, o Saulės potvyniai, atsirandantys Žemėje, yra beveik du su puse karto mažesni nei mėnulio. Štai kodėl saulės potvynių, nėra stebimi atskirai, o atsižvelgiama tik į jų poveikį Mėnulio potvynių dydžiui. Pavyzdžiui, didžiausias jūros atoslūgis ir atoslūgis būna per pilnatį ir jaunatį, kadangi šiuo metu Žemė, Mėnulis ir Saulė yra vienoje tiesėje, o mūsų dienos šviesa savo trauka sustiprina Mėnulio trauką. Ir atvirkščiai, kai stebime mėnulį pirmajame arba paskutiniame ketvirtyje (fazėje), tokių yra mažiausiai jūros atoslūgių ir atoslūgių... Taip yra todėl, kad šiuo atveju mėnulio potvynis sutampa su saulės šviesa... Mėnulio traukos veiksmas sumažėja Saulės traukos dydžiu.Potvynių trintis
« Potvynių trintis»Mūsų planetoje esantys reiškiniai savo ruožtu turi įtakos Mėnulio orbitai, nes Mėnulio gravitacijos sukelta potvynio banga Mėnulį veikia priešingai, sukeldama tendenciją paspartinti jo judėjimą. Dėl to Mėnulis pamažu tolsta nuo Žemės, jo apsisukimo periodas ilgėja, ir jis, greičiausiai, šiek tiek atsilieka nuo judėjimo.Jūros potvynių mastas
Be santykinės Saulės, Žemės ir Mėnulio padėties erdvėje, ant potvynio dydis kiekvienoje konkrečioje vietovėje turi įtakos jūros dugno forma ir pakrantės pobūdis. Taip pat žinoma, kad uždarose jūrose, kaip, pavyzdžiui, Aralo, Kaspijos, Azovo ir Juodosiose jūrose, atoslūgių ir srautų beveik nepastebima. Jų vargu ar galima rasti atviruose vandenynuose; čia potvyniai vos siekia metrą, vandens lygis pakyla labai nežymiai. Tačiau, kita vertus, kai kuriose įlankose yra tokio milžiniško masto potvynių, kad vanduo pakyla į daugiau nei dešimties metrų aukštį ir vietomis užlieja kolosalias erdves.
Ebb ir srautas ore ir kietuose Žemės apvalkaluose
Ebb and flow taip pat pasitaiko ore ir kietuose Žemės apvalkaluose... Apatiniuose atmosferos sluoksniuose šių reiškinių beveik nepastebime. Palyginimui atkreipkime dėmesį, kad atoslūgių ir atoslūgių nepastebima ir vandenynų dugne. Ši aplinkybė paaiškinama tuo, kad potvynių procesuose daugiausia dalyvauja viršutiniai vandens apvalkalo sluoksniai. Atoslūgį ir srautą oro apvalkale galima aptikti tik labai ilgai stebint atmosferos slėgio pokyčius. Kalbant apie žemės plutą, kiekviena jos dalis dėl Mėnulio potvynių ir atoslūgių per dieną pakyla du kartus ir nukrenta du kartus maždaug po kelis decimetrus. Kitaip tariant, mūsų planetos kietojo apvalkalo svyravimai yra maždaug tris kartus mažesni nei vandenynų paviršiaus lygio svyravimai. Taigi, atrodo, kad mūsų planeta visą laiką kvėpuoja, giliai kvėpuoja ir iškvepia, o jos išorinis apvalkalas, kaip didžiojo stebuklo herojaus krūtinė, kartais pakyla, o paskui krenta. Šiuos kietame Žemės apvalkale vykstančius procesus galima aptikti tik žemės drebėjimų registravimo prietaisų pagalba. Reikėtų pažymėti, kad atoslūgiai vyksta kituose pasaulio kūnuose ir turi didžiulę įtaką jų vystymuisi. Jei Mėnulis būtų nejudantis Žemės atžvilgiu, tai nesant kitų veiksnių, turinčių įtakos potvynio bangos vėlavimui, bet kurioje pasaulio vietoje kas 6 valandas būtų du potvyniai ir du atoslūgiai per dieną. Bet kadangi Mėnulis nuolat sukasi aplink Žemę ir, be to, ta pačia kryptimi, kuria mūsų planeta sukasi aplink savo ašį, gaunamas tam tikras delsimas: Žemė su kiekviena savo dalimi į Mėnulį sugeba atsisukti ne per parą, bet maždaug 24 valandas ir 50 minučių. Todėl kiekvienoje vietovėje atoslūgis trunka ne tiksliai 6 valandas, o apie 6 valandas ir 12,5 minutės.Pakaitomis atoslūgiai ir atoslūgiai
Be to, reikia pažymėti, kad teisingumas kintantys atoslūgiai ir atoslūgiai yra pažeidžiamas priklausomai nuo žemynų išsidėstymo mūsų planetoje pobūdžio ir nuolatinės vandens trinties Žemės paviršiuje. Šie kaitos nelygumai kartais siekia kelias valandas. Taigi „aukščiausias“ vanduo atsiranda ne Mėnulio kulminacijos momentu, kaip išplaukia pagal teoriją, o keliomis valandomis vėliau nei Mėnulis praplaukia dienovidiniu; šis vėlavimas vadinamas taikomąja uosto valanda ir kartais siekia 12 valandų. Anksčiau buvo paplitusi nuomonė, kad jūros atoslūgiai ir atoslūgiai siejami su jūros srovėmis. Dabar visi žino, kad tai yra skirtingos eilės reiškiniai. Potvynis yra bangos judėjimas, panašus į tą, kuris atsiranda dėl vėjo. Artėjant potvynio bangai plūduriuojantis objektas svyruoja, kaip ir nuo vėjo kylanti banga – pirmyn ir atgal, žemyn ir aukštyn, bet jo nenuneša kaip srovė. Potvynio bangos periodas yra apie 12 valandų ir 25 minutes, o praėjus šiam laikotarpiui objektas dažniausiai grįžta į pradinę padėtį. Karščio bangas sukelianti jėga yra daug kartų mažesnė už gravitacijos jėgą... Nors traukos jėga yra atvirkščiai proporcinga atstumo tarp pritraukiamų kūnų kvadratui, jėga, sukelianti potvynius, yra apytiksliai yra atvirkščiai proporcinga šio atstumo kubui o ne kvadratu.Pakalbėkime toliau apie dangaus kūnus veikiančias jėgas ir iš to kylančius padarinius. Šiandien kalbėsiu apie potvynius ir negravitacinius trikdžius.
Ką tai reiškia – „negravitaciniai trikdžiai“? Perturbacijos paprastai vadinamos mažomis didelės pagrindinės jėgos pataisymais. Tai yra, mes kalbėsime apie kai kurias jėgas, kurių įtaka objektui yra daug mažesnė nei gravitacinė
Kokios kitos jėgos egzistuoja gamtoje, be gravitacijos? Stiprias ir silpnas branduolines sąveikas paliekame nuošalyje, jos savo prigimtimi yra lokalios (veikia itin mažais atstumais). Tačiau elektromagnetizmas, kaip žinia, yra daug stipresnis už gravitaciją ir plinta lygiai taip pat – be galo. Bet kadangi priešingų ženklų elektros krūviai dažniausiai būna subalansuoti, o gravitacinis „krūvis“ (kurio vaidmenį atlieka masė) visada yra to paties ženklo, tai esant pakankamai didelėms masėms, žinoma, gravitacija išryškėja. Taigi realybėje kalbėsime apie dangaus kūnų judėjimo sutrikimus veikiant elektromagnetiniam laukui. Daugiau variantų nėra, nors dar yra tamsioji energija, bet apie tai – vėliau, kalbant apie kosmologiją.
Kaip jau sakiau, paprastas Niutono gravitacijos dėsnis F = G∙M∙m/R² yra labai patogu naudoti astronomijoje, nes dauguma kūnų yra arti sferinių ir yra pakankamai nutolę vienas nuo kito, todėl skaičiuojant juos galima pakeisti taškais - taškiniais objektais, kuriuose yra visa jų masė. Tačiau riboto dydžio kūnas, palyginamas su atstumu tarp gretimų kūnų, vis dėlto patiria skirtingą jėgos poveikį skirtingose jo dalyse, nes šios dalys skirtingai pašalinamos nuo gravitacijos šaltinių, ir į tai reikia atsižvelgti.
Patraukimas išsilygina ir ašaroja
Norėdami patirti potvynio efektą, atlikime fizikų populiarų minties eksperimentą: įsivaizduokite save laisvai krintančioje lifte. Nupjaukite kabiną laikančią virvę ir pradėkite kristi. Kol nenukrisime, galime stebėti, kas vyksta aplinkui. Sustabdome laisvas mases ir stebime, kaip jos elgiasi. Pirma, jie krinta sinchroniškai, o mes sakome - tai yra nesvarumas, nes visi objektai šioje kabinoje ir ji pati jaučia tą patį gravitacijos pagreitį.
Tačiau laikui bėgant mūsų materialūs taškai pradės keisti savo konfigūraciją. Kodėl? Kadangi apatinė pradžioje buvo šiek tiek arčiau svorio centro nei viršutinė, todėl apatinė, traukdama stipriau, pradeda aplenkti viršutinę. O šoniniai taškai visada lieka tame pačiame atstumu nuo svorio centro, bet artėdami prie jo pradeda artėti vienas prie kito, nes vienodo dydžio pagreičiai nėra lygiagretūs. Dėl to deformuojasi nesusijusių objektų sistema. Tai vadinama potvynio efektu.
Stebėtojo, išbarsčiusio aplink save javus ir stebinčio, kaip pavieniai grūdai juda, kol visa ši sistema krenta ant masyvaus objekto, požiūriu, galima įvesti tokią sąvoką kaip potvynio jėgų laukas. Apibrėžkime šias jėgas kiekviename taške kaip vektorinį skirtumą tarp gravitacinio pagreičio šiame taške ir stebėtojo arba masės centro pagreičio, o jei imsime tik pirmąjį Taylor serijos plėtimosi narį santykiniu požiūriu. atstumu, gauname simetrišką vaizdą: artimieji grūdai bus prieš stebėtoją, tolimieji atsiliks nuo jo, t.y. sistema drieksis išilgai ašies, nukreiptos į gravituojantį objektą, o jam statmenomis kryptimis dalelės bus prispaustos prie stebėtojo.
Kaip manote, kas nutiks, kai planeta bus įtraukta į juodąją skylę? Tie, kurie neklausė paskaitų apie astronomiją, dažniausiai mano, kad juodoji skylė atplėš materiją tik nuo paviršiaus, atsukto į save. Jiems to nežinant, poveikis yra beveik toks pat stiprus ir kitoje laisvai krintančio kūno pusėje. Tie. jis lūžta dviem diametraliai priešingomis kryptimis, jokiu būdu ne į vieną.
Kosmoso pavojai
Norėdami parodyti, kaip svarbu atsižvelgti į potvynių poveikį, paimkite Tarptautinę kosminę stotį. Ji, kaip ir visi Žemės palydovai, laisvai krenta gravitaciniame lauke (jei neįjungti varikliai). O potvynio jėgų laukas aplink jį yra gana apčiuopiamas dalykas, todėl kai astronautas dirba išorinėje stoties pusėje, jis turi prisirišti prie jos ir, kaip taisyklė, dviem laidais – tik tuo atveju, niekada žinok, kas gali nutikti. Ir jei jis pasirodys neprisirišęs tokiomis sąlygomis, kai potvynio jėgos traukia jį nuo stoties centro, jis gali lengvai prarasti ryšį su juo. Taip dažnai nutinka naudojant įrankius, nes visų surišti nepavyks. Jei kas nors iškrenta iš astronauto rankų, tada šis objektas nueina į tolį ir tampa nepriklausomu Žemės palydovu.
TKS darbo planas apima atskiro lėktuvo bagažo bandymus kosminėje erdvėje. O kai sugenda jo variklis, potvynio jėgos nuneša astronautą ir mes jį prarandame. Dingusiųjų vardai įslaptinti.
Tai, žinoma, pokštas: laimei, tokio incidento dar nebuvo. Bet taip galėjo atsitikti! Ir gali kada nors nutikti.
Vandenyno planeta
Grįžkime į Žemę. Tai mums įdomiausias objektas, jį veikiančios potvynio jėgos jaučiamos gana pastebimai. Iš kurių dangaus kūnų jie veikia? Pagrindinis yra Mėnulis, nes jis yra arti. Kitas didžiausias poveikis yra Saulė, nes ji yra didžiulė. Likusios planetos taip pat turi tam tikrą įtaką Žemei, tačiau ji vos juntama.
Norint analizuoti išorinę gravitacinę įtaką Žemei, ji paprastai vaizduojama kaip kieta sfera, padengta skystu apvalkalu. Tai nėra blogas modelis, nes mūsų planeta turi judantį apvalkalą vandenyno ir atmosferos pavidalu, o visa kita yra gana tvirta. Nors žemės pluta ir vidiniai sluoksniai yra riboto standumo ir yra šiek tiek potvyniai, tačiau skaičiuojant poveikį vandenynui, į jų elastinę deformaciją galima neatsižvelgti.
Jei nubrėžtume potvynių jėgų vektorius Žemės masės centre, gautume tokį vaizdą: potvynio jėgos laukas traukia vandenyną išilgai „Žemės-Mėnulio“ ašies, o jam statmenoje plokštumoje stumia į centrą. Žemės. Taigi planeta (bet kuriuo atveju jos kilnojamasis apvalkalas) linkusi įgauti elipsoido formą. Tokiu atveju priešingose Žemės rutulio pusėse atsiranda du iškilimai (jie vadinami potvynių kauburėliais): vienas atsuktas į Mėnulį, kitas į Mėnulį, o tarp jų esančioje juostoje (tiksliau – vandenyno paviršiuje) atsiranda „išpūtimas“. ten turi mažesnį kreivumą).
Įdomesnis dalykas atsitinka tarpelyje – ten, kur potvynio jėgos vektorius bando išstumti skystą apvalkalą išilgai žemės paviršiaus. Ir tai natūralu: jei vienur nori pakelti jūrą, o kitur – nuleisti, tai vandenį reikia iš ten perkelti į čia. O tarp jų potvynio jėgos varo vandenį į „pomėnulio tašką“ ir į „anti-mėnulio tašką“.
Labai lengva kiekybiškai įvertinti potvynio poveikį. Žemės gravitacija bando vandenyną paversti sferiniu, o potvynių ir atoslūgių dalis Mėnulio ir saulės įtakos – ištempti jį išilgai ašies. Jei paliktume Žemę ramybėje ir leistume jai laisvai kristi į Mėnulį, tai iškilimo aukštis siektų apie pusę metro, t.y. vandenynas pakyla tik 50 cm aukščiau savo vidutinio lygio. Jei plaukiate garlaiviu atviroje jūroje ar vandenyne, pusės metro nepastebima. Tai vadinama statiniu potvyniu.
Beveik per kiekvieną egzaminą susiduriu su studentu, kuris užtikrintai teigia, kad potvynis vyksta tik vienoje Žemės pusėje – toje, kuri yra atsukta į Mėnulį. Paprastai taip sako mergina. Tačiau pasitaiko, nors ir rečiau, kad jauni vyrai šiuo klausimu klysta. Tuo pačiu metu apskritai tarp merginų astronomijos žinios yra gilesnės. Būtų įdomu sužinoti šios „potvynių ir lyčių“ asimetrijos priežastį.Tačiau norint, kad pomėnulio taške susidarytų pusės metro iškilimas, čia reikia distiliuoti didelį kiekį vandens. Bet Žemės paviršius nestovi vietoje, jis greitai sukasi Mėnulio ir Saulės krypties atžvilgiu, padarydamas pilną apsisukimą per parą (o Mėnulis pamažu iškeliauja į orbitą – vienas apsisukimas aplink Žemę per beveik mėnuo). Todėl potvynių kauburėlis nuolat eina palei vandenyno paviršių, todėl kietasis Žemės paviršius 2 kartus per dieną yra po potvynių iškilimu ir 2 kartus po vandenyno lygio atoslūgiu. Apskaičiuokime: 40 tūkstančių kilometrų (žemės pusiaujo ilgis) per dieną, tai yra 463 metrai per sekundę. Tai reiškia, kad ši pusės metro banga, pavyzdžiui, mini cunamis, viršgarsiniu greičiu skrieja rytinėse žemynų pakrantėse pusiaujo regione. Mūsų platumose greitis siekia 250-300 m/s – irgi nemažai: nors banga nėra labai didelė, dėl inercijos gali sukurti puikų efektą.
Antrasis objektas pagal įtakos Žemei mastą yra Saulė. Jis yra 400 kartų toliau nuo mūsų nei Mėnulis, bet 27 milijonus kartų masyvesnis. Todėl Mėnulio ir Saulės poveikis yra panašus, nors Mėnulis vis tiek veikia šiek tiek stipriau: gravitacinis Saulės potvynių ir potvynių poveikis yra maždaug perpus silpnesnis nei Mėnulio. Kartais jų įtaka sumuojasi: tai atsitinka jaunaties metu, kai mėnulis slenka saulės fone, ir per pilnatį, kai mėnulis yra priešingoje saulės pusėje. Šiomis dienomis – kai išsirikiuoja Žemė, Mėnulis ir Saulė, ir tai vyksta kas dvi savaites – bendras potvynių ir atoslūgių poveikis yra pusantro karto didesnis nei vien Mėnulio. O po savaitės Mėnulis praeina ketvirtadalį savo orbitos ir yra Saulės kvadrate (status kampas tarp jų krypčių), tada jų įtaka susilpnina vienas kitą. Vidutiniškai atviroje jūroje potvynių aukštis svyruoja nuo ketvirčio metro iki 75 centimetrų.
Potvyniai jūreiviams žinomi nuo seno. Ką daro kapitonas, kai laivas užplaukia ant seklumos? Jei skaitėte jūrų nuotykių romanus, žinote, kad jis iš karto žiūri, kokioje fazėje yra mėnulis, ir laukia kitos pilnaties ar jaunaties. Tada didžiausias potvynis gali pakelti laivą ir nustumti jį ant seklumos.
Pakrantės problemos ir ypatybės
Potvyniai ypač svarbūs uosto darbuotojams ir jūrininkams, ketinantiems įnešti laivą į uostą arba iš jo išplaukti. Paprastai sekliojo vandens problema iškyla netoli kranto, o kad tai netrukdytų laivams judėti, patekti į įlanką, jie prasibrauna pro povandeninius kanalus – dirbtinius farvaterius. Į jų gylį reikėtų atsižvelgti į didžiausio atoslūgio aukštį.
Jei pažvelgtume į potvynių aukštį tam tikru momentu ir žemėlapyje nubrėžtume vienodo vandens aukščio linijas, gautume koncentrinius apskritimus su centrais dviejuose taškuose (pomėnulio ir priešmėnulio), kuriuose potvynis yra didžiausias. . Jei Mėnulio orbitinė plokštuma sutaptų su Žemės pusiaujo plokštuma, tai šie taškai visada judėtų išilgai pusiaujo ir per dieną (tiksliau, per 24ʰ 50ᵐ 28ˢ) padarytų visišką apsisukimą. Tačiau Mėnulis vaikšto ne šia plokštuma, o šalia ekliptikos plokštumos, kurios atžvilgiu pusiaujas pasviręs 23,5 laipsnio. Todėl sublunarinis taškas „vaikšto“ ir platumoje. Taigi, tame pačiame uoste (t. y. toje pačioje platumoje) kas 12,5 valandos pasikartojančio didžiausio potvynio aukštis per dieną kinta priklausomai nuo Mėnulio orientacijos Žemės pusiaujo atžvilgiu.
Ši „smulkmena“ yra svarbi potvynių teorijai. Pažiūrėkime dar kartą: Žemė sukasi apie savo ašį, o Mėnulio orbitos plokštuma yra pasvirusi į ją. Todėl kiekvienas jūrų uostas dieną „apeina“ aplink Žemės ašigalį, vieną kartą patenka į didžiausio potvynio zoną, o po 12,5 valandos – vėl į potvynio zoną, bet ne taip aukštai. Tie. du potvyniai per dieną nėra vienodo aukščio. Vienas visada didesnis už kitą, nes Mėnulio orbitos plokštuma yra ne žemės pusiaujo plokštumoje.
Pakrantės gyventojams potvynių poveikis yra gyvybiškai svarbus. Pavyzdžiui, Prancūzijoje yra vienas, kurį su žemynu jungia asfaltuotas kelias, nutiestas sąsiaurio dugne. Saloje gyvena daug žmonių, tačiau kol jūros lygis aukštas, šiuo keliu važiuoti jie negali. Šiuo keliu galima važiuoti tik du kartus per dieną. Žmonės važiuoja ir laukia atoslūgio, kai vandens lygis nukris ir kelias taps prieinamas. Žmonės keliauja į pakrantę į darbą ir iš jo, naudodami specialią potvynių lentelę, kuri skelbiama kiekvienai pakrantės gyvenvietei. Jei į šį reiškinį neatsižvelgiama, pakeliui esantis vanduo pėsčiąjį gali užgriūti. Turistai tiesiog ateina ten ir vaikšto pasižiūrėti į jūros dugną, kai nėra vandens. O vietiniai gyventojai kažką iš dugno renka, kartais net maistui, t.y. iš tikrųjų šis poveikis maitina žmones.
Gyvybė iš vandenyno išplaukė atoslūgių ir atoslūgių dėka. Dėl atoslūgio kai kurie pakrančių gyvūnai atsidūrė ant smėlio ir turėjo išmokti kvėpuoti deguonimi tiesiai iš atmosferos. Jei ne Mėnulis, tai gyvenimas, ko gero, taip aktyviai nepasitrauktų iš vandenyno, nes ten gera visais atžvilgiais – termostatuota aplinka, nesvarumas. Bet jei staiga atsitrenkei į krantą, reikėjo kažkaip išgyventi.
Pakrantė, ypač jei ji lygi, atoslūgio metu stipriai apšviesta. Ir kurį laiką žmonės praranda galimybę naudotis savo plaukiojančiu laivu, bejėgiškai gulintys kaip banginiai ant kranto. Tačiau čia yra kažkas naudingo, nes atoslūgio periodą galima panaudoti laivams remontuoti, ypač kai kuriose įlankose: laivai išplaukė, tada vanduo pasitraukė, ir šiuo metu juos galima taisyti.
Pavyzdžiui, rytinėje Kanados pakrantėje yra Fundy įlanka, kurioje, kaip teigiama, yra didžiausi potvyniai pasaulyje: vandens lygio kritimas gali siekti 16 metrų, o tai yra laikoma jūros potvynių Žemėje rekordu. Prie šios nuosavybės jūreiviai prisitaikė: per potvynį laivą išneša į krantą, sutvirtina, o vandeniui išėjus laivas pakimba, jį galima užglaistyti dugnu.
Ilgą laiką žmonės pradėjo stebėti ir reguliariai fiksuoti potvynių momentus ir ypatybes, kad išmoktų nuspėti šį reiškinį. Netrukus išrado potvynių matuoklis- prietaisas, kuriame plūdė juda aukštyn ir žemyn priklausomai nuo jūros lygio, o rodmenys automatiškai nubraižomi ant popieriaus grafiko pavidalu. Beje, nuo pirmųjų stebėjimų iki šių dienų matavimo priemonės beveik nepasikeitė.
Remdamiesi daugybe hidrografinių įrašų, matematikai bando sukurti atoslūgių teoriją. Jei turite ilgalaikį periodinio proceso įrašą, galite jį suskaidyti į elementarias harmonikas - skirtingas sinusoidės amplitudes su keliais periodais. Ir tada, nustatę harmonikų parametrus, išplėskite bendrą kreivę į ateitį ir, remdamiesi tuo, sudarykite potvynių lenteles. Dabar tokios lentelės skelbiamos kiekvienam Žemės uostui, o bet kuris kapitonas, kuris ruošiasi įplaukti į uostą, paima jam lentelę ir žiūri, kada bus pakankamai vandens lygio jo laivui.
Garsiausia istorija, susijusi su nuspėjamaisiais skaičiavimais, įvyko Antrojo pasaulinio karo metais: 1944 metais mūsų sąjungininkai britai ir amerikiečiai ketino atidaryti antrąjį frontą prieš nacistinę Vokietiją, tam reikėjo nusileisti Prancūzijos pakrantėje. Šiaurinė Prancūzijos pakrantė šiuo požiūriu labai nemaloni: pakrantė stačios, 25-30 metrų aukščio, o vandenyno dugnas gana seklus, todėl laivai prie kranto gali priplaukti tik didžiausių potvynių ir atoslūgių momentais. Jei jie užbėgtų ant seklumos, būtų tiesiog šaudomi iš patrankų. Siekiant to išvengti, buvo sukurta speciali mechaninė (elektroninės dar nebuvo) skaičiavimo mašina. Ji atliko Furjė jūros lygio laiko eilučių analizę, naudodama savo greičiu besisukančius būgnus, per kuriuos praėjo metalinis kabelis, kuris susumavo visas Furjė serijos sąlygas, o prie kabelio prijungta plunksna išrašė potvynio grafiką. aukštis, palyginti su laiku. Tai buvo itin slaptas darbas, labai patobulinęs potvynių teoriją, nes buvo galima pakankamai tiksliai numatyti didžiausio potvynio momentą, kurio dėka sunkūs karo laivai plaukė per Lamanšo sąsiaurį ir išlaipino kariuomenę krante. Taigi matematikai ir geofizikai išgelbėjo daugelio žmonių gyvybes.
Kai kurie matematikai bando apibendrinti duomenis planetos masteliu, bandydami sukurti vieningą potvynių teoriją, tačiau skirtingose vietose užfiksuotus įrašus palyginti sunku, nes Žemė labai klysta. Tik nuliniu apytiksliu būdu vienas vandenynas apima visą planetos paviršių, tačiau iš tikrųjų yra žemynai ir keli silpnai sujungti vandenynai, o kiekvienas vandenynas turi savo natūralių virpesių dažnį.
Ankstesnės diskusijos apie jūros lygio svyravimus veikiant Mėnuliui ir Saulei buvo susijusios su atviromis vandenyno erdvėmis, kur potvynių ir atoslūgių pagreitis įvairiose pakrantėse labai skiriasi. O vietiniuose vandens telkiniuose – pavyzdžiui, ežeruose – potvynis gali sukurti pastebimą poveikį?
Atrodytų, neturėtų būti, nes visuose ežero taškuose potvynio pagreitis yra maždaug vienodas, skirtumas nedidelis. Pavyzdžiui, Europos centre yra Ženevos ežeras, jo ilgis tik apie 70 km ir su vandenynais neturintis nieko bendra, tačiau žmonės jau seniai pastebėjo, kad vandens kasdieniai svyravimai yra dideli. Kodėl jie atsiranda?
Taip, potvynio jėga yra labai maža. Tačiau svarbiausia, kad jis būtų reguliarus, t.y. veikia periodiškai. Visi fizikai žino poveikį, kuris, periodiškai veikiant jėgą, kartais sukelia padidėjusią svyravimų amplitudę. Pavyzdžiui, valgomajame pasiimi dubenį sriubos ir. Tai reiškia, kad jūsų žingsnių dažnis rezonuoja su natūraliomis dėkle esančio skysčio vibracijomis. Tai pastebėję staigiai pakeičiame ėjimo tempą – ir sriuba „nusiramina“. Kiekvienas vandens telkinys turi savo pagrindinį rezonansinį dažnį. Ir kuo didesnis rezervuaro dydis, tuo mažesnis jame esančio skysčio natūralių svyravimų dažnis. Taigi prie Ženevos ežero jo paties rezonansinis dažnis pasirodė esąs potvynių ir atoslūgių dažnio kartotinis, o nedidelė potvynių įtaka Ženevos ežerą „užlieja“ taip, kad lygis pakrantėse pasikeičia gana pastebimai. Šios ilgo laikotarpio stovinčios bangos, kylančios uždaruose vandens telkiniuose, vadinamos seiches.
Potvynių energija
Šiais laikais vieną iš alternatyvių energijos šaltinių bandoma susieti su potvynio efektu. Kaip jau sakiau anksčiau, pagrindinis potvynių poveikis nėra tas, kad vanduo kyla ir krinta. Pagrindinis poveikis yra potvynio srovė, kuri per dieną apsuka vandenį aplink visą planetą.
Sekliose vietose šis poveikis yra labai svarbus. Naujosios Zelandijos teritorijoje kapitonai net nerizikuoja lydėti laivų per kai kuriuos sąsiaurius. Burlaiviai ten niekada negalėjo praplaukti, o šiuolaikiniai laivai vargu ar praplaukia, nes dugnas seklus, o potvynių srovės nepaprastai greitos.
Tačiau kai vanduo teka, ši kinetinė energija gali būti panaudota. Ir jau pastatytos elektrinės, kuriose dėl potvynio ir atoslūgių turbinos sukasi pirmyn ir atgal. Jie yra gana darbingi. Pirmoji potvynių jėgainė (TPP) buvo pagaminta Prancūzijoje, ji iki šiol yra didžiausia pasaulyje, jos galia siekia 240 MW. Palyginti su hidroelektrine, žinoma, nėra taip karšta, bet aptarnauja artimiausias kaimo vietoves.
Kuo arčiau ašigalio, tuo mažesnis potvynio bangos greitis, todėl Rusijoje nėra pakrančių su labai galingais potvyniais. Apskritai, turime nedaug išėjimo į jūrą, o Arkties vandenyno pakrantėje potvynių ir atoslūgių energijos naudojimas nėra ypač pelningas, nes potvynis vandenį varo iš rytų į vakarus. Vis dėlto yra vietų, tinkamų PES, pavyzdžiui, Kislaya lūpa.
Faktas yra tas, kad įlankose potvynis visada sukuria didesnį efektą: įbėga banga, veržiasi į įlanką ir ji siaurėja, siaurėja – ir amplitudė didėja. Panašus procesas vyksta taip, lyg būtų spragtelėjus botagą: iš pradžių ilga banga lėtai eina išilgai botago, bet vėliau judesyje dalyvaujančios rykštės dalies masė mažėja, todėl greitis didėja (impulsas mv išlieka!) ir pasiekia viršgarsinį galą iki siaurojo galo, dėl kurio išgirstame spragtelėjimą.
Kurdami eksperimentinę mažos galios Kislogubskaya TPP, energetikai bandė suprasti, kaip efektyviai aplinkinių platumų potvynius galima panaudoti elektros gamybai. Tai neturi ypatingos ekonominės reikšmės. Tačiau dabar yra labai galingos Rusijos TPP (Mezenskaya) projektas - 8 gigavatai. Norint pasiekti šį milžinišką pajėgumą, būtina užtverti didelę įlanką, atskirtą Baltąją jūrą nuo Barenco jūros užtvanka. Tiesa, labai abejotina, ar tai bus daroma tol, kol turėsime naftos ir dujų.
Potvynių praeitis ir ateitis
Beje, iš kur atsiranda potvynių energija? Turbina sukasi, generuojama elektra, o kuris objektas praranda energiją?
Kadangi potvynio energijos šaltinis yra Žemės sukimasis, tai kadangi mes semiamės iš jos, sukimasis turėtų sulėtėti. Atrodytų, Žemė turi vidinių energijos šaltinių (šiluma ateina iš gelmių dėl geocheminių procesų ir radioaktyvių elementų irimo), yra kuo kompensuoti kinetinės energijos praradimą. Taip yra, tačiau energijos srautas, sklindantis vidutiniškai beveik tolygiai visomis kryptimis, vargu ar gali reikšmingai paveikti kampinį impulsą ir pakeisti sukimąsi.
Jei Žemė nesisuktų, potvynių kauburėliai būtų nukreipti tiksliai Mėnulio kryptimi ir priešinga kryptimi. Bet, besisukdamas, Žemės kūnas neša juos į priekį savo sukimosi kryptimi – ir tarp potvynio piko ir submėnulio taško yra nuolatinis 3-4 laipsnių neatitikimas. Prie ko tai veda? Prie jo stipriau traukia kupra, esanti arčiau mėnulio. Ši gravitacija linkusi sulėtinti Žemės sukimąsi. O priešinga kupra yra toliau nuo Mėnulio, ji bando pagreitinti sukimąsi, bet traukiama silpniau, todėl atsirandantis jėgų momentas stabdo Žemės sukimąsi.
Taigi, mūsų planeta nuolat mažina savo sukimosi greitį (nors ir ne visai reguliariai, šuoliais, kas siejama su masių pernešimo vandenynuose ir atmosferoje ypatumais). O kokią įtaką Mėnuliui daro žemės potvyniai? Artimas potvynio iškilimas traukia mėnulį su savimi, tolimas – priešingai – lėtina. Pirmoji jėga yra didesnė, todėl Mėnulis įsibėgėja. Prisiminkite iš ankstesnės paskaitos, kas nutinka palydovui, kuris jėga traukiamas į priekį judant? Didėjant jo energijai, ji tolsta nuo planetos, o kampinis greitis tuo pačiu mažėja, nes didėja jos orbitos spindulys. Beje, Mėnulio apsisukimo aplink Žemę periodo ilgėjimas buvo pastebėtas dar Niutono laikais.
Kalbant apie skaičius, Mėnulis per metus nuo mūsų nutolsta apie 3,5 cm, o Žemės paros trukmė kas šimtą metų pailgėja šimtąją sekundės dalimi. Atrodo, tai nesąmonė, bet atminkite, kad Žemė gyvuoja jau milijardus metų. Nesunku suskaičiuoti, kad dinozaurų laikais per dieną buvo apie 18 valandų (žinoma, dabartinės valandos).
Mėnuliui tolstant potvynio jėgos mažėja. Tačiau jis visada toldavo, o jei pažvelgsime į laiką atgal, pamatysime, kad anksčiau Mėnulis buvo arčiau Žemės, o tai reiškia, kad potvyniai buvo didesni. Pavyzdžiui, galite apskaičiuoti, kad Archeano eroje, prieš 3 milijardus metų, potvyniai buvo vieno kilometro aukščio.
Potvynių reiškiniai kitose planetose
Žinoma, kitų planetų sistemose su palydovais pasitaiko tie patys reiškiniai. Pavyzdžiui, Jupiteris yra labai masyvi planeta su daugybe palydovų. Keturi didžiausi jo palydovai (jie vadinami Galilėjaus, nes juos atrado Galilėjus) yra gana apčiuopiamai paveikti Jupiterio. Artimiausias iš jų, Io, yra visiškai padengtas ugnikalniais, tarp kurių yra daugiau nei penkiasdešimt aktyvių, ir jie išmeta „perteklinę medžiagą“ 250–300 km aukštyn. Šis atradimas buvo gana netikėtas: Žemėje nėra tokių galingų ugnikalnių, o štai nedidelis Mėnulio dydžio kūnas, kuris jau seniai turėjo atvėsti, tačiau užtat švyti šiluma į visas puses. Kur yra šios energijos šaltinis?
Io ugnikalnio aktyvumas nustebino ne visus: likus šešiems mėnesiams iki pirmojo zondo atskridimo į Jupiterį, du amerikiečių geofizikai paskelbė darbą, kuriame apskaičiavo Jupiterio įtaką potvyniams šiam mėnuliui. Jis pasirodė toks didelis, kad gali deformuoti palydovo korpusą. O deformuojantis visada išsiskiria šiluma. Kai paimame šalto plastilino gabalėlį ir pradedame jį glamžyti rankose, po kelių suspaudimų jis tampa minkštas, lankstus. Taip atsitinka ne dėl to, kad ranka ją įkaitino savo šiluma (taip bus, jei suplosite šaltoje ydoje), o dėl deformacijos į ją įdėjo mechaninės energijos, kuri pavirto šiluma.
Bet kodėl žemėje palydovo forma keičiasi veikiant potvyniams iš Jupiterio? Atrodytų, kad judantis apskritimo orbita ir besisukantis sinchroniškai, kaip ir mūsų Mėnulis, kažkada tapo elipsoidu – o tolesniam formos iškraipymui nėra jokios priežasties? Tačiau šalia Io yra ir kitų palydovų; visi jie priverčia jo (Io) orbitą šiek tiek pasislinkti pirmyn ir atgal: arba artėja prie Jupiterio, arba tolsta. Tai reiškia, kad potvynio įtaka arba susilpnėja, arba sustiprėja, o kūno forma nuolat keičiasi. Beje, apie potvynius kietajame Žemės kūne dar nekalbėjau: jų, žinoma, irgi yra, jie nėra tokie aukšti, decimetro dydžio. Jei sėdėsite apie šešias valandas savo vietose, tada potvynių dėka „nueisite“ apie dvidešimt centimetrų Žemės centro atžvilgiu. Šis svyravimas, žinoma, žmogui nepastebimas, tačiau geofiziniai instrumentai jį užregistruoja.
Skirtingai nuo žemės kietojo kūno, Io paviršius kiekvienam orbitos periodui svyruoja daugelio kilometrų amplitudė. Didelis deformacijos energijos kiekis išsklaido šilumos pavidalu ir šildo vidurius. Beje, meteoritų kraterių ant jo nesimato, nes ugnikalniai nuolat išmeta šviežią medžiagą ant viso paviršiaus. Kai tik susidaro smūginis krateris, po šimto metų kaimyninių ugnikalnių išsiveržimo produktai užmiega. Jie dirba nuolat ir labai galingai, prie to pridedami gedimai planetos plutoje, per kurią iš gelmių teka įvairių mineralų, daugiausia sieros, lydalas. Esant aukštai temperatūrai, jis tamsėja, todėl srovė iš kraterio atrodo juoda. O lengvas ugnikalnio kraštas yra atvėsusi medžiaga, kuri krinta aplink ugnikalnį. Mūsų planetoje iš ugnikalnio išsviedžiamą materiją paprastai pristabdo oras ir ji nukrenta arti ventiliacijos angos, suformuodama kūgį, tačiau Io nėra atmosferos, o ji balistine trajektorija skrenda toli į visas puses. Tai bene galingiausias potvynio efektas Saulės sistemoje.
Antrasis Jupiterio mėnulis Europa atrodo kaip mūsų Antarktida, jį dengia ištisinė ledo pluta, šen bei ten įskilusi, nes ir jį kažkas nuolatos deformuoja. Kadangi šis mėnulis yra toliau nuo Jupiterio, potvynių ir atoslūgių efektas čia nėra toks stiprus, bet ir gana pastebimas. Po šia ledo pluta yra skystas vandenynas: nuotraukose matyti iš kai kurių atvirų plyšių trykštantys fontanai. Potvynių jėgų įtakoje, vandenynas verda, o jo paviršiuje plūduriuoja ir susiduria ledo laukai, beveik kaip mes darome Arkties vandenyne ir prie Antarktidos krantų. Išmatuotas Europos vandenyno skysčio elektrinis laidumas rodo, kad tai sūrus vanduo. Kodėl neturėtų būti gyvybės? Būtų pagunda nuleisti įrenginį į vieną iš plyšių ir pažiūrėti, kas ten gyvena.
Tiesą sakant, ne visos planetos suduria galą su galu. Pavyzdžiui, Enceladas, Saturno mėnulis, taip pat turi ledo plutą ir po ja vandenyną. Tačiau skaičiavimai rodo, kad potvynių ir atoslūgių energijos nepakanka, kad ledinis vandenynas išliktų skystas. Žinoma, be potvynių, bet kuris dangaus kūnas turi ir kitų energijos šaltinių – pavyzdžiui, yrančių radioaktyvių elementų (urano, torio, kalio), tačiau mažose planetose jie vargu ar gali atlikti reikšmingą vaidmenį. Tai reiškia, kad mes dar kažko nesuprantame.
Potvynių efektas yra nepaprastai svarbus žvaigždėms. Kodėl – daugiau apie tai kitoje paskaitoje.
Vandenynų ir jūrų paviršiaus lygis keičiasi periodiškai, maždaug du kartus per dieną. Šie svyravimai vadinami atoslūgiais. Potvynių metu vandenyno lygis palaipsniui kyla ir pasiekia aukščiausią padėtį. Atoslūgio metu lygis palaipsniui nukrenta iki žemiausio. Atoslūgio metu vanduo teka į pakrantę, atoslūgio metu – iš pakrantės.
Atoslūgis stovi. Jie susidaro dėl tokių kosminių kūnų, kaip Saulė, įtakos. Pagal kosminių kūnų sąveikos dėsnius mūsų planeta ir Mėnulis vienas kitą traukia. Mėnulio trauka tokia didelė, kad vandenyno paviršius tarsi linksta į jį. Mėnulis juda aplink Žemę, o po jo palei vandenyną „bėga“ potvynio banga. Kai banga pasiekia krantą, artėja potvynis. Praeis šiek tiek laiko, vanduo po Mėnulio pasitrauks nuo kranto – tai atoslūgis. Pagal tuos pačius universalius kosminius dėsnius, atoslūgiai ir tėkmės susidaro iš Saulės traukos. Tačiau Saulės potvynių ir atoslūgių jėga dėl jos atokumo yra daug mažesnė nei Mėnulio, o jei mėnulio nebūtų, potvyniai Žemėje būtų 2,17 karto mažesni. Potvynių jėgų paaiškinimą pirmasis pateikė Niutonas.
Potvyniai skiriasi trukme ir dydžiu. Dažniausiai per dieną būna du potvyniai ir du atoslūgiai. Rytų ir Centrinės Amerikos lankuose ir pakrantėse dieną būna vienas atoslūgis ir vienas atoslūgis.
Potvynių ir atoslūgių dydis yra dar įvairesnis nei jų laikotarpis. Teoriškai vienas mėnulio potvynis yra 0,53 m, saulės - 0,24 m. Taigi didžiausias potvynis turėtų būti 0,77 m aukščio. Atvirame vandenyne ir prie salų potvynis yra gana artimas teoriniam: Havajų salose - 1 m , Šv. Elenos saloje - 1,1 m; salose - 1,7 m.Žemynuose potvynių vertė svyruoja nuo 1,5 iki 2 m.Vidaus jūrose potvyniai yra labai nežymūs: - 13 cm, - 4,8 cm.Laikoma be potvynių, bet aplink Veneciją potvyniai yra iki 1 m. Didžiausius galima pažymėti šiuos potvynius, užfiksuotus:
Fundy įlankoje () potvynis pasiekė 16-17 m aukštį, tai didžiausias potvynių rodiklis visame pasaulyje.
Šiaurėje, Penžinskajos įlankoje, potvynių aukštis siekė 12-14 m. Tai didžiausias potvynis prie Rusijos krantų. Tačiau aukščiau pateikti potvynių tempai yra greičiau išimtis nei taisyklė. Daugumoje potvynių ir atoslūgių matavimo taškų jie yra maži ir retai viršija 2 m.
Potvynių ir atoslūgių reikšmė labai didelė jūrų laivybai ir uostų statybai. Kiekviena potvynio banga neša didžiulį energijos kiekį.
Norint išsiaiškinti pagrindinius klausimus, susijusius su palydovo Mėnulio egzistavimu šalia Žemės, reikia pasakyti keletą žodžių apie potvynių ir atoslūgių reiškinį. Taip pat būtina atsakyti į paskutinį šioje knygoje iškeltą klausimą: iš kur atsirado mėnulis ir kokia jo ateitis? Kas yra potvynis?
Potvynių ir atoslūgių metu atvirų jūrų ir vandenynų pakrantėse vanduo puola krantus. Žemus krantus tiesiogine prasme užlieja didžiulės vandens masės. Didžiulės erdvės padengtos vandeniu. Jūra tarsi kyšo iš krantų ir spaudžia sausumą. Jūros vanduo aiškiai kyla.
Potvynių ir atoslūgių metu (64) giliuose vandenynuose plaukiojantys laivai turi galimybę laisvai įplaukti į santykinai sekliųjų vandenų uostus ir į vandenynus įtekančių upių estuarijas.
Potvynio banga vietomis labai aukšta, siekia dešimt ir daugiau metrų.
Nuo vandens kilimo pradžios praeina maždaug šešios valandos ir potvynis užleidžia vietą atoslūgiui (65), vanduo pradeda pamažu
nuslūgsta, jūra prie kranto tampa sekli, o nemažos pakrantės juostos plotai išsilaisvina nuo vandens. Neseniai šiose vietose plaukiojo garlaiviai, o dabar gyventojai klaidžioja šlapiu smėliu ir žvyru bei renka kriaukles, jūros dumblius ir kitas jūros „dovanas“.
Kas paaiškina šiuos nuolatinius atoslūgius ir atoslūgius? Jie atsiranda dėl traukos, kurią Mėnulis turi Žemėje.
Ne tik Žemė traukia Mėnulį, bet Mėnulis traukia ir Žemę. Žemės gravitacija veikia Mėnulio judėjimą, priversdama Mėnulį judėti lenktu keliu. Tačiau kartu su tuo Žemės trauka šiek tiek keičia Mėnulio formą. Į Žemę atsuktas dalis Žemė traukia stipriau nei kitas dalis. Taigi Mėnulis turėtų būti šiek tiek pailgos formos Žemės atžvilgiu.
Mėnulio trauka taip pat turi įtakos žemės formai. Šone, atsuktoje į Mėnulį, šiuo metu yra šiek tiek patinimų, žemės paviršiaus tempimo (66).
Vandens dalelės, kurios yra judresnės ir turi mažą sanglaudą, yra labiau jautrios šiai mėnulio traukai nei kietos žemės dalelės. Šiuo atžvilgiu labai pastebimas vandens pakilimas vandenynuose.
Jei Žemė, kaip ir Mėnulis, visada būtų atsukta į Mėnulį ta pačia puse, jos forma būtų šiek tiek pailgėjusi Mėnulio kryptimi ir nebūtų kintamų atoslūgių ir atoslūgių. Tačiau Žemė sukasi įvairiomis kryptimis į visus dangaus kūnus, įskaitant Mėnulį (dienos sukimasis). Šiuo atžvilgiu potvynio banga tarsi eina palei Žemę, bėgdama paskui Mėnulį, kuris vandenynų vandenį pakyla aukščiau tose žemės paviršiaus dalyse, kurios šiuo metu yra atsuktos į ją. Atoslūgiai ir atoslūgiai turėtų keistis.
Per dieną Žemė apsisuks vieną kartą aplink savo ašį. Vadinasi, lygiai po dienos tos pačios žemės paviršiaus dalys turėtų būti atsuktos į Mėnulį. Tačiau žinome, kad Mėnulis per dieną sugeba apeiti dalį savo kelio aplink Žemę, judėdamas ta pačia kryptimi, kuria sukasi Žemė. Todėl pailgėja periodas, po kurio tos pačios Žemės dalys bus atsuktos į Mėnulį. Todėl atoslūgių ciklas vyksta ne per parą, o 24 val. 51 min. Per šį laikotarpį Žemėje kaitaliojasi du potvyniai ir du atoslūgiai.
Bet kodėl du, o ne vienas? Tam randame paaiškinimą dar kartą prisiminę visuotinės gravitacijos dėsnį. Pagal šį dėsnį traukos jėga mažėja didėjant atstumui, be to, yra atvirkščiai proporcinga jos kvadratui: atstumas padvigubėja – trauka sumažėja keturis kartus.
Žemės pusėje, tiesiai priešingoje toje pusėje, kuri yra atsukta į Mėnulį, atsitinka taip. Arti Žemės paviršiaus esančias daleles Mėnulis traukia silpniau nei vidinės Žemės dalys. Jie linkę į Mėnulį mažiau nei dalelės arčiau jo. Todėl jūrų paviršius čia tarsi atsilieka nuo kietų vidinių Žemės rutulio dalių, o čia taip pat pasirodo vandens kauburėlis, potvynio aukštis mn, maždaug toks pat, kaip ir priešingoje pusėje. Čia taip pat potvynio banga eina per žemus krantus. Vadinasi, vandenynų krantai bus potvyniai ir atoslūgiai, kai šie krantai bus atsukti į Mėnulį, ir kai Mėnulis bus priešinga kryptimi. Taigi, per visą Žemės apsisukimą aplink savo ašį Žemėje būtinai turi būti du potvyniai ir du atoslūgiai.
Žinoma, potvyniui įtakos turi ir saulės gravitacija. Tačiau nors Saulė yra milžiniško dydžio, ji yra daug toliau nuo Žemės nei Mėnulis. Jo įtaka potvyniams yra perpus mažesnė nei Mėnulio (tai tik 5/11 arba 0,45 Mėnulio įtakos).
Kiekvieno potvynio dydis taip pat priklauso nuo aukščio, kuriame tam tikru metu yra mėnulis. Šiuo atveju visiškai abejinga, kokią Mėnulio fazę šiuo metu turi ir ar ji matoma danguje. Mėnulis gali likti šiuo momentu visai nematomas, tai yra būti ta pačia kryptimi kaip saulė, ir atvirkščiai. Tik pirmuoju atveju potvynis apskritai bus stipresnis nei įprastai, nes prie Mėnulio traukos pridedama ir Saulės trauka.
Skaičiavimas rodo, kad Mėnulio potvynių ir atoslūgių jėga yra tik viena devynių milijonų dalis Žemės gravitacijos jėgos, tai yra jėgos, kuria Žemė traukiama prie savęs. Žinoma, ši Mėnulio trauka yra nereikšminga. Vandens pakilimas keliais metrais taip pat nežymus, lyginant su Žemės rutulio skersmeniu pusiauju, lygiu 12 756 776 m. Tačiau potvynio banga, net ir tokia nedidelė, Žemės gyventojams, kaip žinome, yra labai juntama. , esantis prie vandenynų krantų.
