المحتوى
- القمر يؤثر على المد والجزر أكثر من الشمس
- جاذبية القمر في تركيبة مع قوة الطرد المركزي
- تأثير صنز على المد والجزر في المحيط
- هيكل الأرض يؤثر أيضا المد المحيطات
- آثار المد والجزر
منذ عصور ما قبل التاريخ ، عرف الناس حدسيًا أن القمر والمد والجزر مرتبطان ، لكن الأمر استغرق عبقريًا مثل إسحاق نيوتن لشرح السبب.
اتضح أن الجاذبية ، تلك القوة الأساسية الغامضة التي تسبب ولادة وموت النجوم وتشكيل المجرات ، هي المسؤولة في المقام الأول. تمارس الشمس أيضا جاذبية على الأرض ، وتسهم في المد والجزر في المحيط. تساعد التأثيرات الجاذبية للشمس والقمر معًا في تحديد أنواع المد والجزر التي تحدث.
في حين أن الجاذبية هي السبب الأول للمد والجزر ، فإن حركات الأرض تلعب دوراً في ذلك. تدور الأرض حول محورها ، وهذا الغزل يخلق قوة طرد مركزي تحاول دفع كل الماء بعيدًا عن السطح ، تمامًا مثل رش الماء بعيدًا عن رأس رشاش الغزل. تمنع الجاذبية الأرضية الخاصة الماء من الطيران إلى الفضاء.
تتفاعل هذه القوة الطاردة المركزية مع السحب الثقيل للقمر والشمس لخلق المد والجزر وارتفاع المد والجزر ، والسبب الرئيسي هو أن العديد من الأماكن على وجه الأرض تجربة اثنين من المد والجزر كل يوم.
القمر يؤثر على المد والجزر أكثر من الشمس
بالنسبة الى نيوتن قانون الجاذبية، قوة الجاذبية بين أي جسمين في الكون تتناسب طرديا مع كتلة كل جسم (م1 و م2) ويتناسب عكسيا مع مربع المسافة (د) بينهم. العلاقة الرياضية هي كما يلي:
F = جم1م2/ د2
أين G هو ثابت الجاذبية العالمي.
يكشف هذا القانون أن القوة تعتمد على المسافة أكثر مما تعتمد على الجماهير النسبية. الشمس أكبر بكثير من القمر - حوالي 27 مليون مرة ضخمة - ولكن أيضا 400 مرة أبعد. عندما تقارن قوى الجاذبية التي تمارسها على الأرض ، يتبين أن القمر يسحب حوالي ضعف قوة الشمس.
قد يكون تأثير الشمس على المد والجزر أقل من تأثير القمر ، ولكن تأثيره ضئيل للغاية. الأكثر وضوحا عندما تصطف الشمس والأرض والقمر خلال القمر الجديد والقمر الكامل. عند اكتمال القمر ، تكون الشمس والقمر على جانبي الأرض ، وأعلى المد اليوم ليس مرتفعًا كالمعتاد ، على الرغم من أن المد العالي الثاني أعلى قليلاً.
عند القمر الجديد ، تصطف الشمس والقمر على نفس الجانب من الأرض ويعزز تأثيرهما الجاذبي بعضهما البعض. المد العالي بشكل غير عادي هو المعروف باسم المد الربيعي.
جاذبية القمر في تركيبة مع قوة الطرد المركزي
تحصل قوة الطرد المركزي الناتجة عن دوران الأرض على محورها على دفعة قوية من جاذبية الأقمار ، وهذا لأن الأرض والقمر يدوران حول بعضهما البعض.
الأرض أكبر بكثير من القمر لدرجة أنه يبدو أن القمر فقط يتحرك ، ولكن في الواقع كلا الجسمين يدوران حول نقطة مشتركة تسمى مرجح، وهو 1،68 (1،719 كم) ميل تحت سطح الأرض. هذا يخلق قوة إضافية للطرد المركزي ، مثل تجربة كرة تدور حول سلسلة قصيرة للغاية.
التأثير الصافي لهذه القوى الطاردة المركزية هو خلق انتفاخ دائم في محيطات الأرض. إذا لم يكن هناك قمر ، فلن يتغير الانتفاخ أبدًا ، ولن يكون هناك مد وجزر. لكن هناك قمرًا ، ويظهر كيف يؤثر جاذبيته على الانتفاخ عند نقطة عشوائية أ على الأرض الغزل:
يتحرك القمر في السماء بمعدل 13.2 درجة في اليوم ، وهو ما يعادل حوالي 50 دقيقة ، لذلك يحدث أول ارتفاع في اليوم التالي في الساعة 12:50 صباحًا ، وليس في منتصف الليل. بهذه الطريقة ، توقيت المد العالي عند نقطة أ يتبع حركة القمر.
تأثير صنز على المد والجزر في المحيط
للشمس تأثير على المد والجزر التي تشبه تلك الموجودة في القمر ، وعلى الرغم من أن نصفها قوي ، فإن أي شخص يتوقع المد والجزر البحرية يجب أن يأخذها في الاعتبار.
إذا قمت بتصور التأثيرات الجاذبية على المد والجزر على شكل فقاعات ممدودة تحيط بالكوكب ، فستكون فقاعة الأقمار مستطيلة بقدر ضعف شكل الشمس. يدور حول الأرض بنفس السرعة التي يدور بها القمر حول الكوكب بينما تتبع فقاعة الشمس حركة الأرض حول الشمس.
تتفاعل هذه الفقاعات مثل الأمواج المتداخلة ، وأحيانًا تضخيم بعضها البعض وتلغي بعضها بعضًا.
هيكل الأرض يؤثر أيضا المد المحيطات
فقاعة المد والجزر مثالية ، لأن الأرض ليست مغطاة بالكامل بالماء. لها كتل برية تحصر الماء في أحواض ، إذا جاز التعبير. كما يمكنك أن تقول عن طريق إمالة كوب من الماء ذهابًا وإيابًا ، فإن الماء في وعاء يتصرف بشكل مختلف عن الماء غير المقيد بالحدود.
حرك كوب الماء في اتجاه واحد ، وكل المياه تتدفق إلى جانب واحد ، ثم حركها في اتجاه آخر ، ثم ارتد الماء للخلف. تتصرف مياه المحيطات في أحواض المحيط الرئيسية الثلاثة - المحيط الأطلسي والمحيط الهادئ والهند - وكذلك في جميع الأحواض الأصغر ، بنفس الطريقة بسبب الدوران المحوري للأرض.
الحركة ليست بهذه البساطة ، لأنها تخضع أيضًا للرياح وعمق الماء وتضاريس الساحل وقوة كوريوليس. بعض خطوط السواحل على الأرض ، وخاصة تلك الموجودة على ساحل المحيط الأطلسي ، بها مدان مرتفعان في اليوم ، بينما يوجد في بعضها الآخر ، مثل العديد من الأماكن على ساحل المحيط الهادئ ، خط واحد.
آثار المد والجزر
إن انحسار المد والجزر بانتظام له تأثير عميق على سواحل الكوكب ، مما يؤدي إلى تآكلها باستمرار وتغيير معالمها. تتم الرواسب على المد المتراجع إلى البحر وترسب من جديد في مكان مختلف عندما يعود المد.
تطورت النباتات والحيوانات البحرية في مناطق المد والجزر لتتكيف مع هذه الحركة المنتظمة وتستفيد منها ، وكان على الصيادين على مر العصور أن يضطلعوا بأنشطتهم لتتوافق معها.
تولد حركة المد والجزر كمية هائلة من الطاقة التي يمكن تحويلها إلى كهرباء. طريقة واحدة للقيام بذلك هي مع سد يستخدم حركة الماء لضغط الهواء لقيادة التوربينات.
هناك طريقة أخرى تتمثل في إعداد التوربينات مباشرة في منطقة المد والجزر بحيث تدور المياه المتراجعة والمتقدمة ، تمامًا مثل الرياح التي تدور عنفات الهواء. نظرًا لأن الماء أكثر كثافة من الهواء ، يمكن لتوربينات المد والجزر توليد طاقة أكثر بكثير من توربينات الرياح.