Περιεχόμενο
- Η Σελήνη επηρεάζει τις παλίρροιες περισσότερο από τον Ήλιο
- Η βαρύτητα των Σελήνων σε συνδυασμό με την Φυγοκεντρική Δύναμη
- Η επίδραση του ήλιου στην παλίρροια του ωκεανού
- Η δομή της Γης επηρεάζει επίσης την παλίρροια του ωκεανού
- Οι επιδράσεις των παλίρροιων
Από τους προϊστορικούς χρόνους, οι άνθρωποι έχουν διαισθητικά γνωστό ότι το φεγγάρι και οι παλίρροιες συνδέονται, αλλά χρειάστηκε μια ιδιοφυΐα όπως ο Isaac Newton για να εξηγήσει τον λόγο.
Αποδεικνύεται ότι η βαρύτητα, αυτή η μυστηριώδης θεμελιώδης δύναμη που προκαλεί τη γέννηση και το θάνατο των αστεριών και το σχηματισμό γαλαξιών, είναι κυρίως υπεύθυνη. Ο ήλιος ασκεί επίσης μια βαρυτική έλξη στη γη και συμβάλλει στην παλίρροια των ωκεανών. Μαζί, οι βαρυτικές επιδράσεις του ήλιου και του φεγγαριού συμβάλλουν στον προσδιορισμό των τύπων παλίρροιας που συμβαίνουν.
Ενώ η βαρύτητα είναι η πρώτη αιτία της παλίρροιας, οι ίδιες οι κινήσεις της γης παίζουν ρόλο. Η γη περιστρέφεται στον άξονά της και αυτή η περιστροφή δημιουργεί μια φυγόκεντρη δύναμη που προσπαθεί να σπρώξει όλο το νερό από την επιφάνεια, όσο το νερό ψεκάζει μακριά από μια κεφαλή καταιωνιστήρων. Η βαρύτητα της γης εμποδίζει το νερό να πετάει στο διάστημα.
Αυτή η φυγόκεντρη δύναμη αλληλεπιδρά με την βαρυτική έλξη του φεγγαριού και του ήλιου για να δημιουργήσει μεγάλες παλίρροιες και χαμηλές παλίρροιες και ο κύριος λόγος για τον οποίο πολλά μέρη της Γης αντιμετωπίζουν δύο μεγάλες παλίρροιες κάθε μέρα.
Η Σελήνη επηρεάζει τις παλίρροιες περισσότερο από τον Ήλιο
Σύμφωνα με Νιούτον Νόμος της Βαρύτητας, η βαρυτική δύναμη μεταξύ οποιωνδήποτε δύο σωμάτων του σύμπαντος είναι άμεσα ανάλογη με τη μάζα κάθε σώματος (Μ1 και Μ2) και αντιστρόφως ανάλογο προς το τετράγωνο της απόστασης (ρε) μεταξυ τους. Η μαθηματική σχέση έχει ως εξής:
F = Gm1Μ2/ d2
που σολ είναι η γενική σταθερά βαρύτητας.
Αυτός ο νόμος αποκαλύπτει ότι η δύναμη εξαρτάται περισσότερο από την απόσταση από ότι στις σχετικές μάζες. Ο ήλιος είναι πολύ πιο μαζικός από το φεγγάρι - περίπου 27 εκατομμύρια φορές μαζικός - αλλά και 400 φορές πιο μακριά. Όταν συγκρίνετε τις βαρυτικές δυνάμεις που ασκούν στη γη, αποδεικνύεται ότι το φεγγάρι τραβά περίπου δύο φορές πιο σκληρά από τον ήλιο.
Οι επιδράσεις του ήλιου στις παλίρροιες μπορεί να είναι λιγότερες από αυτές του φεγγαριού, αλλά δεν είναι καθόλου αμελητέες. Το πιο φανερό όταν ο ήλιος, η γη και η σελήνη παρατάσσονται κατά τη διάρκεια της νέας σελήνης και της πανσέληνος. Σε πλήρη σελήνη, ο ήλιος και το φεγγάρι βρίσκονται στις αντίθετες πλευρές της γης και η υψηλότερη παλίρροια της ημέρας δεν είναι τόσο υψηλή όσο η κανονική, αν και η δεύτερη μεγάλη ροή είναι λίγο μεγαλύτερη.
Στη νέα σελήνη, ο ήλιος και το φεγγάρι παρατάσσονται στην ίδια πλευρά της γης και τα βαρυτικά τους τραχιά ενισχύονται μεταξύ τους. Η ασυνήθιστα υψηλή παλίρροια είναι γνωστή ως εαρινή παλίρροια.
Η βαρύτητα των Σελήνων σε συνδυασμό με την Φυγοκεντρική Δύναμη
Η φυγόκεντρη δύναμη που προκαλείται από την περιστροφή της γης στον άξονά της παίρνει μια ώθηση από τη βαρύτητα των φεγγαριών, και αυτό γιατί η γη και το φεγγάρι περιστρέφονται ο ένας γύρω από τον άλλο.
Η γη είναι τόσο πιο μαζική από το φεγγάρι που φαίνεται ότι μόνο το φεγγάρι κινείται, αλλά στην πραγματικότητα και τα δύο σώματα περιστρέφονται γύρω από ένα κοινό σημείο που ονομάζεται βαρυκεντρικό, που είναι 1.068 (1.719 χλμ.) μίλια κάτω από την επιφάνεια της Γης. Αυτό δημιουργεί μια πρόσθετη φυγόκεντρη δύναμη, όπως μια μπάλα που περιστρέφεται σε μια πολύ σύντομη χορδή θα βιώσει.
Το καθαρό αποτέλεσμα αυτών των φυγόκεντρων δυνάμεων είναι να δημιουργηθεί μια μόνιμη διόγκωση στους ωκεανούς της γης. Εάν δεν υπήρχε φεγγάρι, η διόγκωση δεν θα άλλαζε ποτέ και δεν θα υπήρχαν παλίρροιες. Αλλά υπάρχει ένα φεγγάρι, και εδώ είναι πώς η βαρύτητα του επηρεάζει την διόγκωση σε ένα τυχαίο σημείο ΕΝΑ στην περιστρεφόμενη γη:
Το φεγγάρι μετακινείται στον ουρανό με μέσο ρυθμό 13,2 μοίρες την ημέρα, που αντιστοιχεί σε περίπου 50 λεπτά, οπότε η πρώτη μεγάλη παλίρροια την επόμενη ημέρα εμφανίζεται στις 12:50 π.μ., όχι τα μεσάνυχτα. Με αυτό τον τρόπο, ο χρόνος των υψηλών παλίρροιων στο σημείο ΕΝΑ ακολουθεί την κίνηση του φεγγαριού.
Η επίδραση του ήλιου στην παλίρροια του ωκεανού
Ο ήλιος έχει αντίκτυπο στις παλίρροιες ανάλογες με εκείνες του φεγγαριού, και παρόλο που το ήμισυ του είναι τόσο ισχυρό, όποιος προβλέπει τις παλίρροιες πρέπει να το λάβει υπόψη.
Εάν εμφανίσετε τις βαρυτικές επιδράσεις στις παλίρροιες ως επιμήκεις φυσαλίδες που περιβάλλουν τον πλανήτη, η φούσκα των φεγγαριών θα είναι διπλάσια από εκείνη του ήλιου. Περιστρέφεται γύρω από τη γη με την ίδια ταχύτητα όπως η σελήνη περιστρέφεται γύρω από τον πλανήτη, ενώ η φούσκα του ήλιου ακολουθεί την κίνηση της γης γύρω από τον ήλιο.
Αυτές οι φυσαλίδες αλληλεπιδρούν όπως παρεμβατικά κύματα, μερικές φορές ενισχύοντας το ένα το άλλο και μερικές φορές ακυρώνοντας το ένα το άλλο.
Η δομή της Γης επηρεάζει επίσης την παλίρροια του ωκεανού
Η παλιρροϊκή φούσκα είναι μια εξιδανίκευση, επειδή η γη δεν καλύπτεται εντελώς από το νερό. Έχει τις μάζες της γης που περιορίζουν το νερό σε λεκάνες, έτσι να το πω. Όπως μπορείτε να διαπιστώσετε ανατρέποντας ένα φλιτζάνι νερό εμπρός και πίσω, το νερό σε ένα δοχείο συμπεριφέρεται διαφορετικά από το νερό το οποίο δεν είναι οριοθετημένο από τα σύνορα.
Μετακινήστε το φλιτζάνι του νερού με έναν τρόπο και όλο το νερό ρίχνει στη μία πλευρά, στη συνέχεια, μετακινήστε το με άλλο τρόπο και το νερό χύνεται πίσω. Το ωκεάνιο νερό στις τρεις κύριες λεκάνες των ωκεανών - στον Ατλαντικό, τον Ειρηνικό και τους Ινδούς ωκεανούς - καθώς και σε όλες τις μικρότερες, συμπεριφέρεται με τον ίδιο τρόπο εξαιτίας της αξονικής περιστροφής της γης.
Η κίνηση δεν είναι τόσο απλή όσο αυτή, γιατί επίσης υπόκειται σε ανέμους, βάθος νερού, τοπογραφία ακτών και η δύναμη Coriolis. Ορισμένες ακτές στη Γη, ιδιαίτερα εκείνες της ατλαντικής ακτής, έχουν δύο μεγάλες παλίρροιες την ημέρα, ενώ άλλες, όπως πολλά μέρη στην ακτή του Ειρηνικού, έχουν μόνο μία.
Οι επιδράσεις των παλίρροιων
Η τακτική απόρριψη και η ροή των παλιρροιών έχουν βαθιά επίδραση στις ακτές του πλανήτη, συνεχώς τους διαβρώνουν και αλλάζουν τα χαρακτηριστικά τους. Τα ιζήματα μεταφέρονται στην παλίρροια προς τη θάλασσα και εναποτίθενται ξανά σε διαφορετικό μέρος όταν επανέλθει η παλίρροια.
Τα θαλάσσια φυτά και τα ζώα στις παλιρροιακές περιοχές εξελίχθηκαν για να προσαρμοστούν και να επωφεληθούν από αυτό το τακτικό κίνημα και οι αλιείς σε όλες τις ηλικίες χρειάστηκαν χρόνο για να συμμορφωθούν με τις δραστηριότητές τους.
Η κίνηση των παλιρροιών παράγει μια τεράστια ποσότητα ενέργειας που μπορεί να μετατραπεί σε ηλεκτρική ενέργεια. Ένας τρόπος για να γίνει αυτό είναι με ένα φράγμα που χρησιμοποιεί την κίνηση του νερού για να συμπιέσει τον αέρα για να οδηγήσει έναν στρόβιλο.
Ένας άλλος τρόπος είναι να εγκατασταθούν οι στρόβιλοι απευθείας στην παλιρροιακή ζώνη έτσι ώστε το νερό που υποχωρεί και προχωράει να τα περιστρέψει, όπως και οι ανεμογεννήτριες που στρέφουν τον αέρα. Επειδή το νερό είναι τόσο πυκνότερο από τον αέρα, ένας παλιρροϊκός στρόβιλος μπορεί να παράγει σημαντικά περισσότερη ενέργεια από μια ανεμογεννήτρια.