Okyanustaki Gelgitlerin Sebebi Nedir?

Tarih öncesi zamanlardan beri, insanlar sezgisel olarak ayın ve gelgitlerin bağlantılı olduğunu biliyorlardı, ancak bunun nedenini açıklamak için Isaac Newton gibi bir deha gerekti.

Yıldızların doğumuna ve ölümüne ve galaksilerin oluşumuna neden olan o gizemli temel kuvvet olan yerçekiminin öncelikle sorumlu olduğu ortaya çıktı. Güneş ayrıca dünya üzerinde yerçekimi kuvveti uygular ve okyanus gelgitlerine katkıda bulunur. Birlikte, güneşin ve ayın yerçekimi etkileri, meydana gelen gelgit türlerini belirlemeye yardımcı olur.

Gelgitlerin bir numaralı nedeni yerçekimi olsa da, dünyanın kendi hareketleri bir rol oynuyor. Dünya kendi ekseni etrafında döner ve bu dönme, suyun dönen bir sprinkler başlığından püskürmesine benzer şekilde, tüm suyu yüzeyden itmeye çalışan bir merkezkaç kuvveti yaratır. Dünyanın kendi yerçekimi, suyun uzaya uçmasını engeller.

Bu merkezkaç kuvveti, yüksek gelgitler oluşturmak için ayın ve güneşin yerçekimi kuvveti ile etkileşime girer. ve düşük gelgitler ve dünyadaki birçok yerin her gün iki yüksek gelgit yaşamasının ana nedeni budur.

Göre Newton'un Yerçekimi YasasıEvrendeki herhangi iki cisim arasındaki çekim kuvveti, her bir cismin kütlesi ile doğru orantılıdır (m₁ ve m₂) ve uzaklığın karesiyle ters orantılıdır (d) onların arasında. Matematiksel ilişki aşağıdaki gibidir:

F = Gm₁m₂/ gün²

nerede G evrensel yerçekimi sabitidir.

Bu yasa, kuvvetin göreceli kütlelerden çok uzaklığa bağlı olduğunu ortaya koymaktadır. Güneş, aydan çok daha büyük - yaklaşık 27 milyon kat daha büyük - ama aynı zamanda 400 kat daha uzakta. Dünyaya uyguladıkları yerçekimi kuvvetlerini karşılaştırdığınızda, ayın güneşten yaklaşık iki kat daha fazla çektiği ortaya çıkıyor.

Güneşin gelgitler üzerindeki etkisi ayın etkisinden daha az olabilir, ancak ihmal edilebilir olmaktan çok uzaktır. Yeni ay ve dolunay sırasında güneş, dünya ve ay aynı hizaya geldiğinde en belirgindir. Dolunayda, güneş ve ay dünyanın karşıt taraflarındadır ve ikinci yüksek gelgit biraz daha yüksek olmasına rağmen günün en yüksek gelgiti normal kadar yüksek değildir.

Yeni ayda, güneş ve ay dünyanın aynı tarafında sıralanır ve yerçekimi kuvvetleri birbirini güçlendirir. Alışılmadık derecede yüksek gelgit olarak bilinir Bahar Dönemi.

Dünyanın kendi ekseni etrafında dönmesinin neden olduğu merkezkaç kuvveti, ayın yerçekiminden bir destek alır ve bunun nedeni, dünyanın ve ayın birbirinin etrafında dönmesidir.

Dünya, Ay'dan o kadar büyük ki, sanki sadece ay hareket ediyormuş gibi görünüyor, ama aslında her iki cisim de ortak bir noktanın etrafında dönüyor. barycenter, Bu, Dünya yüzeyinin 1.068 (1.719 km) mil altında. Bu, çok kısa bir ipte dönen bir topun deneyimleyeceği kadar ek bir merkezkaç kuvveti yaratır.

Bu merkezkaç kuvvetlerinin net etkisi, dünya okyanuslarında kalıcı bir şişkinlik yaratmaktır. Ay olmasaydı, şişkinlik asla değişmezdi ve gelgit olmazdı. Ama bir ay var ve yerçekimi rastgele bir noktada şişkinliği nasıl etkiliyor? bir dönen dünyada:

• Gece yarısı: Nokta bir Ay'a dönüktür ve ayın yerçekimi kuvveti ile merkezkaç şişkinliğinin birleşimi yüksek gelgiti oluşturmak için birleşir.

• 06:00 ve 18:00: Nokta bir dünya ile ay arasındaki çizgiye diktir. Yerçekimi kuvvetinin normal bileşeni, merkezkaç şişkinliğine karşı koyar ve onu içeri çeker. Nokta bir düşük gelgit yaşar.

• Öğle vakti: Nokta bir dünyanın aydan zıt tarafındadır. Ayın yerçekimi daha zayıf çünkü nokta bir şimdi bir dünya çapı uzaklıkta, yani neredeyse 8.000 mil (12.875 km). Yerçekimi kuvveti, merkezkaç şişkinliği nötralize edecek kadar güçlü değil ve bir gece yarısı meydana gelen ilkinden daha küçük olan ikinci bir yüksek gelgit yaşar.

Ay gökyüzünde günde ortalama 13.2 derece hızla hareket eder, bu yaklaşık 50 dakikaya tekabül eder, bu nedenle ertesi gün ilk yüksek gelgit gece yarısı değil, saat 12:50'de gerçekleşir. Bu şekilde, yüksek gelgitlerin zamanlaması noktasında bir ayın hareketini takip eder.

Güneşin gelgitler üzerinde Ay'ınkine benzer bir etkisi vardır ve onun yarısı kadar güçlü olsa da, deniz gelgitlerini tahmin eden herkes bunu hesaba katmalıdır.

Gelgit üzerindeki yerçekimi etkilerini gezegeni çevreleyen uzamış baloncuklar olarak görselleştirirseniz, ayın balonu güneşinkinden iki kat daha uzun olacaktır. Güneş'in balonu dünyanın güneş etrafındaki hareketini takip ederken, ayın gezegeni yörüngesinde döndüğü hızda dünyanın etrafında döner.

Bu baloncuklar araya giren dalgalar gibi etkileşir, bazen birbirini güçlendirir, bazen de birbirini iptal eder.

Gelgit balonu bir idealleştirmedir, çünkü dünya tamamen suyla kaplı değildir. Suyu deyim yerindeyse havzalara hapseden kara kütleleri vardır. Bir bardak suyu öne arkaya eğerek anlayabileceğiniz gibi, bir kaptaki su, sınırlarla sınırlandırılmamış sudan farklı davranır.

Su bardağını bir yöne hareket ettirin ve tüm su bir tarafa akar, sonra diğer tarafa hareket ettirin ve su geri aksın. Üç ana okyanus havzasındaki (Atlantik, Pasifik ve Hint okyanusları) ve daha küçük olan tüm okyanuslardaki okyanus suyu, dünyanın eksenel dönüşü nedeniyle aynı şekilde davranır.

Hareket bu kadar basit değil çünkü rüzgarlara, su derinliğine, kıyı şeridi topografyasına ve Coriolis kuvvetine de bağlı. Dünya üzerindeki bazı kıyı şeritleri, özellikle Atlantik kıyısındakiler günde iki yüksek gelgit yaşarken, Pasifik kıyısındaki birçok yer gibi diğerlerinde yalnızca bir gelgit vardır.

Gelgitlerin düzenli gelgitleri gezegenin kıyıları üzerinde derin bir etkiye sahiptir, onları sürekli olarak aşındırır ve özelliklerini değiştirir. Tortu, geri çekilen gelgitte denize taşınır ve gelgit geri geldiğinde farklı bir yerde yeniden biriktirilir.

Gelgit bölgelerindeki deniz bitkileri ve hayvanları, bu düzenli harekete uyum sağlamak ve bundan yararlanmak için gelişti ve çağlar boyunca balıkçılar faaliyetlerini buna uymak için zamanlamak zorunda kaldılar.

Gelgitlerin hareketi, elektriğe dönüştürülebilen muazzam miktarda enerji üretir. Bunu yapmanın bir yolu, bir türbini çalıştırmak için havayı sıkıştırmak için suyun hareketini kullanan bir barajdır.

Diğer bir yol ise türbinleri doğrudan gelgit bölgesine kurmaktır, böylece geri çekilen ve ilerleyen su onları döndürebilir, tıpkı rüzgarın hava türbinlerini döndürmesi gibi. Su havadan çok daha yoğun olduğu için bir gelgit türbini, bir rüzgar türbininden önemli ölçüde daha fazla enerji üretebilir.