» » » » » » » Maree lunare

Maree lunare

postat în: Gravitația 0

Maree (Schema porțiunii lunare a mareelor ​​Pământului, cu maree mari în punctele sublunare și antipodale pentru cazul ipotetic al unui ocean de adâncime constantă fără pământ. Ar trebui să existe și ridicături mai mici, suprapuse pe laturile îndreptate către și departe de soare.)

Atracția gravitațională reciprocă pe care o au masele scade invers cu pătratul distanței dintre aceste mase. Rezultă o atracție puțin mai mare a Lunii pentru partea Pământului cea mai apropiată de Lună, comparativ cu partea opusă Lunii, rezultând forțe de maree. Forțele de maree afectează atât crusta cât și oceanele Pământului.

Efectul cel mai evident al forțelor de maree este de a provoca două ridicături în oceanele Pământului, una pe partea orientată spre Lună și cealaltă pe partea opusă. Acest lucru are ca rezultat nivele ridicate ale mării numite maree oceanice. Pe măsură ce Pământul se învârte pe axa sa, una dintre ridicăturile oceanice (mareea înaltă) se găsește „sub” Lună, în timp ce o altă maree este opusă Lunii. Ca urmare, există două maree înalte și două maree joase în aproximativ 24 de ore. Deoarece Luna orbitează Pământul în aceeași direcție a rotației Pământului, mareele înalte apar aproximativ la fiecare 12 ore și 25 de minute; cele 25 de minute se datorează timpului Lunii de a orbita Pământul. Soarele are același efect de maree asupra Pământului, dar forțele sale de atracție sunt doar 40% din forțele Lunii; interacțiunea dintre Soare și Lună este responsabilă de mareea puternică și mareea slabă. Dacă Pământul ar fi o lume a apei (fără continente), ar produce o maree de numai un metru, iar acea maree ar fi foarte previzibilă, dar mareele oceanelor sunt puternic modificate prin alte efecte: cuplarea fricțională a apei cu rotația Pământului prin fundul oceanic, inerția mișcării apei, bazinele oceanice care se dezvoltă mai aproape de pământ, mișcarea neregulată a apei dintre diferitele bazine oceanice. Drept urmare, momentul mareelor ​​în majoritatea punctelor de pe Pământ este un produs al observațiilor care sunt explicate, incidental, de teorie.

În timp ce gravitația provoacă accelerarea și mișcarea oceanelor fluide ale Pământului, cuplarea gravitațională între corpul solid al Lunii și Pământ este în mare parte elastic și plastic. Rezultatul este un efect de maree al Lunii asupra Pământului, care provoacă o ridicătură a porțiunii solide a Pământului apropiată de Lună, care acționează ca un cuplu în opoziție cu rotația Pământului. Aceasta „scurge”momentul unghiular și energia cinetică rotativă din rotația Pământului, încetinind rotația Pământului. Momentul unghiular, pierdut de pe Pământ, este transferat pe Lună într-un proces (in mod confuz, cunoscut sub numele de accelerație de maree), care ridică Luna pe o orbită mai mare și are ca rezultat viteza orbitală mai mică a Pământului. Astfel, distanța dintre Pământ și Lună crește, iar rotația Pământului încetinește ca reacție. Măsurătorile efectuate de la reflectoarele laser lăsate în timpul misiunilor Apollo (experimente lunare) au descoperit că distanța Lunii crește cu 38 mm pe an (aproximativ rata la care cresc unghiile umane). Ceasurile atomice arată, de asemenea, că Ziua Pământului se prelungește cu aproximativ 15 microsecunde în fiecare an, crescând încet rata la care UTC este ajustat cu secundele intercalate. Lăsate să își continuie cursul, acest fenomen al mareelor va continua până când rotația Pământului și perioada orbitală a Lunii s-ar egaliza, creând un blocaj mareic reciproc între cele două. Ca rezultat, Luna ar rămâne suspendată pe cer peste un meridian, așa cum se întâmplă deja în cazul lui Pluto și al lunii sale Charon. Dar până atunci, Soarele va deveni deja un gigant roșu care va înghiți sistemul Pământ-Lună cu mult înainte de acest eveniment.

Într-o manieră similară, suprafața lunară înregistrează valori de aproximativ 10 cm amplitudine la fiecare 27 de zile, cu două componente: una fixă ​​datorită Pământului, deoarece acestea sunt în rotație sincronă,și o componentă variabilă de la Soare. Componenta indusă de Pământ provine din librație, rezultatul excentricității orbitale a Lunii (dacă orbita Lunii ar fi perfect circulară, ar fi doar maree solare). Librația schimbă, de asemenea, unghiul de la care se vede Luna, permițând ca o suprafață totală de aproximativ 59% din suprafața sa să fie văzută de pe Pământ în timp. Efectele cumulative ale efortului rezultat din aceste forțe mareice produce cutremure lunare. Cutremurele lunare sunt mult mai puțin frecvente și mai slabe decât cutremurele pe Pământ, deși pot dura până la o oră – un timp semnificativ mai mare decât cutremurele terestre – din cauza lipsei de apă pentru a atenua vibrațiile seismice. Existența cutremurelor lunare a fost o descoperire neașteptată a seismometrelor plasate pe Lună de către astronauții Apollo din 1969 până în 1972.

Componenta principală lunară semi-diurnă

În cele mai multe locații, cel mai mare element constitutiv este „principalul lunar semi-diurn”, cunoscut și sub denumirea de constituent de maree M2. Perioada sa este de aproximativ 12 ore și 25,2 minute, exact o jumătate de zi lunară mareică, ceea ce înseamnă timpul mediu care separă un zenit lunar de celălalt și astfel este timpul necesar ca Pământul să se rotească o dată în raport cu luna. Ceasurile mareice simple urmăresc această componentă. Ziua lunară este mai lungă decât ziua Pământului, deoarece Luna orbitează în aceeași direcție pe care se învârte Pământul. Acest lucru este similar cu minutarul pe un ceas care trece peste orar la 12:00 și apoi din nou la aproximativ 1: 05½ (nu la 1:00).

Luna orbitează Pământul în aceeași direcție în care Pământul se rotește pe axa sa, deci durează puțin mai mult de o zi – aproximativ 24 de ore și 50 de minute – pentru ca Luna să se revină în aceeași locație pe cer. În acest timp, a trecut pe deasupra (culminație) odată și pe jos o dată (la un unghi orar de 00:00 și, respectiv, 12 ore), astfel încât în ​​multe locuri perioada forței mareice cea mai mare este cea mai sus menționată, aproximativ 12 ore și 25 de minute. Momentul mareei cea mai mare nu este neapărat atunci când Luna este cea mai apropiată de zenit sau de nadir, ci perioada forței mareice determină timpul dintre mareele mari.

Deoarece câmpul gravitațional creat de Lună slăbește cu distanța de la Lună, el exercită o forță puțin mai mare decât cea medie pe partea Pământului îndreptată spre Lună și o forță puțin mai mică pe partea opusă. Luna tinde astfel să „întindă” Pământul ușor de-a lungul liniei care leagă cele două corpuri. Pământul solid se deformează puțin, dar apa oceanică, fiind fluidă, este liberă să se deplaseze mult mai mult ca răspuns la forța mareelor, în special orizontal. Pe măsură ce Pământul se rotește, magnitudinea și direcția forței mareice în orice punct dat de pe suprafața Pământului se schimbă constant; deși oceanul nu atinge niciodată un echilibru – nu va exista niciodată un moment în care lichidul ”să ajungă” la starea în care s-ar ajunge în cele din urmă dacă forța mareelor ​​ar fi constantă – forța schimbătoare a mareelor provoacă schimbări ritmice în înălțimea suprafeței apelor.

Atunci când există două maree înalte în fiecare zi cu înălțimi diferite (și două maree joase, de asemenea, de diferite înălțimi), modelul se numește maree mixt semi-diurnă.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *