Teorien om tidevandets ligevægt

Dette kaldes nogle gange teorien om “statiske” tidevandsforhold, en teori, der for første gang opstod i Isaac Newtons berømte Principia. Efter at have identificeret de tidevandsproducerende kræfter forestillede Newton og andre, der fulgte efter ham, sig et hypotetisk globalt ocean i statisk ligevægt med disse kræfter – en ligevægt, der kræver, at jorden dækkes af en spidse kugleformet sfæroide af vand. “Prolate” betyder, at den pågældende kugle er blevet strakt langs en linje, der forbinder to poler; i dette tilfælde er det ikke de geografiske poler, men polerne på linje med det himmellegeme (måne eller sol), som får den hypotetiske havkugle til at deformere sig. Hvis man igen ser på den grafiske illustration af trækkræfterne i det foregående modul, kan man let forestille sig, at vandet konvergerer mod disse poler og skaber to “tidevandsbølger” – et begreb, der stadig er meget populært i moderne lærebøger.

Der er en grund til ligevægtsteoriens popularitet – i det mindste begrebet tidevandsbølger – at det er let at forklare visse velkendte tidevandsfænomener med billeder. I billedet til venstre nedenfor roterer en imaginær observatør ved navn Joe med jorden og møder de statiske bølger i form af højvande.Hver gang månen krydser Joes lokale meridian, oplever han højvande. Det er højvande igen tolv månetimer senere, når månen krydser den modsatte meridian på den anden side af jorden. Der forekommer to højmånedage og to lavmånedage på en månedag, der varer 24 timer og 50 minutter i urtid (soltid). I figuren til højre har månen bevæget sig i sin bane om jorden til en position nord for ækvator (nordlig deklination). De statiske buler bevæger sig for at forblive på linje med månen, og Joe møder nu en døgnmæssig ulighed i højvandet (på hinanden følgende højvande af forskellig højde). Maksimal månedeklination nord eller syd for ækvator giver tropisk tidevand; tidevand, der opstår, når månen er på ækvator, kaldes ækvatorial tidevand.Tropisk-ækvatorial tidevand gentager sig to gange i et interval på 27 1/3 dage – den tropiske måned dækker en hel cyklus i månedeklinationen. Alle disse iagttagelser er i overensstemmelse med ligevægtsteorien.

Et andet fænomen, der er let at påvise på denne måde, er den velkendte forårs-næppecyklus. Solens tyngdekraft producerer også et par tidevandsbølger i det hypotetiske hav. Når solens og månens trækkraft er på linje med hinanden, opstår der forårsvande af større rækkevidde (højere højvande og lavere lavvande)som vist i figuren til venstre nedenfor. Som i de foregående figurer vil der igen opstå forårsflod, når månen fuldfører endnu en halv cyklus i sin bane – denne gang fra fuldmåne til nymåne.

Figuren nedenfor til højre illustrerer neap-delen af spring-neap-cyklussen; dvs. når månen befinder sig i første kvartal (eller tredje kvartal) af denne cyklus, er månens og solens trækkraft helt ude af trit med hinanden og har tendens til at modvirke hinanden, og der opstår neap-flodvand af mindre omfang (lavere højvande og højere lavvande). To forår-nedbørscyklusser (to forår og to nedbørscyklusser) er afsluttet på 29 ½ dag, hvilket er den samme tidsperiode, som det tager månen at gennemføre et fuldt kredsløb om jorden i forhold til solen.

Andre aspekter af det observerede tidevand i overensstemmelse med ligevægtsteorien omfatter den perigean-apogeanske cyklus. Denne stammer fra den kendsgerning, at månens kredsløb om jorden beskriver en ellipse snarere end en cirkel. Perigæiske tidevandsbølger af større omfang opstår ved månens perigee, når månen er tættest på jorden, og apogæiske tidevandsbølger af mindre omfang opstår ved månens apogee, når månen er længst væk fra jorden i sin elliptiske bane. Den perigeo-apogeiske cyklus tager ca. 27 ½ dag at gennemføre.

Og selv om ligevægtsteorien gør et fremragende stykke arbejde med at forklare cykliske tidevandsfænomener og de gentagelsesperioder, der er forbundet med mange af dem, er den et eksempel på en model for ideel adfærd – noget, der fungerer til det tilsigtede formål, selv om den måske ikke overholder sandheden i alle tilfælde. Vi behøver ikke at lede længe efter disse tilfælde. Jorden er kun delvist dækket af sit vand, landmasser forhindrer, at noget, der ligner abulge, kan bevæge sig helt rundt om den, og observationer af virkelige tidevand viser, at det ikke reagerer øjeblikkeligt på de tidevandsproducerende kræfter fra månen og solen, som teorien kræver.

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret.