Vuorovesien tasapainoteoria

Tätä teoriaa kutsutaan joskus ”staattisten” vuorovesien teoriaksi, ja se esitettiin ensimmäisen kerran Isaac Newtonin kuuluisassa Principia-teoksessa. Kun Newton ja muut häntä seuranneet olivat tunnistaneet vuorovesiä tuottavat voimat, hän kuvitteli hypoteettisen globaalin valtameren, joka on staattisessa tasapainossa näiden voimien kanssa – tasapaino edellyttää, että maapallon peittävä vesipallo on levymäinen sfäärin muotoinen. ”Leveä” tarkoittaa, että kyseistä palloa on venytetty kahta napaa yhdistävää linjaa pitkin; tässä tapauksessa kyseessä eivät ole maantieteelliset navat vaan taivaankappaleen (kuun tai auringon) suuntaiset navat, jotka aiheuttavat hypoteettisen valtameren pallon muodonmuutoksen. Kun tarkastellaan uudelleen edellisessä moduulissa esitettyä vetovoimia havainnollistavaa grafiikkaa, voidaan helposti kuvitella veden konvergoituvan näihin napoihin synnyttääkseen kaksi ”vuorovesipullistumaa” – termit, jotka ovat edelleen hyvin suosittuja nykypäivän oppikirjoissa.

Syy tasapainoteorian – ainakin vuorovesipullistumien käsitteen – suosioon on se, että tietyt tunnetut vuorovesi-ilmiöt on helppo selittää kuvien avulla. Alla olevassa vasemmanpuoleisessa kuvassa kuvitteellinen havainnoitsija nimeltä Joe pyörii maapallon kanssa ja kohtaa staattiset pullistumat vuoroveden muodossa.Aina kun kuu ylittää Joen paikallisen meridiaanin, hän näkee vuoroveden. Vuorovesi nousee uudelleen kaksitoista kuutuntia myöhemmin, kun kuu ylittää vastakkaisen pituuspiirin maapallon toisella puolella. Yhdessä kuukautisvuorokaudessa, joka kestää 24 tuntia ja 50 minuuttia kellonajassa (aurinkoajassa), on kaksi korkeaa ja kaksi matalaa vuorokautta. Oikeanpuoleisessa kuvassa kuu on edennyt maapallon kiertoradallaan päiväntasaajan pohjoispuolelle (pohjoinen deklinaatio). Staattiset pullistumat liikkuvat kuun suuntaisesti, ja nyt Joe kohtaa vuorokausivaihtelun vuoroveden korkeudessa (peräkkäiset vuoroveden korkeudet ovat erisuuruisia). Kuun maksimaalinen deklinaatio päiväntasaajan pohjoispuolella tai eteläpuolella aiheuttaa trooppisia vuorovesiä; vuorovesiä, jotka esiintyvät kuun ollessa päiväntasaajalla, kutsutaan päiväntasaajan vuorovesiksi.Trooppiset ja päiväntasaajan vuorovedet toistuvat kahdesti 27 1/3 päivän välein – trooppinen kuukausi kattaa yhden täyden jakson kuun deklinaatiossa. Kaikki nämä havainnot ovat sopusoinnussa tasapainoteorian kanssa.

Toinen ilmiö, joka on helppo havainnollistaa tällä tavoin, on tunnetusti kevätkuukausisykli. Auringon painovoima tuottaa myös pari vuorovesipullistumaa hypoteettiseen valtamereen. Kun auringon ja kuun vetovoimat ovat samansuuntaiset, syntyy laajemman vaihteluvälin (korkeammat ylä- ja matalammat alamäet)omaavia kevättulvia, kuten alla olevassa vasemmanpuoleisessa kuvassa on esitetty. Kuten edellisissäkin kuvissa,kun kuu tekee toisen puolikkaan kiertoradallaan – tällä kertaa täydestä kuusta uuteen kuuhun – kevättulva syntyy jälleen.

Alhaalla oikealla oleva kuva havainnollistaa kevät-kuukausisyklin lumisadetta; ts. kun kuu on syklin ensimmäisellä neljänneksellä (tai kolmannella vuosineljänneksellä), Kuun ja Auringon vetovoimat ovat täysin epäjohdonmukaisia, ja ne pyrkivät toimimaan vastakkain, ja tuloksena on lumisadetta, jonka vaihteluväli on vähäisempi (alempi korkeus merenpinnasta on alhaisempi ja korkeampi mataluus korkeampi kuin matalammalla merenpinnasta korkeammalla merenpinnasta korkeammalla oleva mataluus merenpinnasta. Kaksi kevät-kuurosykliä (kaksi kevättä ja kaksi kuurosykliä) saadaan päätökseen 29 ½ päivässä, mikä on sama aika, jonka Kuu tarvitsee kiertääkseen yhden täyden kiertoradan maapallon ympäri suhteessa Aurinkoon.

Tasapainoteorian mukaisia muita havaitun vuoroveden näkökohtia ovat muun muassa perigean-apogean-sykli. Tämä johtuu siitä, että kuun kiertorata maapallon ympäri kuvaa pikemminkin ellipsin kuin ympyrän muotoa. Perigeaaniset vuorovedet, joiden vaihteluväli on suurempi, esiintyvät kuun perigeumissa, jolloin kuu on lähimpänä maata, ja apogeaaniset vuorovedet, joiden vaihteluväli on pienempi, esiintyvät kuun apogeumissa, jolloin kuu on elliptisellä kiertoradallaan kauimpana maasta. Perigean-apogean-sykli kestää noin 27 ½ päivää.

Vaikka tasapainoteoria selittää erinomaisesti syklisiä vuorovesi-ilmiöitä ja moniin niistä liittyviä toistumisaikoja, se on esimerkki ideaalikäyttäytymisen mallista – jostakin, joka toimii aiottuun tarkoitukseen, vaikkei se ehkä kaikissa tilanteissa vastaa totuutta. Näitä tapauksia ei tarvitse etsiä kaukaa. Maapallo on vain osittain vesiensä peittämä, maamassat estävät mitään aaltoa muistuttavaa kulkemasta kokonaan sen ympäri, ja havainnot todellisista vuorovesistä osoittavat, etteivät ne reagoi välittömästi kuun ja auringon vuorovesiä tuottaviin voimiin, kuten teoria edellyttää.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.