Az árapályok egyensúlyi elmélete

Ezt az elméletet néha a “statikus” árapályok elméletének is nevezik, amely először Isaac Newton híres Principia című művében jelent meg. Miután azonosította az árapály-termelő erőket, Newton és az őt követők egy hipotetikus globális óceánt képzeltek el, amely statikus egyensúlyban van ezekkel az erőkkel – egy olyan egyensúlyt, amely a Földet borító, lapos vízgömb alakú szferoidot feltételez. A “lapos” azt jelenti, hogy a szóban forgó gömböt egy két pólust összekötő vonal mentén feszítették ki; ebben az esetben nem a földrajzi pólusokat, hanem az égitesttel (Hold vagy Nap) egy vonalban lévő pólusokat, ami a hipotetikus óceángömb deformációját okozza. Ha még egyszer megnézzük az előző modulban a vonóerőket szemléltető grafikont, könnyen elképzelhetjük, hogy a víz ezeken a pólusokon összefolyik, és iker “árapálygömböket” hoz létre – ez a kifejezés még ma is nagyon népszerű a mai tankönyvekben.

Az egyensúlyelmélet – legalábbis az árapálygömbök fogalmának – népszerűségének oka az, hogy bizonyos jól ismert árapályjelenségeket könnyen meg lehet magyarázni képekkel. Az alábbi bal oldali képen egy Joe nevű képzeletbeli megfigyelő forog a Földdel együtt, és a statikus dudorokkal dagály formájában találkozik.Amikor a Hold keresztezi Joe helyi meridiánját, dagályeseménynek lesz tanúja. Tizenkét holdórával később ismét dagály lesz, amikor a Hold átlépi a Föld másik oldalán lévő szemközti hosszúsági kört. Két dagály és két apály következik be egy holdnapon, amely 24 óra 50 percig tart óraidőben (napidőben). A jobb oldali ábrán a Hold a Föld körüli pályáján az Egyenlítőtől északra (északi deklináció) helyezkedik el. A statikus dudorok elmozdulnak, hogy a Holddal egy vonalban maradjanak, és Joe most a dagályok napi egyenlőtlenségével találkozik (egymást követő, egyenlőtlen magasságú dagályok). Az egyenlítőtől északra vagy délre lévő maximális holddeklináció trópusi árapályokat eredményez; a Hold egyenlítőn való tartózkodásakor fellépő árapályokat egyenlítői árapályoknak nevezzük. 27 1/3 napos időközönként kétszer ismétlődik a trópusi-egyenlítői árapály – a trópusi hónap a holdi deklináció egy teljes ciklusát fedezi le. Mindezek a megfigyelések összhangban vannak az egyensúlyi elmélettel.

Egy másik jelenség, amelyet könnyű ily módon demonstrálni, a jól ismert tavaszi-nyári ciklus. A napgravitáció szintén egy pár árapály-dudort hoz létre a hipotetikus óceánban. Amikor a Nap és a Hold vonzóereje egy vonalban van, nagyobb hatótávolságú tavaszi árapályok (magasabb csúcsok és alacsonyabb mélypontok)keletkeznek, amint azt az alábbi bal oldali ábra mutatja. Az előző ábrákhoz hasonlóan, amikor a Hold újabb félciklust teljesít pályáján – ezúttal teliholdtól újholdig -, ismét tavaszi árapály lép fel.

A lenti jobb oldali ábra a tavaszi-napos ciklus szünidei részét mutatja; azaz amikor a Hold a ciklus első negyedében (vagy harmadik negyedében) van, a Hold és a Nap vonzóereje teljesen eltér egymástól, egymás ellen hatnak, és kisebb tartományú (alacsonyabb magasságok és magasabb mélységek) szünidei árapály keletkezik. Két tavaszi-apály ciklus (két tavasz és két apály) 29 ½ nap alatt fejeződik be, ugyanannyi idő alatt, amennyire a Holdnak szüksége van egy teljes Föld körüli keringéshez a Naphoz viszonyítva.

A megfigyelt apály egyéb, az egyensúlyi elméletnek megfelelő aspektusai közé tartozik a perigeus-apogeus ciklus. Ez abból a tényből ered, hogy a Hold Föld körüli pályája inkább egy ellipszist ír le, mint egy kört. A nagyobb hatótávolságú perigei árapályok a holdi perigeumban fordulnak elő, amikor a Hold a legközelebb van a Földhöz, a kisebb hatótávolságú apogei árapályok pedig a holdi apogeumban fordulnak elő, amikor a Hold a legtávolabb van a Földtől ellipszis alakú pályáján. A perigeán-apogeán ciklus körülbelül 27 ½ napot vesz igénybe.

Az egyensúlyi elmélet ugyan kiválóan magyarázza a ciklikus árapályjelenségeket és a sokukhoz kapcsolódó ismétlődési időszakokat, de ez egy példa az ideális viselkedés modelljére – valamire, ami a kitűzött cél érdekében működik, bár nem minden esetben felel meg az igazságnak. Nem kell messze keresnünk ezeket az eseteket. A Földet csak részben borítják a vizei, a szárazföldi tömegek megakadályozzák, hogy bármi, ami a hullámzáshoz hasonlít, teljesen körbejárja, és a valódi árapályok megfigyelései azt mutatják, hogy nem reagálnak azonnal a Hold és a Nap árapály-termelő erőire, ahogy azt az elmélet megköveteli.

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail-címet nem tesszük közzé.