月球的引力並不能完全解釋地球的海洋潮汐,真正原因是這個!
地球上的海洋潮汐是如何形成的?我們通常了解到的是因為月球的引力作用在地球上,從而導致引力的不平衡——地球靠近月球的一側受到的月球引力最大,而遠離月球的那一側引力最小。這樣的結果就是把海洋拉伸成沿地球兩側隆起,最終形成了潮汐。
然而,這種引力差異並不意味著月球「拉伸」海洋。如果這就是海洋潮汐的原理,那為什麼湖泊、池塘以及裝在杯子里的水沒有產生潮汐作用?事實上,很多人都誤解了產生潮汐的根本原因。當然,潮汐作用確實是海洋沿地球兩側隆起導致的,但並非是月球引力差直接造成的。那麼,海水隆起的真正原因是什麼呢?
通過計算可知,在地球上的任何一點,作用在地球上的月球引力比地球自身的重力弱1000萬倍。因此,地球朝向月球的一面和背向月球的一面之間的引力差異很小。事實上,地球的潮汐隆起是月球、地球和太陽之間的複雜引力作用的產物。而總體效果更多的是「推」而不是「拉」地球上的水。
雖然地球上的每一滴水確實被月球的引力所吸引,但是由於地心引力內向的拉力太強,所以月球的引力在分子水平上的效應並不明顯。然而,關鍵是海水大約佔地球表面的71%,並且全球海洋都是連通的,這使得每個水分子上的力疊加在一起就能達到相當可觀的水壓力。
地球兩極附近的水分子主要被拉向地球的重心(靠近其核心),最接近月球的水分子(在地球赤道上)受到了最強的月球引力作用。同時,距離月球最遠的水分子受到最弱的引力作用。
由於水分子可以很容易地相互碰撞,這些無數微小的碰撞疊加在一起的宏觀表現就是把海水從兩極擠壓出來。這種全球水壓力對抗地球的重力,形成兩個隆起——潮汐。因此,海水並不是被引力拉伸而直接隆起。海洋沿著地球-月球方向隆起,這就如同用手擠壓灌水氣球,它的兩側將會凸起。
對於諸如湖泊等較小的水體而言,沒有明顯的潮汐隆起,這是因為它們缺乏足夠的水來產生可以顯著克服地球重力的水壓。
另外,太陽的引力也會影響潮汐,約佔這一現象的三分之一。當太陽的引力與月球的相抵消時,會導致低於平均水平的小潮。當太陽與月球成一條直線時,會引發大潮。
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