جزر و مد زمین بیشتر از ماه شکل می گیرد و با گرم شدن سیاره در حال تغییر هستند

نوشته لووی یانگ، کالوم شکسپیر، مکالمه

ویرایش شده توسط Swati Mestri، بررسی توسط اندرو زینین

این مقاله با توجه به روند و سیاست های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

در برخی از نقاط جهان، دریا به سختی با جزر و مد بالا و پایین می شود. در برخی دیگر، تفاوت بین جزر و مد بالا و پایین چشمگیر است. به عنوان مثال، در امتداد ساحل کیمبرلی استرالیای غربی، می تواند از 10 متر (33 فوت) فراتر رود - تقریبا ارتفاع یک ساختمان سه طبقه.

جزر و مد اقیانوس خطوط ساحلی و اکوسیستم های دریایی را شکل می دهد، جوامع ساحلی را تحت تأثیر قرار می دهد و حتی بر ذوب شدن قفسه های یخی قطب جنوب تأثیر می گذارد. اما چرا جزر و مد در برخی نقاط اینقدر بزرگ و در برخی دیگر کوچک است؟ و با تغییر اقیانوس‌های ما، جزر و مد نیز تغییر خواهد کرد؟

ماه و خورشید هر دو از طریق کشش گرانشی خود جزر و مد روی زمین ایجاد می کنند. اگرچه خورشید بسیار پرجرم است، ماه بسیار نزدیکتر است، بنابراین تأثیر قوی تری بر جزر و مد اقیانوس ما دارد.

کشش گرانشی ماه با فاصله کاهش می یابد. در سمتی از زمین که نزدیک به ماه است قوی ترین و در سمت دور ضعیف ترین است. این تفاوت هم زمین جامد و هم اقیانوس ها را گسترش می دهد. اما از آنجایی که آب آزادتر از سنگ حرکت می کند، این اثر در اقیانوس بیشتر قابل مشاهده است.

در یک تصویر ساده شده، این دو برآمدگی جزر و مدی گسترده ایجاد می کند. یکی در سمت رو به ماه شکل می گیرد. دومی در سمت دور شکل می گیرد زیرا ماه مرکز زمین را قوی تر از آب های دورتر می کشد.

با چرخش زمین، مکان های مختلف به داخل و خارج از این مناطق از سطح دریاهای بالاتر حرکت می کنند. این به توضیح اینکه چرا بسیاری از مکان ها هر روز دو جزر و مد و دو جزر و مد را تجربه می کنند کمک می کند.

خورشید اثر مشابه اما ضعیف تری ایجاد می کند. هنگامی که خورشید، ماه و زمین در یک راستا قرار می گیرند، تأثیرات آنها یکدیگر را تقویت می کند و دامنه جزر و مدی بزرگتر از حد معمول ایجاد می کند که به عنوان جزر و مد بهاری شناخته می شود. هنگامی که خورشید و ماه از زمین زاویه قائمه تشکیل می دهند، تأثیرات آنها تا حدودی یکدیگر را خنثی می کند و دامنه جزر و مد کوچک تری را ایجاد می کند که به نام جزر و مد ساده شناخته می شود.

جزر و مد اندازه گیری شده توسط سنج های ساحلی و ماهواره ها بسیار متفاوت از این تصویر دو برآمدگی است. قاره ها اقیانوس ها را قطع می کنند، بنابراین آب دریا به جای آن در حوضه های اقیانوسی به جلو و عقب حرکت می کند.

در بسیاری از حوضه های اقیانوسی، جزر و مد به دور نقاطی می چرخد ​​که افزایش و سقوط جزر و مد تقریبا صفر است، که به عنوان نقاط آمفیدرومیک شناخته می شوند. دامنه جزر و مد معمولا از این نقاط دورتر می شود.

هندسه ساحلی می تواند جزر و مد را از طریق فرآیندی به نام رزونانس بیشتر تقویت کند. هر خلیج دارای یک ریتم طبیعی است که در آن آب آن به جلو و عقب می‌پیچد که بر اساس شکل و عمق آن تعیین می‌شود. وقتی این ریتم با جزر و مدهای محلی مطابقت دارد، هر حرکت حرکت بعدی را تقویت می کند.

رزونانس به جزر و مدهای بسیار بزرگ ساحل کیمبرلی و خلیج فاندی کانادا کمک می کند، جایی که دامنه جزر و مد می تواند به 16 متر (52 فوت) برسد.

کوه ها و پشته های زیر آب نیز بر جزر و مد تأثیر می گذارد.

هنگامی که جزر و مد بر روی کف دریا ناهموار جاری می شود، بخشی از انرژی آنها به امواج درون اقیانوس تبدیل می شود که به عنوان جزر و مد داخلی شناخته می شود. به عنوان مثال، بستر پیچیده مجمع الجزایر اندونزی، جزر و مد داخلی قدرتمندی را ایجاد می کند. وقتی جزر و مد داخلی شکسته می شود، می تواند باعث مخلوط شدن اقیانوس ها شود و به توزیع گرما و مواد مغذی کمک کند.

برخی جزر و مدهای داخلی نزدیک جایی که شکل می گیرند شکسته می شوند، در حالی که برخی دیگر هزاران کیلومتر را طی می کنند. در حین حرکت، نیرویی بر جزر و مد سطحی اعمال می کنند. بسته به زمان آنها، این نیروها می توانند مانند یک ترمز یا فنر رفتار کنند - یا انرژی را از جزر و مد مانند ترمز حذف کنند، یا در بخشی از چرخه انرژی بگیرند و بعدا مانند فنر آن را پس دهند. اکثر مدل های جزر و مدی این جلوه فنری را نادیده می گیرند.

مطالعه اخیر ما نشان داد که گنجاندن این اثر به مدل‌ها اجازه می‌دهد تا جزر و مدهای مشاهده‌شده را به طور دقیق و بدون شبیه‌سازی مستقیم جزر و مد داخلی، که به قدرت محاسباتی قابل‌توجهی نیاز دارد، بازتولید کنند.

این بهبود می‌تواند مدل‌ها را برای بازسازی جزر و مدهای گذشته کارآمدتر و قابل اطمینان‌تر کند – ارائه سرنخ‌هایی از چگونگی تکامل چرخش زمین و مدار ماه – و پیش‌بینی جزر و مدهای آینده.

آیزاک نیوتن جزر و مد را با استفاده از گرانش در سال 1687 توضیح داد. بیش از سه قرن بعد، دانشمندان هنوز در حال کشف چگونگی تکامل جزر و مد با اقیانوس های در حال تغییر ما هستند.

تغییرات آب و هوایی سطح دریاها را بالا می برد و خطوط ساحلی را تغییر می دهد. همچنین اقیانوس بالایی را گرم می کند و اقیانوس را طبقه بندی می کند. این تغییرات می تواند بر اندازه جزر و مد تأثیر بگذارد.

اندازه گیری ها از قبل نشان می دهد که جزر و مد در حال تغییر است.

تغییرات در لایه بندی اقیانوس ها ممکن است به توضیح برخی از این تغییرات کمک کند. در همین حال، مدل‌های اقیانوسی بهبودیافته جزر و مد داخلی را با جزئیات بیشتری ثبت می‌کنند و ماهواره‌های جدید می‌توانند جزر و مد را در مناطق پیچیده ساحلی که قبلا مشاهده آنها از فضا دشوار بود، اندازه‌گیری کنند.

برای جوامع ساحلی، درک چگونگی تغییر جزر و مد بسیار مهم است.

پیش‌بینی بهتر تغییرات جزر و مدی در آینده می‌تواند به جوامع کمک کند تا برای سیل آماده شوند، آسیب‌های سیل را کاهش دهند و توسعه سواحل آینده را با خیال راحت‌تر برنامه‌ریزی کنند.

لووی یانگ و همکاران، انتشار تنش‌های موجی ناشی از جزر و مد داخلی، اختلافات در انرژی جزر و مد سطح اقیانوس را حل می‌کند، نامه‌های تحقیقاتی ژئوفیزیک (2026). DOI: 10.1029/2026gl123598

اطلاعات مجله: نامه تحقیقات ژئوفیزیک

سواتی مستری دارای مدرک لیسانس در مهندسی الکترونیک است و از سال 2019 به عنوان ویرایشگر محتوا کار کرده است. او ویرایش اسناد تحقیقاتی در زمینه فناوری، مراقبت های بهداشتی و علم مواد را تجربه کرده است و علاقه خاصی به فناوری و فضا دارد. نمایه کامل →

فوق لیسانس فیزیک با تجربه تحقیق. علاقه مندان به اخبار علمی طولانی مدت. نقش کلیدی در موفقیت سرمقاله Science X ایفا می کند. نمایه کامل →

این مقاله از The Conversation تحت مجوز Creative Commons بازنشر شده است. مقاله اصلی را بخوانید.