Kamenné planety > Země > Slapové jevy

Slapové jevy

Přibližně dvakrát za den klesá a stoupá hladina moře, nastává příliv a odliv. Příčinou přílivových a odlivových vln je náš Měsíce (Vliv působení Slunce je menší).

Souhrnně se tyto jevy označují jako slapové jevy. Doba od přílivu do dalšího přílivu trvá asi 12 hodin a 25 minut. Z toho vyplývá, že příliv a odliv nastávají každý den o 50 minut později. Tento časový posun odpovídá dennímu časovému posunu východu Měsíce.

Je tedy jasné, že slapové jevy souvisí s polohou Měsíce vzhledem k Zemi. Jejich příčinou je gravitační síla Měsíce. Protože obrovská masa vod oceánů reaguje na tyto přitažlivé gravitační síly obzvláště silně a může se snadno po povrchu Země přesouvat, hladina oceánů se s jistou pravidelností deformuje (může stoupnout až o 15 m). Avšak nejenom vodní hladiny jsou touto přitažlivou silou ovlivněny. Ve střední Evropě stoupá a klesá zemská kůra asi o 30 cm stejným rytmem, jako vznikají slapové jevy. Tento pohyb zachycují citlivé gravimetry.

Vliv Měsíce na vodní masu
Vliv Měsíce na vodní masu
Zdroj: http://www.planetenkunde.de

Pro vysvětlení příčiny vzniku slapových sil se podíváme, jaká síla působí na jednotlivé části oceánu. V obrázku dole vyznačíme stejně velké části oceánu v různých místech a část Země se stejnou hmotností uprostřed Země. Na každou vyznačenou část oceánu působí gravitační síla Země a reakce podložky. Tyto síly jsou v rovnováze a nemají na slapové síly vliv. Kromě nich na každou vyznačenou část Země působí ještě gravitační síla Měsíce ve směru zelené šipky. Všechny zelené šipky na našem obrázku směřují doprava a zdálo by se, že oceány se musí přelít směrem k bodu, který je nejblíže u Měsíce.

Rozložení sil
V každé vyznačené části Země najdeme vektorový součet gravitační síly Měsíce a setrvačné síly.
Zdroj: http://www.greier-greiner.at

Pro pohyb však není důležitá jen samotná gravitační síla Měsíce. Protože se oceán nachází na povrchu Země, musíme hledat jeho pohyb vůči Zemi. Hledáme tedy síly, které působí na vyznačené části oceánu vůči středu Země. Musíme proto ke všem bodům přičíst ještě sílu, která vzniká tím, že se oceán v kosmickém prostoru „veze“ na Zemi. Protože střed Země musí být sám vůči sobě v klidu, je tato dodatečná síla rovna opačné síle, než kterou působí na vyznačenou část uprostřed Země Měsíc (bílá šipka). Stejnou sílu musíme přičíst ke všem vyznačeným částem oceánu.

Výslednou sílu na každou část oceánu pak dostaneme vektorovým součtem zelené a bílé šipky. Dostaneme tak v každé části výslednici sil vůči středu Země – červenou šipku.

Rozložení sil
Výsledné síly působící na jednotlivé části oceánu rozhodují o tom, kde na Zemi nastává příliv a kde odliv.
Zdroj: http://www.greier-greiner.at

Na základě výsledných sil se vytvoří na přivrácené a odvrácené straně Země k Měsíci přílivová vlna, uprostřed mezi těmito místy vzniká naopak odliv. Na přivrácené straně i na straně odvrácené působí výsledná síla od středu Země. V obou těchto místech nastává příliv. Vznikají tedy vždy dvě přílivové výduti na protilehlých stranách.

Také gravitační síla Slunce ovlivňuje slapové jevy na Zemi. Je-li Země, Měsíc a Slunce v jedné přímce, je příliv obzvláště vysoký (příliv skočný), neboť gravitační působení obou těles se sčítají. Tato konstelace nastává při úplňku, nebo při novu. Naopak v době první a poslední čtvrti, kdy je úhel mezi směrem ke Slunci a směrem k Měsíci pravý, jsou slapové jevy slabší, neboť síly se částečně vyruší.

Posun vzdutí o úhel ε

Předchozí obrázek velice názorně ukazuje, co se vlastně děje při slapových jevech. Je třeba si uvědomit, že Země není ideální elastické těleso. Kdyby tomu tak bylo, byl by směr vzdutí neustále totožný se směrem k působícímu tělesu, tedy ve směru působící síly Měsíce (Slunce). Jelikož tomu tak není, dochází díky působení oceánského tření o zemskou kůru a díky viskózně elastickým vlastnostem pláště Země při rotaci k unášení tohoto vzdutí o malý úhel ε. Tento nepatrný úhel, který tvoří rozdíl mezi vrcholem slapového vzdutí a přímým směrem k Měsíci (Slunci), vyvolává dvojici působících sil, které mohou za zpomalování rotace Země. Stejný moment sil opačného znaménka ale působí na Měsíc a urychluje ho na jeho dráze. To má za následek zvětšení velké poloosy Měsíce a zmenšení zdánlivé úhlové rychlosti Měsíce kolem Země. A jaký vliv má Slunce na toto zpomalování? Slunce má na tomto efektu asi 20 % podíl.

Závěrem můžeme říci, že celkový moment hybnosti soustavy Země–Měsíc–Slunce se zachovává a dochází pouze k jeho přerozdělování mezi translační a rotační pohyb.

Stránka byla naposledy editována 15. ledna 2010 v 19:41.
Stránka byla od 15. 1. 2010 zobrazena 36772krát.

* * *    Zrcadleno ze stránek astronomia.zcu.cz/planety/zeme/1961-slapove-jevy    * * *
Vytištěno ze stránky projektu Planety (planety.astro.cz/zeme/1961-slapove-jevy)
Nahrávám...