تأثیرات شگرف جزر و مد

پدیده‌ی جزر و مد مطمئناً برای ساحل نشینان مسأله‌ای عادی تلقی می‌شود اما برای اشخاصی که برای تعطیلات به کنار دریا می‌روند و بی‌خبر از آثار چنین پدیده‌ای به داخل گودال‌های ناشی از جزر و مد فرومی‌افتند مسأله‌ی قابل توجهی است و به جاست در مورد آن سخن گفته شود.
هرمان میکائیل هان در‌باره‌ی این پدیده‌ی عجیب سیاره‌ی ما گزارش می‌دهد: هر ساله در تعطیلات تابستان، اشخاص زیادی که در مرخصی کاری هستند به کنار دریا می‌روند. آفتاب، آب و ماسه، این هر سه، مفهوم شاخصی برای انتظارات آن‌ها در مرخصی است. هنگامی که انسان در اولین روز تعطیلات، به هنگام هوای آفتابی، که انسان امیدش را دارد، به یک ساحل خلوت شنی، که باز انسان آرزویش را می‌کند، می‌آید این احتمال وجود دارد که اتفاق بس جالبی روی داده باشد و آن این که آبی وجود نداشته باشد. حساب همه چیز را انسان کرده بود، حساب باران، حساب شلوغی زیاد، الا این که دریا به یک‌باره اعتصاب کند! در این موقع انسان یاد یک ضرب المثل ژرمنی می‌افتد که غیبت دریا را این‌گونه بیان می‌دارد: یک ژرمنی شرقی قصد داشت برای شنا کردن به دریا برود و دریا به شدت ترسید و فرار کرد، و حالا هر دوازده ساعت یک‌بار می‌آید تا ببیند آیا او در ساحل هست یا نه. به این نحو، انسان فوراً می‌داند که دریا بازخواهد گشت و آن هنگامی است که آخرین مد به اتمام رسیده باشد.

چرا در هر شبانه روز دو بار مد رخ می‌دهد؟

حقیقتاً چگونه تعویض مداوم و منظم جزر و مد صورت می‌گیرد؟ مسلماً نیروی جاذبه‌ی ماه در این خصوص نقشی به عهده دارد و این را افراد، در دوران تحصیلات دبیرستانی خود آموخته‌اند. قمر کوچک زمین، زمین را به طرف خود می‌کشد و چون آب شکل پذیر است در راستای نیروی جاذبه‌ی ماه مدِ کوهی درست می‌کند. انسان می‌تواند این گونه تصور کند که اقیانوس‌ها و دریاهای روی زمین به جای آب از ذرات آهن پر شده باشند و قمر هم یک آهنربا یا مغناطیس باشد و زمین نیز در حرکت باشد. به این ترتیب در هر حرکت وضعی زمین، مد کوهی از ذرات آهن که توسط مغناطیس ماه کشیده می‌شوند در اطراف زمین به حرکت درمی‌آید. با این حال، در این مدل، تفکر اشتباهی وجود دارد، چرا که زمین فقط یک‌بار در روز به دور محورش می‌چرخد وحال آن‌که مد دو بار در روز رخ می‌دهد.

دومین مد کوهی چگونه به وجود می‌آید؟

علت این امر این است که نیروی جانب مرکز به طور قابل ملاحظه‌ای با کم شدن فاصله کاهش می‌یابد و از این رو نیروی ماه به قسمتی از زمین در مدارش که به طرف ماه است بیش‌تر وارد می‌شود و این قسمت بیش‌تر به طرف ماه کشیده می‌شود. بین قسمت‌هایی از زمین که به ماه نزدیک و از ماه دورند نیروی نابرابری مسلط است، و در حین این که قسمتی از ذرات آب که به طرف ستارگان شب هستند به سوی ماه کشیده می‌شوند، طرف مقابل به علت کاهلی در حرکت چرخش وضعی زمین، دچار اختلال یا نوعی جاماندگی می‌شود. در این حال بر روی ذرات آب نیروی گریز از مرکزی که در جهت کره‌ی ماه نیست بلکه در جهت عکس آن است تأثیر گذاشته و آن‌ها را از سطح زمین به طرف بیرون می‌کشد. به این ترتیب، زمینِ کروی شکل، تحت تأثیر حرکت چرخشی و نیروی جاذبه‌ی مداری، تغییر شکل داده به شکل بیضوی درمی‌آید. به این ترتیب، دومین مد کوهی به دور سیاره حرکت می‌کند. زمان بین دو مد، به طور دقیق عبارت است از دوازده ساعت و بیست و پنج دقیقه و چهاده ثانیه، چرا که کره‌ی ماه برای حرکت به دور زمین کمی بیش‌تر از حرکت وضعی زمین به دور محورش به زمان احتیاج دارد، لذا ماه همیشه از این بابت کمی عقب تر است. قبل از این‌که ماه مجدداً به وضع قبلی خودش برگردد و در آن‌جا مثل طرف مقابل مد کوهی تشکیل شود بیش‌تر از یک روز ما که به سختی بیست و چهار ساعت است سپری می‌شود، یعنی دقیقاً بیست و چهار ساعت و پنجاه دقیقه و بیست و هشت ثانیه که یک شبانه روز قمری است طول می‌کشد. و از آن‌جایی که ساعت ما از روی حرکت ماه محاسبه نمی‌شود، بلکه شبانه روز ما از گردش زمین به دور محورش حساب می‌شود، لذا زمان جزر و مد تغییر می‌کند. این امر باعث می‌شود که حتی تیزهوش‌ترین محاسب‌ها و راصدهای ماه نیز نتوانند برای یک ساحل مشخص دقیقاً جدول زمانی جزر و مد تعیین کنند.
در دریای شمال، همه چیز به پایین و به اطراف می‌رود. کره‌ی ارض، سیاره‌ی ایده‌آلی نیست که دورتادور آن از آب پوشیده شده باشد و درنتیجه بتوان با خیال راحت راجع به آن توضیح شماتیک جزر و مد را ارائه داد. تنها در صورتی که زمین توده‌ی ساده‌ای بود وضع ماه و مد کوهی می‌توانست دقیقاً بر هم قابل انطباق باشد، چرا که در آن صورت آب به مقدار برابر از هر سو به طرف مد کوهی جریان پیدا می‌کرد. در ساحل آلمان واقع در دریای شمال، بر عکس، جلوی جریان آب از سوی شرق بسته است زیرا که شلس‌ویک – هول‌اشتین و دانمارک به طور افقی واقع شده‌اند. چیزی که ساحل آلمان در کنار دریای شمال به عنوان مد تجربه می‌کند امواج حاصل از مد نیست بلکه نتیجه‌ی جریان پیدا کردن آب از اقیانوس اطلس به این سو است. به عبارت دیگر این جریان آب اقیانوس اطلس است که به این طرف می‌آید، و دقیقاً با بیست و هفت ساعت تأخیر، مد کوهی اقیانوس اطلس وارد وان مسطح دریای شمال می‌شود.
جزر و مد از رأس شمال جزیره‌ی بریتانیا عبور کرده و پس از دریافت ضربه‌ی جانبی از کانال رارمل، با چرخیدن در گرداب عظیمی در خط ساحلی، از شمال غربی به طرف شمال شرقی حرکت می‌کند. در این عبور و مرور چرخشی چنان فرصتی نمی‌تواند به دست آید که مد کوهی که توسط ساحل عقب زده می‌شود با دره‌های ایجاد شده توسط جزر و مدهای بعدی تماس حاصل کند. درست به همین دلیل، در دریای شمال محل‌هایی وجود دارد به نام نقاط آمفی درومیشه، که در این نقاط، جزر و مد صفر است. پیش‌گویی درباره‌ی جزرو مدهای سواحل دریای شمال با استفاده از مطالعه‌ی وضع و موقعیت ماه امکان‌پذیر نیست بلکه در این زمینه باید از برنامه‌ی شبیه‌سازی و مدل‌سازی کامپیوتری استفاده کرد. بهترین مدلی که هم‌اکنون در اختیار است بیش از پانصد عامل منفرد مؤثر را به عنوان پارامترهای مختلف می‌شناسد. قابل تعجب نیست که نمایش گرافیکی محاسبه‌ی جزر و مد مثل امواجی می‌ماند که به طرز وحشتناکی درهم و برهم است به طوری که با استفاده از آن، انسان تنها پریودهای اصلی را می‌تواند بخواند.

مدهای جهشی چگونه ایجاد می‌شوند؟

مدهای جهشی سواحل، به ویژه خطرناک هستند، و به این علت کم‌نظیر و جالب هستند که دارای خیزش و فروکش جهشی هستند. در حال حاضر برای این‌گونه مدها توضیح ساده‌ی نجومی‌ای وجود دارد. یک مد کوتاه مدت با ارتفاع غیرعادی موقعی تشکیل می‌شود که ماه و خورشید در یک راستا آب دریاها را به سوی خود بکشند. گرچه ستاره‌ی مرکزی منظومه‌ی ما، در مقایسه با فاصله‌ی زمین-ماه، در فاصله‌ی زیادی از زمین قرار دارد با این حال نیروی جاذبه‌ی قابل ملاحظه‌ای را به زمین اعمال می‌کند. این ستاره‌ی مرکزی به خاطر جرم عظیمش بیست و هفت میلیون بار سنگین‌تر از کره‌ی ماه است. اگر زمین، ماه و خورشید در یک راستا قرار بگیرند، آن‌گاه نیروی جاذبه‌ی آن دو با هم جمع می‌شود (البته این وقتی خواهد بود که ماه و خورشید در یک طرف زمین واقع شوند، اما از آن‌جا که گفتیم همواره یک کوه مدی در سوی مخالف زمین نیز به طور هم‌زمان تشکیل می‌شود لذا از نظر تأثیرِ هم‌راستایی این سه کره در ایجاد مد جهشی، تفاوتی بین موقعیت قرارگیری آن‌ها در یک راستا وجود ندارد). ماه و خورشید و زمین در دو نوبت در یک راستا قرار می‌گیرند: اول به هنگام رؤیت ماه نو، و آن هنگامی است که ماه بین زمین و خورشید قرار می‌گیرد، و دوم موقعی که ماه، قرصِ کامل است (ماه شب چهاردهم، بدر)، و آن زمانی است که زمین خود را بین خورشید و ماه می‌کشد.
به این ترتیب به موضوع دیگری هم پی می‌بریم، و آن این‌که قاعدتاً باید مدهای کوتاه فوق العاده کم‌ارتفاع و پست نیز وجود داشته باشتد که موقعی اتفاق می‌افتند که خورشید و ماه به رأس زمین تشکیل یک زاویه‌ی قائمه را می‌دهند. در این حال، ماه در تربیع اول یا تربیع آخر قرار دارد. در این موقع، دو نیروی مخالف هم بر روی یک مد کوهی اثر می‌کنند و آن را در جهت مخالف هم می‌کشند که در نتیجه فقط مد ضعیفی به نام نیپ به وجود می‌آید.

جزر و مد در هوا و خشکی

حال این سؤال پیش می‌آید که اگر نیروی جاذبه‌ی ماه و خورشید، آب دریا را به طرف خود می‌کشد پس قاعدتاً باید بتواند تأثیر مشابهی روی هوای سیال اطراف زمین و نیز روی توده‌ی صلب و سخت پوسته‌ی زمین داشته باشد زیرا آن‌طور که به نظر می‌رسد توده‌ی سخت پوسته‌ی تکه تکه‌ی زمین آن‌طور که به نظر می‌رسد بی‌حرکت نیست بلکه به عنوان پوسته‌ای نازک بر روی ماگماکرن مایع سیاره‌ی ما شناور است. در مورد مد صورت گرفته بر روی هوا باید بگوییم که بسیاری از حرکت‌های پیچیده و گاه غیر قابل پیش‌بینی هوایی تحت تأثیر همین مدهایی است که چنان‌که گفتیم از الگوی دقیقاً قابل پیش‌بینی تبعیت نمی‌کنند. موضوع تأ‌ثیر مد در جریا‌ن‌های هوایی موضوعی بدیع در علم هواشناسی است که هنوز عملاً به آن پرداخته نشده است. اما در مورد جزر و مد در خشکی باید بگوییم علیرغم این که عجیب به نظر می‌رسد اما واقعاً بر روی خشکی نیز جزر و مد وجود دارد. به کمک یک ابزار ویژه‌ی اندازه گیری به نام ابزار اندازه‌گیری گرایش و سنجش انبساط، نصب شده در ایستگاه اندازه‌گیری مؤسسه‌ی عالی ژئودزی (زمین‌سنجی) دانشگاه بُن، که بر روی تونل راین ویل سابق راه‌آهن نزدیک رماگن قرار دارد می‌توان نشان داد که نه فقط اقیانوس‌ها تابع جزر و مد هستند بلکه خشکی‌ها، یعنی توده‌های قاره‌ها، نیز تابع آن هستند، به طوری که خاک آلمان در ریتم حرکت تناوبی ماه به ارتفاع سی سانتی‌متر خود را بالا و پایین می‌کشد و جزر و مد ناشی از خورشید نیز به آن پانزده سانتی‌متر اضافه می‌کند. یعنی در موقع ماه کامل و ماه نو، ما ستارگان را به هنگام ظهر و شب به اندازه‌ی تقریباً نیم متر نزدیک‌تر از هنگام صبح و عصر می‌بینیم.
باید اضافه کرد که به نحوی مشابه، جزر و مدهای قاره‌ها صرفاً هماهنگ و هم‌زمان با حرکت ظاهری ستارگان جریان پیدا نمی‌کنند. دانشمندان بن توانستند تعیین کنند که حرکت پوسته‌ی زمین، با اختلاف زمانی دو ساعت، در جریان است. در دیدی کلی، اندازه‌گیری‌های نسبتاً دقیق علمی، براورد ماجراجویانه‌ای به دست داده است: اگرچه ما معتقدیم که با دو پا بر روی زمینی سفت ایستاده‌ایم، اما درواقع این‌طور نیست و ما درحقیقت در تعویض موقعیت ماه و خورشید مانند یو یو به بالا و پایین حرکت داده می‌شویم.
تعویض جزر و مد، طبیعتاً بدون تأثیر برروی جسم زمین نیستند. این تأثیر از دو جنبه قابل بررسی است. یکی حرکات تکتونیک پوسته‌های قاره ای که در اثر سایش با یک‌دیگر یا زیر رَوی یک صفحه، زلزله‌ها و آتش‌فشان‌ها و فرایندهای کوه‌زایی شکل می‌گیرند. مسلماً جزر و مدهای خشکی عامل محرکی در حرکت صفحات تکتونیک قطعات پوسته‌ی زمین نسبت به یک‌دیگر است. دوم این که جزر و مد باعث ترمز تدریجی حرکت چرخشی زمین می‌شود. زمین که، با چرخشش به دور خود، خود را بین دو مد کوهی، که هم‌چون دو کفشک ترمز عمل می‌کنند، جلو می‌راند باعث می‌شود که آب اقیانوس‌ها دو بار در روز به سوی قاره‌ها حرکت کنند. همین سایش سنگ‌ها در زیر هم در اثر تعویض جزر و مد (آب‌ها و قاره‌ها)، باعث تضعیف و مصرف انرژی جنبشی زمین می‌شود. با هر حرکت دورانی زمین، مقدار کمی از انرژی جنبشی چرخشی زمین به گرما تبدیل می‌شود، و درنتیجه به تدریج، حرکت چرخشی زمین کم و کم‌تر می‌شود تا زمانی که زمین از حرکت بازایستد. قابل توجه است که اندازه‌گیری‌های دقیق صورت گرفته روی زمان یک دور چرخش زمین به دور خود (عمدتاً با استفاده از ساعت‌های اتمی بسیار دقیق) نشان‌دهنده‌ی طولانی‌تر شدن تدریجی این زمان در طول بیش از یک‌صد سال اخیر است.
منبع: راسخون