Maan vuorovesi

Maan vuorovesi ( eng.  earth tide ) on Maan kappaleen värähtely ( tasapinnan muutos ) vuorovesivoimien [1] vaikutuksesta Kuun ja Auringon vetovoiman vaikutuksesta . Siirtymäamplitudi on noin 0,5 metriä [1] . Tärkeimmät maanpäällisten vuorovesien jaksolliset komponentit ovat puolivuorokausivaihteluita, mutta vaihteluita on myös päivittäin, puolivuosittain ja kahden viikon välein.

Tidal Force

Suurin osa jaksollisista gravitaatiovoimista tulee Kuusta. Luvut osoittavat Kuun tuottaman vuorovesivoiman , kun Kuu on täsmälleen yli 30° N. sh. (oikealla olevassa kuvassa) tai 30 ° S. sh. (kuvassa vasemmalla. Punainen väri osoittaa voimaa, joka on suunnattu ylöspäin (Maan keskustasta), sininen - suunnattu alaspäin (Maan keskustaan) Jokaisessa kuvassa yksi punainen alue on Kuun alla , toinen vastakkaisesta pisteestä. Jos esimerkiksi tällä hetkellä Kuu on suoraan 30° N yläpuolella (oikea kuva), 90° W, niin yhden punaisen alueen keskipiste on 30° N, 90° W (Kuun alla), toisen punaisen alueen keskipiste on 30° S, 90° E (vastakkaisessa pisteessä Kuusta), ja sinertävä nauha on suuri ympyrä yhtä kaukana näistä pisteistä. päivä, joka antaa päivittäisen voimanvaihtelujakson. Päiväntasaajalla kahden samansuuruisen voimahuipun (ja kahden painauma) ilmaantuminen vastaa puolipäiväistä värähtelyjaksoa.

Maan vuorovesi

Maan vuorovesi peittää koko maapallon, eikä sitä estä ohut kuori ja pinnalla olevat maamassat mittakaavassa, joka tekee kivien jäykkyydestä merkityksettömän. Vaikka maan ja valtameren vuorovedet aiheuttava gravitaatiovoima on sama, sen vaikutus kiinteään maahan ja meriveteen on erilainen. Valtameren vuorovedet ovat seurausta samojen liikkeellepanevien voimien resonanssista Maailman valtameren säännöllisten veden liikkeiden kanssa , jotka ovat kertyneet useiden päivien aikana, joten niiden amplitudi muuttuu lyhyillä, vain muutaman sadan kilometrin etäisyyksillä. Samaan aikaan Maan luonnollisten värähtelyjen jaksot ovat suhteettomia tähtitieteellisiin aikoihin, joten maan vuoroveden korkeus määräytyy vain tietyllä hetkellä vaikuttavien voimien perusteella.

Vuorovesikomponenttien, joiden jakso on noin 12 tuntia, kuun amplitudi (ero maanpinnan pullistuman/pohjan korkeuksissa) on hieman yli kaksi kertaa auringon amplitudien korkeus, kuten alla olevasta taulukosta ilmenee. Puolipäiväinen vuorovesi (yksi maksimi noin 12 tunnin välein) on pääasiassa kuuta ja aiheuttaa sektorien muodonmuutoksia. Päivävuorovesi on kuusolaarista ja aiheuttaa tesseraalisia muodonmuutoksia [2] .

Vuorovesikomponentit

Vuoroveden pääkomponentit. Amplitudit voivat poiketa luetelluista muutaman prosentin sisällä [3] [4] .

Puolipäivittäin
Vuorovesikomponentti Kausi Pystysuuntainen amplitudi (mm) Vaakasuora amplitudi (mm)
M 2 12.421 h 384,83 53,84
S 2 (aurinkopuolivuorokausi) 12.000 h 179.05 25. toukokuuta
N 2 12.658 h 73,69 10.31
K 2 11.967 h 48,72 6.82
Päivällä
Vuorovesikomponentti Kausi Pystysuuntainen amplitudi (mm) Vaakasuora amplitudi (mm)
K 1 23.934 h 191,78 32.01
Noin 1 25.819 h 158.11 22. toukokuuta
R 1 24.066 h 70,88 10.36
f 1 23.804 h 3.44 0,43
ψ 1 23,869 h 2.72 0.21
S 1 (aurinko-päivittäin) 24.000 h 1.65 0,25
Pitkäaikainen
Vuorovesikomponentti Kausi Pystysuuntainen amplitudi (mm) Vaakasuora amplitudi (mm)
M f 13 661 päivää 40,36 5.59
M m (kuun kuukausi) 27 555 päivää 21.33 2.96
S sa (aurinko puoli vuotta) 0,50 000 vuotta 18.79 2.60
kuun solmu 18 613 vuotta 16.92 2.34
S a (aurinkovuosi) 1.0000 vuotta 2.97 0,41

Maan vuorovesien vaikutukset

Erittäin tarkkaa tietoa maan vuorovedestä on saatu käyttämällä kryogeenisiä gravimetrejä sekä ultrapitkän perusviivan radiointerferometrejä [ 1 ] . Vulkanologit käyttävät maan vuoroveden säännöllisiä, ennustettavissa olevia liikkeitä kalibroidakseen ja testatakseen herkkiä instrumentteja tulivuorten muodonmuutosten seuraamiseksi. Vuorovesi voi myös aiheuttaa vulkaanisia tapahtumia [5] .

Maan vuorovesien amplitudi on tärkeää ottaa huomioon globaalissa paikannusjärjestelmässä ja satelliittilasermittauksissa. Maan vuorovedet on myös otettava huomioon joissakin hiukkasfysiikan kokeissa , esimerkiksi CERN :ssä [6] tai National Accelerator Laboratoryssa SLAC :ssa on suunniteltu erittäin suuria hiukkaskiihdyttimiä , joissa on maan vuorovesi toimiakseen kunnolla [7] .

Vuorovedet planeetoissa ja kuuissa sekä kaksoitähdissä ja binääriasteroideissa ovat avainasemassa niiden dynamiikassa. Esimerkiksi vuorovesivärähtelyn vuoksi Kuu putoaa 1:1 spin-kiertoradan resonanssiin , minkä vuoksi se on aina Maata kohti toisella puolella. Vuoroveden vuoksi Merkurius on myös loukussa 3:2 spin-kiertorataresonanssissa Auringon kanssa [8] . Samasta syystä monien eksoplaneettojen uskotaan olevan vanhemman tähtien kanssa korkeammissa spin-kiertoradan resonansseissa [9] .

Kirjallisuus

Muistiinpanot

  1. ↑ 1 2 3 Molodensky S. M. Ebb and flow, 2015 .
  2. ↑ Melchior P. Maan vuorovedet, 1968 .
  3. ↑ John Wahr, "Earth Tides", Global Earth Physics, A Handbook of Physical Constants , AGU-viitehylly, 1 , s. 40–46, 1995.
  4. ↑ Michael R. House, "Orbital forcing timescales: an johdanto", Geological Society, Lontoo, Special Publications; 1995; v. 85; s. 1-18. http://sp.lyellcollection.org/cgi/content/abstract/85/1/1 Arkistoitu 23. kesäkuuta 2010 Wayback Machinessa
  5. ↑ Sottili G., Martino S., Palladino DM, Paciello A., Bozzano F. (2007), Effects of tidal stresses on vulcanic activity at Mount Etna, Italia, Geophys. Res. Lett., 34, L01311, doi : 10.1029/2006GL028190 , 2007.
  6. ↑ Melchior P. Maan vuorovedet, 1968 , s. 315-317.
  7. ↑ Kiihdytin liikkeellä, mutta tutkijat kompensoivat vuorovesivaikutuksia Arkistoitu 25. maaliskuuta 2010 The Wayback Machine , Stanford verkossa
  8. ↑ Noyelles, B. (2014). "Elohopean spin-kiertoradan evoluutiota tarkastellaan uudelleen". Icarus . 241 : 26-44. arXiv : 1307.0136 . Bibcode : 2014Icar..241...26N . DOI : 10.1016/j.icarus.2014.05.045 .
  9. ↑ Makarov, VV (2012). "Potentiaalisesti asuttavien eksoplaneettojen dynaaminen evoluutio ja spin-kiertorataresonanssit: GJ 581d:n tapaus." Astrophysical Journal . 761 (2) : 83.arXiv : 1208.0814 . Bibcode : 2012ApJ...761...83M . DOI : 10.1088/0004-637X/761/2/83 . 83.

 

Katso myös

  Siirry Wikidata-kohteeseen  Sanakirjat ja tietosanakirjat
Bibliografisissa luetteloissa