KAS YRA POTVYNIAI IR ATOSLŪGIAI IR IŠ KUR JIE ATSIRANDA?
Kalbėdami
apie potvynius ir atoslūgius, mes šiuos reiškinius paprastai
siejame su vandenynais, nes jau senovėje žmonės atkreipė dėmesį
į tai, kad vandenyno lygis krinta du kartus per parą, ir po kurio
laiko pakyla ligi anksčiau buvusio lygio. Taip pat buvo pastebėta,
kad šis tolygiai pasikartojantis kilimas ir kritimas turi kažkokį
ryšį su Mėnulio fazėmis. Tik XVII šimtmetyje didysis anglų
mokslininkas Niutonas išaiškino šio reiškinio prigimtį ir kodėl
jis pasikartoja reguliariai. Niutonas įrodė, jog potvyniai ir
atoslūgiai kyla dėl to, kad Mėnulis ir Saulė skirtinga jėga
traukia kūnus, esančius Žemės paviršiuje ir jos gelmėse. Šis
skirtumas atsiranda todėl, kad traukos jėga mažėja kartu su
atstumu, vadinasi, kūnai, esantieji Žemės paviršiuje, atsuktame į
Mėnulį arba į Saulę, yra jų traukiami stipriau, negu kūnai,
esantieji Žemės viduje arba priešingoje pusėje.
Mėnulio
masė yra maždaug 27 milijonus kartų mažesnė už Saulės masę,
tuo tarpu Mėnulis yra keturis šimtus kartų arčiau Žemės. Bet
potvynius sukelianti jėga, tiesiog proporcinga masėms, gali būti
laikoma atvirkščiai proporcinga nutoltų kubui. Todėl mažo, arti
esančio Mėnulio įtaka yra 2,2 karto didesnė, negu didžiulės,
bet milžiniškai nutolusios Saulės įtaka. Taigi vykstančius
potvynius sukelia dviem trečdaliais Mėnulis ir tik vienu trečdaliu
Saulė.
Potvynio
jėga atsiranda ne tik toje Žemės pusėje, kuri atgręžta į
Mėnulį arba į Saulę, bet ir tiesiai priešingoje pusėje,
veikiant išcentrinei jėgai, kuri yra lygi
Mėnulio
arba Saulės traukos jėgai, tačiau kurios kryptis yra priešinga.
Todėl Mėnulis, apsisukdamas aplink Žemę per 24 valandas 50
minučių, sukelia dvi potvynio bangas, kurių kiekviena apibėga
visą Žemę. Lygiai tokias pat bangas sukelia ir Saulės trauka, bet
čia ciklas įvyksta per parą — lygiai per 24 valandas. Jaunatyje
ir pilnatyje Saulė, Žemė ir Mėnulis yra vienoje tiesiojoje. Tuo
metu abi potvynių bangos susideda, ir potvyniai pasiekia didžiausią
aukšti. Pirmoje ir paskutinėje Mėnulio fazėje potvyniai,
atvirkščiai, yra mažiausi, nes tuo metu kampas tarp Saulės ir
Mėnulio Žemės atžvilgiu sudaro 90°, ir tikrasis bangos aukštis
yra lygus Saulės ir Mėnulio potvynių skirtumui. Potvynio bangos
nepaliaujamai bėga aplink Žemę paskui Mėnulį dydis priklauso ne
tik nuo šviesulių padėties.
Pavyzdžiui,
prie vandenyno kranto potvynio banga paprastai yra pusantro arba
dviejų metrų. Vidaus jūrose, kurias su vandenynais jungia siauri
sąsiauriai, šios bangos nežymios, ir, pavyzdžiui, Baltijoje,
Svinouisdėje, jūros lygiai tarp potvynio ir atoslūgio skiriasi vos
18 milimetrų. Užtat pleištinėse įlankose ir rytiniame vandenyno
krante esančių upių žiotyse potvyniai siekia daugiau kaip 10
metrų aukščio. Pavyzdžiui, Bristolio kanale Anglijoje — 10-13
metrų, o Fundžio įlankoje (Atlanto vandenyno Kanados pakrantėje)
— net 18 metrų.
Potvynių
jėgos taip pat veikia kietą Žemės apvalkalą, deformuodamos jį.
Šie „potvyniai” buvo išmatuoti labai jautriais gravimetrais
(svorio jėgos matavimo prietaisais, naudojamais tiriant geologinę
Žemės sandarą); pavyzdžiui, Maskvoje jie siekia 30-35
centimetrus.
Atmosferoje
potvyniai reiškiasi nežymiais atmosferinio slėgio svyravimais,
taip pat periodiniais aukštutinių atmosferos sluoksnių kai kurių
savybių pakitimais.
Vandens
judėjimas, kuris vyksta potvynių ir atoslūgių metu, sudaro
energiją, kurios du trečdaliai priklauso nuo Mėnulio. Kadangi
milžiniškos šios energijos atsargos yra neišsemiamos, tai
ateityje žmogus galės ją pajungti, pavyzdžiui, darydamas
sąsiauriuose užtvankas ir statydamas elektrines, kurios išnaudos
potvynių ir atoslūgių metu vandens lygių skirtumą. Tokia
elektrinė jau pradėta statyti Prancūzijoje.