Суперлуние это процесс смещения водных масс земли за счет силы притяжения луны

2.3. ПРИЛИВО-ОТЛИВНЫЕ ЯВЛЕНИЯ И ИХ ФИЗИЧЕСКИЕ ПРИЧИНЫ

Гравитационное влияние Солнца и Луны сказывается на всех оболочках Земли — воздушной, водной и земной, несмотря на огромные расстояния, отделяющие их от Земли. Отметим что само понятие гравитации как физического фактора стало известно лишь к середине XVII в» когда этот термин был введен великим физиком Исааком Ньютоном. Затем, после многочисленных работ ученых разных стран, выполненных в XIX и ЛХ вв., стали ясными физические основы гравитационного влияния на Землю Луны и Солнца. Это влияние, как прямое так и косвенное, очень многообразно [Adderley Е.Е. 1963- Biee Е. 1963; Bell В., DeFouwR., 1964; Davidson Т. W. Martynb F 1964; Michel F. C. et al., 1964; Stolov H., Cameron A., 1964; Carpenter T: et al., 1972; Lieber A. L., 1978a]. Самыми значительными из них являются океанические приливы, разные по своим масштабам и амплитудам в различных географических пунктах Земли [Максимов И. В. и др., 1970; Картер С., 1977; Марчук Г. И Каган Б. А., 1983; Bouteloup J., 1979]. На протяжении тысячелетии люди наблюдали морские приливы и отливы и убедились в их тесной связи с фазами Луны и в сопряженности изменении в окружающей среде с временем наступления этих фаз Многовековые наблюдения привели ученых к выводу о важном значении Луны для природных процессов и о ее существенном влиянии на человека: через озоновый слой, геомагнитную активность, осадки [Currie R., 1988]. «Наше исследование Луны, наше будущее, возможно, в значительной мере зависят от более глубокого понимания приливообразующего действия Луны на Землю» [Картер С., 1977].

Наиболее интересным моментом во всей проблеме приливов является тот факт, что грандиозный по своим масштабам процесс, охватывающий всю Землю, все ее оболочки, вызывается ничтожными по своей величине колебаниями силы тяжести (рис. 4). Достаточно сказать, что в результате лунно-солнечного притяжения масса тела, например, в одну тонну, изменяется всего на 0,2 г. О величине изменения силы тяжести можно судить по следующим цифрам: ускорение силы тяжести на Земле равно 982,04 см/с^ (g= 982,04 гал), а максимальное изменение за счет влияния Луны и Солнца составляет всего 240,28 мкгал (или 0,24 млгал), т. е. 100-тысячные доли процента от g. Причем из них 164,52 мгал приходится на действие Луны и 75,76 мгал — на долю гравитационного влияния Солнца. Эти ничтожные по своей величине гравитационные силы оказываются достаточными, чтобы приводить в непрерывное движение миллиарды тонн воды, земной тверди и воздушных масс.

Приливные явления возникают за счет совместного гравитационного действия Луны и Солнца на Землю. Наибольшее влияние оказывает Луна, которая несмотря на свои несоизмеримо малые размеры по сравнению с Солнцем, находится на более близком к Земле расстоянии (356000 км), чем Солнце (150-10^ км). Морские и океанические приливы и отливы, повторяющиеся 2 раза в сутки, легко заметны наблюдателю по периодическому повышению и понижению уровня воды в прибрежных районах. Взаимное расположение Земли, Луны и Солнца в космическом пространстве все время изменяется и поэтому величина приливов также изменяется. Ее определяют с помощью приборов, измеряющих высоту поверхности воды во время приливов.

Приливы достигают максимума в новолуние и полнолуние (сизигийные приливы, от латинского слова «сизигий» — соединение), когда Луна и Солнце оказываются на одной прямой линии с Землей. Минимальные приливы, называемые квадратурными (от латинского слова «квадратура»-четверть), наблюдаются в фазе первой и последней четверти Луны, когда разница астродолгот Луны и Солнца составляет 90°, т. е. они располагаются под прямым углом друг к другу (рис. 5).

Менее известны земные и атмосферные приливы [Мельхиор П., 1968; Чепмен С., Линдзен P., 1972], которые не так очевидны, как океанические и морские, но они также имеют глобальные масштабы. Так, в верхней мантии Земли, в самой внешней оболочке земной коры, сила притяжения Луны и Солнца вызывает периодические подъемы и опускания поверхности, наблюдаемые с помощью гравиметров, измеряющих локальные изменения силы тяжести. Под влиянием Луны поверхность Земли поднимается максимально на 35,6 см и опускается на 17,8 см, в то время как Солнце вызывает колебания поверхности соответственно вверх до 16,4 см и вниз до 8,2 см. Общий размер лунно-солнечных колебаний земной поверхности составляет 78 см: под влиянием Луны на 53,4 см и Солнца24,6 см.

Таково своеобразное «дыхание» Земли — движение ее поверхности под влиянием гравитационных сил. Как отмечалось выше, эти грандиозные по масштабам подвижки водных и земных слоев происходят под влиянием ничтожных по величине гравитационных воздействий, составляющих миллионные доли от модуля земной силы тяжести. Непрерывное движение земной поверхности приводит к большим изменениям в структуре земной коры, скорости вращения Земли вокруг своей оси, параметров орбитального движения и других геофизических явлений (в частности, к дрейфу континентов, сдвигу океанических плит, увеличению разломов и даже частоты происходящих землетрясений) [Necovetics О., 1984].

В атмосфере под влиянием гравитационного воздействия Луны и Солнца также происходят большие по своим масштабам изменения, усиленные еще дополнительно периодическим нагревом ее от Солнца. Показателем атмосферных приливов служит изменение давления воздуха, измеряемое барометром. Следует помнить, что приливная сила, возникшая от гравитационного воздействия Луны и Солнца, в любой точке каждой из оболочек Земли непрерывно изменяется из-за вращения нашей планеты и ряда других факторов. Однако сама характерная волна в течение суток сохраняется, только трансформируясь по форме и амплитуде в зависимости от географической широты места. В структуре этой волны имеются две основные составляющие-лунная и солнечная, в которых с помощью метода гармонического анализа выявляется несколько компонент: долгопериодные (недельные и месячные) и короткопериодные (суточные, полусуточные и третьсуточные) [Марчук Г. И., Каган Б. А., 1983].

Для последующего медико-биологического анализа влияния Луны важна не только вся тонкая структура спектра лунносолнечных волн и полуволн, но главным образом наличие коротко- и долгопериодных составляющих, которые определяют биоритмику живых организмов. Например, при анализе циркадианной биоритмики исследователям важно знать, что в приливных явлениях имеется доминирующая полусуточная волна (Ма) с периодом, равным 12 ч 25 мин, соответствующая полусуточному приливу, и солнечная приливная волна (82) с периодом в 12 ч 00 мин. Долгопериодные составляющие-месячная и двухнедельная-имеют период соответственно 27,555 и 13,661 сут. Эти периоды важны, так как проявляются в биоритмике самых различных процессов в организме, указывая тем самым на возможную роль гравитационных приливообразующих сил как внешнего синхронизатора [Браун Ф» 1964, 1977; ХауэншилдК., 1964; Василик П. В., Галицкий А. К., 1977, 1979; Чернышев В. Б., 1980; Нейман Д» 1984; Garzino S., 1982a; Brown F. A., 1983].

Приливы, связанные с действием гравитационных сил Луны и Солнца, отличаются чрезвычайным разнообразием в разных географических точках Земли, что зависит от многих физических факторов. Но при рассмотрении их суточной динамики можно выделить 3 основных типа — суточные, полусуточные и смешанные, или комбинированные [Марчук Г. И» Каган А. Б., 1983; Нейман Д» 1984].

Суточные приливы происходят один раз в сутки и обусловлены действием двух составляющих приливообразующей силы с периодами в 25,8 и 23,9 ч. В ряде мест земного шара (например, у берегов Мексики) в динамике суточных приливов каждые 13–14 дней (в среднем 13,66 дня) наблюдается сдвиг фазы на 180°, коррелирующий с 1/2 цикла склонения Луны (напомним, что тропический лунный месяц равен 27,32 дня), т. е. с пересечением Луной каждые 13,66 дней плоскости небесного экватора. Здесь зримо видно, как движение нашего спутника в пространстве вызывает регулярные изменения геофизических процессов.

Полусуточные приливы отмечаются 2 раза в сутки с периодом в 12,4 ч. Амплитуда их варьирует в течение синодического месяца (29,53 дня) от максимального значения в полнолуние и новолуние до минимальных в различные четверти Луны. Изменения амплитуд составляют полусинодический цикл соответственно смене лунных фаз. Сизигийные приливы повторяются каждые 14–15 дней (в среднем 14,76 дня). Смешанные (комбинированные) приливы имеют различную амплитуду подъема воды и отличаются неравенством периодов, — они наблюдаются у побережья Тихого океана, Австралии, Аравийского полуострова. Мы специально подробно останавливаемся на типах приливных ритмов, поскольку в биологии подразделяются приливные и лунные ритмы [Чернышев В. Б. 1980; Нейман Д., 1984]. Как указывают цитируемые авторы, имеются эндогенные ритмы с пиками активности, повторяющимися каждые 12,4 ч. Они поддаются захватыванию приливными циклами («околоприливные» ритмы) и большинство из них не отличается устойчивостью и точностью, присущими циркадианным ритмам [Нейман Д., 1984, с. 12].

Кроме того, отмечается, что некоторые виды могут обладать ритмом с удвоенным приливным периодом, равным 24,8 ч. Это обусловлено адаптацией к местному профилю приливов. Исследования показывают, что восприятие приливного фактора во время ежедневной чувствительной фазы связано с циркадианным ритмом и зависит от него. Приливные ритмы могут быть также модулированы суточными циклами освещенности и полумесячными приливными составляющими, что приводит к сложной ритмике у конкретных видов, живущих в определенных экологических условиях. Одновременно с этим у разных видов наблюдаются лунные ритмы, связанные с непосредственным действием лунного света и сменой лунных фаз (сизигийные и синодические ритмы). Эти ритмы прослеживаются у водных и наземных видов независимо от приливных циклов [Чернышев В. Б., 1980; Нейман Д» 1984]; их особенности рассмотрены ниже.

Источник

Луна влияет на приливы, но не двигает другие предметы. В чем секрет?

Ученые и большинство людей прекрасно знают о таком явлении как приливы и отливы морской воды. Более того, уже давно установлено, что на огромные массы воды оказывает непосредственное влияние Луна. У многих людей, кто интересует природными явлениями, возникает закономерный вопрос – почему Луна не может также притягивать более мелкие предметы на Земли?

Силы единственного спутника Земли действительно хватает, чтобы океанские воды перемещались по поверхности планеты. Однако когда речь заходит о менее крупных объектах, притяжении не срабатывает. Давайте вместе разберемся в этом вопросе.

Почему возникают приливы

Стоит отметить, что многие люди заблуждаются, когда говорят о силе притяжении Луны. Они считают, что силы спутника достаточно, чтобы двигать огромные массы воды в морях и океанах. В действительности притяжении Луны имеет определенную силу, но его практически компенсирует сила притяжения Земли.

Главные причины такого явления следует искать в неравномерном распределении силы притяжения спутника по отношению к поверхности нашей планеты. Кроме того, на движение океанских вод влияет центробежная сила, которая возникает за счет вращения Земли.

Однако центробежная сила не настолько велика, поэтому оказывает лишь непосредственное влияние на уровень земных вод. Большее влияние на приливы и отливы оказывает неоднородность силы притяжения Луны.

Тут следует обратиться к Закону всемирного тяготения, которые говорит о том, что притяжение двух тел увеличивается при уменьшении расстояния между ними. В этом и вся суть непостоянства лунного притяжения. Дело в том, что спутник вращается по эллиптической орбите, Луна периодически отдаляется и приближается к Земле.

Как уже было сказано выше, на силу притяжения влияет расстояние между телами. Например, когда Луна находится над водами Тихого океана, она будет увеличивать силу притяжения. В это же время мировые воды на обратной стороне Земли будут испытывать меньшие силы. Также не стоит забывать про силы притяжения Земли, которые не позволяют Луне поднимать воду прямиком в космос.

Мелкие предметы вне притяжения

Мы подошли к ответу на первоначальный вопрос. Почему же лунное притяжение не поднимает в космос пыль и другие предметы с Земли? Все очень просто! На более мелкие частицы действуют практически одинаковые силы притяжения с двух сторон. На них не могут влиять другие небесные тела, даже Солнце. Вода же находится в жидком состоянии, поэтому ее общая масса достаточно массивная.

Кстати, силы притяжения воздействуют и на менее крупные водоемы. Например, на самом большом в мире озере с пресной водой Байкале, также можно наблюдать незначительные изменения уровня воды.

Больше познавательного материала вы сможете найти на сайте «Космогид» . Изучайте космос и Вселенную вместе с нами!

Источник

Лунно-солнечные приливы на Земле

Рассмотрим механизм влияния гравитационных сил на примере нашей Земли.
На нее самое большое влияние оказывают Солнце и Луна. Но, хотя для земного шара величина силы тяготения Солнца почти в 200 раз больше, чем силы тяготения Луны, приливные силы, порождаемые Луной, почти вдвое больше порождаемых Солнцем. Это происходит из-за того, что приливные силы зависят не от величины гравитационного поля, а от степени его неоднородности. При увеличении расстояния от источника поля неоднородность уменьшается быстрее, чем величина самого поля. Поскольку Солнце почти в 400 раз дальше от Земли, чем Луна, то приливные силы, вызываемые солнечным притяжением, оказываются слабее. Рис 2.

Другими словами можно сказать, что приливные силы Луны являются более «поверхностными», локальными, местными и больше влияют на океан и верхние слои мантии, тогда как солнечная гравитация более равномерна и воздействует на все тело планеты и ее можно считать примерно одинаковой в любой точке Земли.
При вращении Земли эти две силы суммируются и приливная волна представляет собой суперпозицию двух волн, образовавшихся в результате гравитационного взаимодействия планетной пары Земля = Луна и гравитационного взаимодействия этой пары с центральным светилом — Солнцем.
Таким образом, здесь и далее под словами «Лунный прилив» подразумевается прилив, вызванный суммарным воздействием Солнца и Луны на тело планеты.

Кроме приливов на обращенной к Луне стороне Земли существуют приливы на противоположной стороне, по величине примерно одинаковые. Наличие такого явления в литературе объясняется уменьшением сил притяжения Луны и центробежными силами, возникающими при вращении связки Земля-Луна. Но тогда у Луны тоже возник бы прилив на обратной стороне, и был бы там все время, ведь она не поворачивается относительно Земли, тем более что движется она на большем расстоянии от центра масс, чем противоположная сторона Земли. Но известно о смещении центра тяжести и вытянутости Луны в сторону Земли, а прилива на невидимой стороне нет. Вдобавок, как уже было сказано, приливы вызваны не только Луной, а суммарным воздействием с Солнцем и центр масс тогда уже надо искать для трех планет.
Если сравнить силы, действующие на поверхность Земли в местах отлива (т.2) и прилива на «теневой» от Луны части Земли (т.1), то силы притяжения в «тени» должны быть больше т.к. к притяжению от центра Земли добавляется, хоть и ослабленное, притяжение Луны и Солнца и уровень океана в т.1 должен быть ниже, чем уровень при отливе в т.2, на самом деле он почти такой как в т.3. Как по-другому можно объяснить это?
Если следовать гипотезе, то можно предположить что тяжелая часть ядра Земли, следующая за Луной и Солнцем, настолько далеко смещается от противоположного края Земли, что дает о себе знать квадрат расстояния и сила притяжения от ядра на поверхности ослабевает, что и вызывает приливной эффект. Другими словами сила притяжения в точке на Земле зависит не только от положения Луны и Солнца, но и следующего за ней центра массы Земли.

Рис 5. Силы, действующие на точки, на поверхности Земли, при равномерном распределении масс.

Рис. 6
Силы, действующие на точки, на поверхности Земли, при смещенном центре.

По-видимому, некогда подобные процессы происходили и на Луне. В процессе остывания тяжелые массы внутреннего вещества сгруппировались в основном в обращенной к Земле стороне планеты, превратив, таким образом, Луну в своеобразного «Ваньку-встаньку», заставив ее поворачиваться к нам одной и той же тяжелой стороной.
Это подтверждается еще и тем, что ранее, а это известно, она обладала сильным магнитным полем, а теперь только остаточным.
Об ее былом вращении также говорит наличие метеоритных кратеров на всей поверхности , а не только на стороне обращенной в сторону космоса.

Таким образом, сила притяжения Земли не только удерживает (вместе с силой притяжения Луны) Луну на орбите спутника, но и заставляет ее поворачиваться, а на это тратится энергия.

Движение ядра Земли приводит к разогреву внутренних структур планеты,что может быть как альтернатива теории поддержания температуры ядра за счет термоядерных процессов. Которая выглядит весьма сомнительной. Тогда мы-бы давно были как минимум лысыми, если не хуже.

Источник