一些人常常把地球潮汐力簡單的歸結于大海的漲潮和退潮,對這種現象迷惑不解,于是問:地球的潮汐力事怎麼産生的呢?
其實潮汐力是一切天體之間都有的一種性質,是萬有引力的本質屬性,并不是地球所特有,也不單單是指漲潮和退潮。引力源對物體産生的作用是不均衡的,這是由于物體上各點到引力源的距離不一樣,受到的引力大小就不同,從而産生了引力差,對物體産生撕扯效應,這就是潮汐力。在這種力的長期作用下,天體的自轉就會越來越慢,最終被鎖定。首先是小天體被大天體鎖定,然後是相互鎖定。
我們地球與月球的關系就是這樣。月球誕生時,自轉是很快的,在地球引力潮汐力的作用下,就被漸漸鎖定了。現在的月球自轉與公轉高度一緻,月亮圍繞着地球轉一圈,自己也自轉一圈,這樣就永遠是一面對着地球。
在太陽系很多行星的衛星都已經被潮汐鎖定。理論上說,所有互相圍繞着旋轉的星球最終都将被潮汐鎖定,地球也不例外,隻是時間未到而已。
潮汐力會改變天體的形狀,但不會改變天體的體積。
一個圓形天體,受到引力最大的那一部分會被拉扯凸起,這樣這個球體就會變得橢圓,相對應的另一面由于是引力最差的,因此也會凸起。
地球與月球的潮汐力是互相影響的,地球作為大天體,對月球的潮汐力影響應該更大。但由于月球月殼和月幔都是剛性的了,隻有月心附近還有一層熔融狀半流體,因此地球的潮汐力導緻月球的變形就不明顯,一般看不出來,隻有用精密儀器才能測量出來。
月球對地球的潮汐力就很明顯了,這是因為地球表面覆蓋着70的海洋,水是流體,這些海水在月亮的引力作用下,就随着月亮的移動不停的漲潮退潮,月亮在哪,那裡的海水就漲得最高。而對應的地球另一面由于受到的引力最小,在地球離心力的甩力下,海水也同步漲起來。相對月亮兩側的地球海水就被上下的海水吸了下去,處于落潮狀态。
除了月亮,太陽也對地球有較大的潮汐力,所以随着地球的轉動,對着太陽的那個點潮水也會漲起來。
但太陽距離地球比月亮遠多了(近400倍),相對來說潮汐力影響就比月亮小多了。加上月亮與太陽常常不在一條線上,互相拉扯的結果就會大大減弱潮水的漲勢。當太陽地球與月亮處于一個三角地帶時,太陽與月亮的潮汐力抵消的最大,這時候出現的漲潮就最小,因此叫小潮。
當月亮地球太陽三顆天體在一條直線上時,太陽和月亮的引力潮汐力疊加起來,就是潮水最大的時候,叫大潮。這個時候一般就是陰曆的初一或者十五,沒有月亮或者月圓的時候。
沒有月亮的時候是因為太陽躲在了月亮背面,全部的陽光都被月背擋掉了;月圓的時候是因為在地球夾在太陽與月亮中間,月亮正面對着太陽,陽光全覆蓋月亮正面。
但平時太陽、地球、月亮這三個天體在一條直線上并不是那麼直,還是有一定的角度錯開。
如果真正直線就是日全食或者月全食的時候,地球在太陽和月亮正中間,地球擋住了陽光,陰影就擋住了月亮,就成為月全食;而月球在太陽和地球的正中間,月球擋住了太陽,地球在月亮的陰影裡就看不到太陽,就是日全食。
這個時候日月引力疊加的潮汐力應該是最大的。
月亮的潮汐力不光影響地表的水,還會影響地殼下面的地幔流體(俗稱地火)和闆塊運動,研究表明,地震和月震都與潮汐力的影響有重大關聯。
越大的天體潮汐力越大。在宇宙中黑洞的潮汐力最大,使靠近它的天體以及一切物質都會被巨大的潮汐力撕碎。如果一個人靠近黑洞,頭腳收到的引力就會完全不同,從而把人拉成一根很長很長的面條。
每兩個天體都有其洛希極限,就是到了這個極限距離,潮汐力就會把靠近大天體的小天體撕碎。
木星的光環就可能是一個靠近木星的衛星或者彗星,到了洛希極限被撕碎形成的。我們的月球與地球的剛體洛希極限為9495665米,就是說如果月球靠近地球隻有9495公裡時,就會被地球巨大的潮汐力解體成碎塊。
剛體衛星洛希極限計算公式為:
其中R是衛星所環繞的星體的半徑,ρM是該星體的密度,ρm是衛星的密度。
這就是地球潮汐力的來由。
如果僅僅認為地球潮汐力就是漲潮退潮,這種理解是有誤的。如果單單說地球潮汐力是怎麼形成的,這種說法也是不科學的。因為潮汐力是所有天體引力導緻的一種常态,地球潮汐力也是一樣,并沒有什麼特殊。
反正本文已經對這兩種意思都做了回答,不知讀者們看明白了沒有。
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