Жизнь моря

Жители морского побережья давно уже заметили связь между приливами и движением этих светил. В течение лунных суток (то-есть за 24 часа 50 минут) дважды происходят приливы и отливы. Также и в течение солнечных суток происходит дважды поднятие и опускание воды. Лунный прилив запаздывает по отношению к солнечному, и это является одной из причин ежедневных различий в моментах и высотах полных и малых вод. Кроме того, на силу приливов в данном месте влияет то обстоятельство, что в течение месяца меняется расстояние от Земли до Луны, а в течение года — от Земли до Солнца.

Хотя масса Солнца во много раз больше массы Луны, но притягательное воздействие Луны на воды Земли оказывается сильнее, так как Луна значительно ближе к Земле, чем Солнце. На частицы воды оказывает воздействие также и центробежная сила, происходящая от вращения Земли.

Если бы на поверхности Земли не было материков и вся Земля была бы покрыта ровным слоем воды, то воздействие Луны на Мировой океан проявилось бы так: в ближайшей к Луне области океана в силу притяжения произошел бы подъем воды навстречу Луне, то-есть образовалась бы выпуклость — полная вода. Одновременно в противоположной части Мирового океана центробежная сила (действующая всегда в направлении от Луны) вызвала бы подъем воды — прилив. В частях океана, расположенных перпендикулярно к линии воздействия Луны, силы притяжения Луною и центробежная действуют взаимно противоположно. Следовательно, равнодействующая этих двух сил направлена к центру Земли. Здесь уровень вод падает, здесь наблюдалась бы малая вода.

Схема образования прилива.

Наличие материков и различие глубин в океанах искажает «теоретическую» картину приливо-отливных явлений. Так, в закрытом Черном море приливов почти нет.

Равнодействующая сил притяжения и центробежной называется приливообразующей силой. Одновременно приливообразующая сила оказывает различное влияние на частицы воды, находящиеся в различных точках Земли. Но в течение суток ее влиянию подвергнутся все точки водной поверхности Земли. Подъем вод будет следовать за движением Луны вокруг Земли. Так как Луна обойдет в течение 24 часов 50 минут земной шар, то, очевидно, в Мировом океане в каждом месте дважды в течение суток — в ближайшем к Луне месте и в противоположном — произойдет поднятие, а в других местах дважды опускание вод в результате следования приливной волны за движением Луны.

Вычисления показали, что приливообразующая сила Солнца немного менее половины (0,43) приливообразующей силы Луны. Когда Солнце и Луна располагаются по одной прямой с Землей, то частицы воды находятся под действием обоих светил, и, естественно, это вызовет максимальный прилив. Такие приливы называются сизигийными. Но может быть и противоположное явление, когда Луна и Солнце находятся на линиях, перпендикулярных друг к другу; при этом силы двух светил направлены в разные стороны. Такие приливы называют квадратурными. Приливообразующая сила в сизигийный прилив примерно втрое больше, чем в квадратурный. Очевидно, и величина прилива будет в квадратурный прилив наименьшей. Сизигийные приливы происходят около новолуния и полнолуния, а квадратурные — около первой и последней четверти Луны.

Вследствие трения воды о дно океана и инерции приливная волна не поспевает в точности за движением Луны. Получается расхождение. Среднюю величину, характеризующую это различие между временем прохождения Луны через меридиан места (кульминации) и временем наступления полной воды, называют «прикладной час».

Зная прикладной час в районе, где приливы полусуточные, можно вычислить момент полной воды на любой день месяца. Для составления приливных таблиц пользуются приливопредсказательной машиной. Она автоматически на бумажной ленте вычерчивает характер будущего прилива, учитывая все условия, его определяющие.

Существует несколько проектов непосредственного использования приливов в технике, но все они пока еще недостаточно совершенны. А ведь если бы мы могли использовать приливы и отливы на всем земном шаре в качестве источника электроэнергии, то средняя годовая мощность от этого источника энергии дала бы 8 000 000 000 000 000 000 киловатт, то-есть 8 квинтильонов киловатт!

Приливо-отливные явления создают настолько своеобразные условия жизни, что развилась особая прибрежная фауна и флора, не погибающая при уходе воды. Во время отлива большинство плавающих уходит вместе с водой. Многие скопляются в ямках и углублениях, глубоко зарываются в ил и песок или подлезают под камни. Но главная масса донных организмов ведь неподвижна. Одни плотно закрывают створки своих раковин, другие прячутся в домики. Интересно, что многие водоросли, живущие в зоне прилива, не боятся временного обнажения, тогда как их собратья из более глубоких частей моря погибают от обсыхания или охлаждения.