סקרני חלל
arrow-left
סקרנות אסטרונומית

איך נוצרים גאות ושפל?

piqsels.com-id-suipf.jpg

זה אכן קשור לכוח הכבידה של הירח, אבל לא כמו שאתם חושבים. קרדיט: piqsels
זה אכן קשור לכוח הכבידה של הירח, אבל לא כמו שאתם חושבים. קרדיט: piqsels
 

כל מי שבילה מספיק זמן לחופי הים התיכון יודע שפעמיים ביום מפלס המים עולה ויורד בחצי מטר בערך. באוקיינוסים התופעה קיצונית אף יותר: שם נרשמים הבדלים של כמעט עשרה מטרים בין המפלס ביום והמפלס בלילה. הימאים והאסטרונומים היוונים היו הראשונים שזיהו את הקשר בין הגאות והשפל לירח – ועד ראשית האלף הראשון לספירה כבר היה ברור שהגאות והשפל נגרמים על ידי כוח מסתורי שמפעיל הירח על הארץ. 

 

היום לכוח הזה יש שם: כבידה. אבל אם כוח המשיכה של הירח אחראי לגאות והשפל בימות ואוקיינוסים, מדוע התופעה לא מתרחשת בכל מקווה מים? מדוע אין גאות ושפל בבריכות אולימפיות, למשל? הרי כוח המשיכה של הירח פועל באותה עוצמה על כל המים בכדור הארץ, גם אלה שבבריכות ואפילו אלה שבצלחת המרק שלכם. אלא שמעולם לא ראיתם גאות ושפל במרק, נכון? וגם אם נניח שבאורח פלא כוח המשיכה של הירח מעליכם היה עושה סלקציה בין הים התיכון לצלחת המרק שלכם, זה לא מסביר למה הגאות מתרחשת באותו זמן גם בצד הנגדי של כדור הארץ, זה שדווקא הכי רחוק מהירח.  

 

ובכן, הגאות אינה נוצרת בגלל השפעת כבידת הירח על גל כזה או אחר, אלא על... – תחזיקו חזק – כדור הארץ כולו! 

 

640px-Gorey_Harbour_at_low_tide.jpg

שפל בנמל בג'רזי, ארצות הברית. קרדיט: FoxyOrange
שפל בנמל בג'רזי, ארצות הברית. קרדיט: FoxyOrange
 

המסה של הירח אומנם קטנה בהרבה מזו של הארץ (רק 1.2% ממסת הארץ), אבל הוא קרוב אלינו כל כך, יחסית, עד שכוח הכבידה שלו מותח את כדור הארץ על ציר הארץ–ירח, ומכווץ את כדור הארץ בציר האנכי לציר הארץ–ירח. לכן, צורת כדור הארץ היא למעשה אובלית במקצת; מעין ביצה שקודקוד אחד שלה פונה לירח וקודקוד אחר שלה פונה בכיוון ההפוך מהירח. 

 

מדוע זה קורה? משום שהאזורים בכדור הארץ הקרובים לירח נמשכים אליו בעוצמה רבה יותר מהאזורים הרחוקים יותר. התבוננו בתרשים הבא: נקודה א על פני כדור הארץ, הקרובה יותר לירח, נמשכת יותר מנקודה ב, שנמשכת יותר מ-ג, שנמשכת יותר מ-ד. 

 

 

 

ופירוש הדבר שכדור הארץ כולו נפחס מעט, וכך גם המים שעל פניו. גופי המים הגדולים נמשכים גם הם כלפי הירח באופן לא אחיד, ו"נפחסים" באופן שגורם להם להידחק בשתי הבליטות שנוצרות, קצת כמו פצעון שמתנפח כאשר מוחצים אותו משני הצדדים: 

 

Field_tidal.png

תנועת המים הנדחקים כלפי חוץ במהלך הגאות. בכל נקודה, מים דוחפים מים שדוחפים מים שדוחפים מים, וכך נוצרת בליטת גאות בקו ישר על ציר הירח. קרדיט: Krishnavedala
תנועת המים הנדחקים כלפי חוץ במהלך הגאות. בכל נקודה, מים דוחפים מים שדוחפים מים שדוחפים מים, וכך נוצרת בליטת גאות בקו ישר על ציר הירח. קרדיט: Krishnavedala
 

מסיבה זו אנחנו לא רואים גאות ושפל בקערת מרק למשל. זה לא שהירח אינו מושך גם את המים בקערה, אלא שהלחץ אינו מספיק כדי ליצור גאות ושפל נראים לעין – כי אין מספיק מים. רק בים הפתוח – וכמובן באוקיינוסים – הלחץ הגלובלי הזה מתבטא בעלייה של ממש במפלס.

 

הבליטות האלה, כמובן, אינן נשארות באותו מקום, כי הירח סובב סביב כדור הארץ. כך אזורים שונים על פני כדור הארץ זוכים "ליהנות" מתופעת הגאות (בבליטות) והשפל (בצדדים הפחוסים יותר):

 

 

Tide_animation.gif

אנימציה המדגימה את בליטות הגאות של כדור הארץ ביחס לירח (לא בפרופורציה, כמובן). נקודות השפל הן בחלקים האנכיים לציר הירח, ה
אנימציה המדגימה את בליטות הגאות של כדור הארץ ביחס לירח (לא בפרופורציה, כמובן). נקודות השפל הן בחלקים האנכיים לציר הירח, ה