جزر و مد زمانی اتفاق می افتد که در دریاها و اقیانوس ها توده های آبی که به سمت ماه قرار دارند تحت تاثیر نیروی گرانش ماه، به سمت بالا می آیند و توده های آب در سمت دیگر کره زمین بالا نمی آیند.
به بالا آمدن سطح آب مد و عقب ماندن آب و بالا نیامدن آن جزر می گویند. در کتاب علوم پایه هفتم و نهم پدیده جزر و مد معرفی شده است. علت اصلی این پدیده نیروی گرانش ماه می باشد. برای شناخت این پدیده و علت پیدایش آن با این مقاله نشریه جهان شیمی فیزیک ما را همراهی کنید.
جزر و مد چیست
علت اصلی جزر و مد نیروی گرانش ماه بر دریاها و اقیانوس ها می باشد که به دلیل نرم بودن آن ها نسبت به قسمت خشکی زمین این تاثیر بیشتر خواهد بود و باعث حرکت و جابه جایی روزانه سطح آن ها می شود. یعنی آب دریاها به سمت ماه کشیده شده و برآمدگی در این ناحیه ایجاد می کند و مد در این قسمت ایجاد می شود. همچنین در طرف دیگر که کمتر تحت تاثیر نیروی جاذبه ماه هستند، آب ها اثرپذیری کمتری گرفته و عقب می مانند و به آن جزر می گویند. فاصله زمانی هر مد و جزر ۱۲ ساعت و ۲۴ دقیقه می باشد. ارتباط بین مد و جزر و طلوع و غروب ماه را اسحاق نیوتن برای اولین بار کشف کرد.
کره زمین و ماه دوجرم نابرابر هستند که به دور مرکز گرانش مشترک می چرخند و به دلیل جرم بزرگتر زمین مرکز گرانش در زیر سطح زمین است (اگر جرم برابر بود مرکز گرانش وسط آن دو می شد). با چرخش زمین به دور این مرکز نیروی گریز از مرکز ایجاد می شود که باعث جزر و مد می شود.
دلیل انجام جزر و مد در تاریخ
بعد از ارائه مدل ریاضی در قرن ۱۶ میلادی برای یک نظریه و اضافه کردن بیضی بودن مدار سیارات به این نظریه، گالیه آن را تایید کرد. سپس نیوتن با نظریه گرانش ماه و خورشید خود کمک زیادی به ارائه دلیل جزر ومد کرد. با چرخش ماه و زمین نیروی گرانشی به وجود می آید که این پدیده را به انجام می رساند.
تاثیر خورشید بر جزر و مد
خورشید نیز مانند ماه می تواند باعث ایجاد جزر و مد شود و چون جرم بزرگی دارد نیروی گرانش زیادی ایجاد می کند. ولی به دلیل فاصله بسیار زیادی که از زمین دارد (۱۵۰ میلیون کیلومتر) تاثیر کمی (نصف تاثیر ماه) در این فرآیند خواهد داشت.
انجام پدیده جزر ومد در منطقه بزرگ آبی با اثرات کششی بالا انجام می شود مثل دریاها و اقیانوس ها و در دریاچه ها و رودخانه ها به دلیل نداشتن این اثر کششی بالا، پدیده مد و جزر را نخواهیم داشت. واکنش این دریاچه ها در مقابل نیروی جاذبه ماه تا چند سانتی متر یا متر بوده و عملا تاثیری از این نیرو نمی پذیرند.
انواع جزر و مد
به اختلاف سطح اقیانوس در دو جزر و مد بلند و کوتاه دامنه می گویند. جزر ومدهایی که نتیجه قرار گرفتن خورشید و ماه در یک راستاست و با جمع شدن اثر جاذبه این دو، این پدیده با دامنه ای بزرگتر از جزر ومدهای معمولی رخ می دهد را جزر ومد کامل یا بهاری (مه کشند) می گویند. زمان وقوع این نوع جزر ومد هر ۱۴ روز یکبار و زمان کامل شدن ماه یا ماه نو می باشد. اما وقتی زمین، ماه و خورشید نسبت به هم در زاویه ۹۰ درجه ای باشند، جزر ومد ایجاد شده با کمترین دامنه (که کشند) خواهد بود. زمان رخ دادن این نوع از جزر ومد هفت روز بعد نوع بهاری آن است. بالاترین جزر ومد با اندازه ۱۱,۷ متر در خلیج فوندی اتفاق افتاد که در سال ۹۳ شمسی بود و اروپاییان شاهد آن بودند.
الگوی جزر و مد روزانه و ماهانه
با حرکت ماه به دور زمین نیروی گرانش بر زمین وارد می کند. در یک روز زمینی سمتی از زمین که رو به ماه است، آب های آن برآمده می شود. چون زمین نیز توسط نیروی جاذبه ماه کشیده می شود، با کشیدن قسمت زمینی که به سمت ماه است، قسمت دیگر زمین که پشت به ماه است آب هایش کشیده نشده و عقب می ماند. در هر شبانه روز در هر قسمت زمین دو جزر ومد با دامنه بالا و پایین خواهیم داشت.
با در یک راستا قرار گرفتن خورشید و ماه که در زمان کامل شدن ماه یا ماه نو اتفاق می افتد جزر ومد بهاری و کامل ایجاد می شود یعنی دو بار در ماه اتفاق می افتد. جزر ومد با پایین ترین دامنه نیز در اولین و سومین ربع ماه، یعنی دو بار در ماه اتفاق می افتد. در زمان جزر ومد با پایین ترین دامنه، جزر ومد با دامنه بالای ماه در مکانی که خورشید جزر ومد پایینی دارد اتفاق می افتد و جایی که خورشید جزر ومد بالایی دارد، ماه جزر ومد کمی دارد. مجموع این دو جزر ومد با کمترین دامنه می شود.
انرژی جزر و مد و مزایا و معایب آن
انرژی تجدید پذیری را که انرژی جزر ومد را تبدیل به انرژی الکتریکی می کند انرژی جزر ومد می گویند. استفاده از این انرژی معمول نشده است ولی بیشتر از انرژی خورشیدی و آبی خواهد بود. با قرار دادن سد در دریا می توان با تغییر دادن سطح مد و جزر، انرژی الکتریکی تولید کرد. بعد از سد آب از طریق کانال هایی به سمت توربین می رود و برق تولید می شود. تولید انرژی الکتریکی از این راه به عنوان یک منبع تجدید پذیر را می توان از مزیت های جزر ومد دانست. همچنین این نیروگاه ها فضای زیادی اشغال نمی کند و با تولید نکردن گازهای گلخانه ای جزء انرژی های سبز می باشد و این انرژی قابل محاسبه می باشد.
ولی این که بتوان چنین نیروگاه هایی برای تولید انرژی الکتریکی ساخت بسیار هزینه بر بوده و هم این که در همه جا و هر زمانی تولید انرژی را نخواهیم داشت. همچنین مسیر عبور کشتی ها به دلیل وجود این نیروگاه ها دچار اختلال می شود.
اهمیت جزر و مد
پدیده مد و جزر مانند بسیاری از پدیده های طبیعی دیگر بر زندگی انسان ها تاثیر می گذارد. این پدیده بر تولید مثل ماهی ها و گیاهان اقیانوسی اثر گذاشته و موجوداتی چون صدف، حلزون، جلبک دریایی و خرچنگ در مناطقی که پدیده مد و جزر اعماق دریاها را می شوید زندگی کرده و غذای خود را تامین می کنند. بهترین زمان برای ماهیگیری در وقت رسیدن آب به بالاترین حد خود است که با ثابت ماندن جریان آب، ماهی ها سمت ساحل می آیند. جزر ومد باعث متعادل شدن دما در سیارات شده و همچنین با ایجاد تلاطم در اقیانوس ها شرایط آب و هوایی را مساعد می کند. با انجام مد کشتی ها با آمدن آب به ساحل، راحت تر به ساحل می رسند. چون تعداد دفعات این پدیده در یک شبانه روز چند بار است به عنوان یک منبع تجدید پذیر عالی خواهد بود.
جزر و مد در هوا و خشکی
همان طور که ماه می تواند آب دریاها را با نیروی گرانش سمت خود بکشد، چنین تاثیری را روی هوای اطراف زمین نیز داریم. تا جایی که جزر ومدی که در هوا و خشکی اتفاق می افتد باعث بسیاری از حرکات ناگهانی هوا می شود. جزر ومد در هوا و خشکی دارای الگوی خاصی مانند مد و جزر در دریاها بر اثر نیروی جاذبه ماه نمی باشد.
تفاوت جزر و مد
ما در دنیایی با تغییرات دائمی زندگی می کنیم که در آن انرژی جریان دارد و هیچ چیز دقیقاً ثابت نمی ماند. این جریان انرژی را می توان در تمام جنبه های زندگی دید، اما به طور کامل توسط جزر و مد اقیانوس ها، جایی که آب حرکت می کند و زیستگاه های آبی نشان داده می شود.
جزر و مد معمولاً با بالا آمدن و پایین رفتن سطح آب مشخص می شود (این می تواند در اقیانوس یا دریاچه ها و دیگر آب های بزرگ رخ دهد. این افزایش و کاهش سطح آب مستقیماً با فاصله بین ماه و زمین و موقعیت جغرافیایی ارتباط دارد. جزر و مد را می توان در منطقه ساحلی و عمق کف اقیانوس محلی را مشاهده کرد.
هنگامی که سطح آب یک چرخه جزر و مدی خاص به بالاترین حد خود می رسد، به آن مد می گویند. این سطح نه تنها بر اساس موقعیت جغرافیایی متفاوت است، بلکه مستقیماً تحت تأثیر چرخه ماه قرار می گیرد. این بدان معنی است که جزر و مد در زمان های مختلف رخ می دهد و همچنین به حداکثر سطح متفاوتی می رسد. هنگام مد، یک خط ساحلی بیشترین هجوم آب را تجربه می کند.
جزر به طور معمول با کاهش سطح آب مشخص می شود. این کاهش با توجه به موقعیت جغرافیایی، چرخه ماه و تایپوگرافی ساحلی متفاوت خواهد بود. اما همیشه منجر به کاهش سطح آب می شود که منطقه جزر و مدی را در معرض دید قرار می دهد و خط ساحلی را گسترش می دهد.
جزر و مد در درجه اول ناشی از فعل و انفعالات گرانشی بین سیاره ما، ماه و خورشید است. از آنجایی که ماه نزدیکترین تأثیر گرانشی به زمین است، تأثیر بیشتری نسبت به خورشید بر جزر و مد دارد. با این حال، هر دو موثر هستند. همانطور که نیروی گرانشی ماه روی زمین اثر می کند، مواد با چگالی کمتر مانند آب اقیانوس به سمت ماه کشیده می شود که باعث بالا آمدن آب در اقیانوس می شود.
