أسباب حدوث المد و الجذر

تحرك سطح البحر حركة توافقية على السواحل صعوداً وهبوطاً كل يوم بقدر معلوم، وتعرف هذه الحركة بالمد والجزر. وينجم عن هذه الحركة تيارات مدية تندفع في القنوات الساحلية أو في مصبات الأنهار بسرعة كبيرة. ويتفاوت علو سطح الماء في تلك المصبات فقد يكون عاليا جدا حتى يصل إلى ثلاثين متراً , كما أنه يكاد لا يلاحظ في بعض الأحيان فهو لايرتفع أكثر من بضع سنتيمترات .

ما هي أسباب حدوث المد والجذر ؟

هناك عوامل طبيعية وعوامل فلكية

العوامل الطبيعية :
أ . الرياح واتجاهها :
فإذا هبت الرياح في اتجاه الشاطئ فإنها تسرع بتيارات الماء دخولاً في الخلجان، فيرتفع المد أكثر من المقدر له حسابياً كما أنه يحدث قبل ميعاده، وقد تجعله يستمر في ارتفاعه مدة طويلة، ويكون العكس إذا هبت الرياح نحو البحر، فتؤخر من حدوثه وتقلل من ارتفاعه.



ب. الضغط الجوي :
إن للضغط الجوي تأثيراً في ارتفاع الماء، فهناك علاقة عكسية بينهما، بمعنى أنه إذا ارتفع الضغط، انخفض الماء، والعكس صحيح. كما أن أقل تغيير في الضغط الجوي يحدث اختلافاً ملحوظاً في منسوب الماء.

العوامل الفلكية:
وهي تأثير جاذبية القمر وجاذبية الشمس على الأرض بشكل عام وعلى الماء بشكل خاص .

ولقد جذب المد والجذر انتباه العلماء إليه منذ زمن بعيد ونسبها غاليلو خطأً إلى دوران الأرض , ثم عرف نيوتن فيما بعد أن مفتاح هذه الظاهرة يكمن في القمر والشمس وجاذبيتهما.
فجاذبية القمر ليست الأمر الوحيد المسؤول عن ظاهرة المد والجذر , بل إن الشمس أيضاً تقوم بعامل منظم لتساهم في هذه العملية .

وفي الحقيقة فإن العوامل الفلكية هي المحرك الأساسي والسبب الرئيسي لحدوث هذه الظاهرة.

فكيف تتأثر الأرض بهذه الجاذبية .؟


لنأخذ تأثير القمر على الأرض، فإن القمر بفعل كتلته يمارس قوة جاذبية على كوكبنا. وإن هذه القوة تزداد كلما كنا بالقرب من القمر .
إن نقطة الكرة (نطلق عليها القوة A) تقع على محور الأرض و القمر وينجذب أكثر من ناحية القمر، بينما تكون نقطة القطر المقابلة (نطلق عليها B) أقل انجذاباً.
ففي الشكل التالي وهو مقطع استوائي لنظام الشمس و القمر، تمثل الأسهم الحمراء قوة الجاذبية التي يمارسها القمر على نقاط مختلفة في الكرة الأرضية.
وإذا كانت هذه القوة متساوية في كل المواقع (نفس الاتجاه ونفس الكثافة)، فإن الأرض لن تتأثر. إن تأثير الاختلاف هو الذي يخلق المد والجزر، ويتمثل في اللون الأخضر: إن القوة في مصدر ظاهرة المد والجزر تكمن في الاختلاف بين القوة الممارسة عند كل نقطة (على سبيل المثال الأسهم الحمراء في ( A,B,C,D ) والقوة الممارسة في مركز الأرض (سهم أحمر مركزي).

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]





ماذا سنرى إذا وقفنا في مركز الأرض؟

من جهة، تبدو الأرض منجذبة بفعل القمر (في A)، ومن جهة أخرى تبدو الأرض مدفوعة (في ب B) : ويُفسر هذا بتغيير كوكبنا المسطح قليلاً . وبالنسبة لمركز الأرض، فإن المنطقتين أ و ب A , B مرفوعتين في نفس الوقت . وتظهر ظاهرة المد في الشكل في نقطتي A , Bوتنخفض في نقطتي C , D . إن التغيير يظهر بصورة أكبر عند خط الاستواء (يدور القمر في المستوي الاستوائي للأرض) وينخفض تدريجيا نحو الأقطاب معطيا لكوكبنا شكل مختلفاً . نذكر أيضاً أن هذا التغيير بسيط (بمقاس ٤٠ سم مقارنة بقطر الأرض: ٦٤٠٠ كم) لأن جاذبية الأرض أكثر كثافة بملايين المرات من القوة المسئولة عن "التكدسات". ويكفي هذا التغيير على انتقال أفقي لكتل الماء الهائلة، وهذا يُترجم مدى المد والجزر الذي يمكن أن يصل إلى العديد من الأمتار في كثير من المناطق .
نذكر أن القمر لو لم يكن يدور حول الأرض وإذا كانت الأرض لم تكن تدور حول نفسها (بسرعة مختلفة)، كان القمر سيظل دائماً على الخط العمودي لنفس المكان على الأرض. وفي هذه الحالة، يكون التغيير سكوني، وتكون القشرة الأرضية والمحيطات في حالة توازن، مختلفة قليلاً عن الحالة الكروية. إذاً فإن الحركة المقترنة للجاذبية والدوران هي التي تخلق تعاقب المد والجزر .

لماذا يحدث المد والجزر مرتين في اليوم؟

وما يهم هنا أن نذكر أن التغيير الذي حثه القمر هو تغيير قياسي وينتج تكدستين . ويمكننا أن نعتبر أن القمر غير متحرك بينما تدور الأرض، حيث أن دورة القمر حول الأرض أبطأ بكثير (تستغرق ٢٧ يوماً) من دورة الأرض حول نفسها (تستغرق ٢٤ساعة). وبما أن محور التكدستين يظل محور الأرض و القمر، فالمشاهد الثابت من الأرض سيرى هذان التكدستان تمران في ٢٤ ساعة، أي أنه يوجد مد أو جزر مرتين في اليوم.

وفي الواقع، تجعل دورة القمر البطيئة حول الأرض، الدورة تختل بحوالي ١/٢٧ من اليوم (أقل من الساعة بقليل) في اليوم، وهذا ما يمكن تفقده يوميا على مواعيد المد والجزر .



ما مدى تأثير القمر والشمس على المد والجزر؟


إن الشمس والأرض هما الجسمان اللذان يمارسان جاذبية كافية لتوليد آثار المد والجزر على الأرض . فالشمس أكثر كثافة من القمر، وأيضا أبعد بكثير عن الأرض من القمر، ولهذا فإن الشمس لا تساهم إلا بحوالي ثلث المد والجزر على الأرض. ووفقاً لمواقع كل من الأرض والقمر والشمس، تزداد مساهمتا (القمر والشمس)، أنظر حالة (١) فيما يلي، أو قد أبطل أحدهما مفعول الآخر، أنظر حالة (٢).

(١) حينما تكون الأجسام الثلاثة مستقيمة على خط واحد فنحن نتحدث عن مد وجزر مياه نشطة.

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]


شكلين للأرض والقمر والشمس ينتجان مد وجزر لمياه نشطة


فإذا وقع كل من الأرض ، والقمر، والشمس على استقامة واحدة يعظم حدوث المد تبعاً لإضافة قوة جذب الشمس إلى قوة جذب القمر، ويعرف المد في هذه الحالة باسم المد العالي Spring Tides، ( الصورتان السابقتان )


(٢) حينما يكون القمر والشمس بزاوية مستقيمة بالنسبة للأرض، فنحن نتحدث هنا عن مد وجزر لمياه راكدة.


[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]


شكلين للأرض والقمر والشمس ينتج عنهم مد وجزر مياه راكدة




أمّا إذا وقع القمر والشمس على طول ضلعي زاوية قائمة بالنسبة للأرض، فتضُعف أو تُقلل قوة جذب الشمس Solar Tides، من تأثير قوة جذب القمر Lunar Tides، للمسطحات المائية على الأرض . وعلى ذلك يقل منسوب المد، ويعرف في هذه الحالة باسم الجزر المحاقي Neap Tides . ( الصورتان السابقتان )




نتائج هامة تترتب بحدوث المد والجزر :


إن دورة الأرض حول نفسها سريعة جداً بالنسبة للقمر،
فنقطة من الخط الاستوائي الأرضي تنتقل بسرعة ١٦٢٠ كم / ساعة . إن وقت استجابة القشرة الأرضية طويل بصورة كافية لإنتاج تكدس بواسطة دوران الأرض : فيزاح قليلا بالنسبة لمحور الأرض و القمر.
وتمارس جاذبية القمر على التكدس قوة تكبح دوران الأرض، إذ تطيل دورة اليوم / الليل . ويوجد إثبات على هذه الظاهرة فعندما تم تحليل الشعب المرجانية التي يبلغ عمرها ٥٠٠ مليون سنة : توصل العلماء أنه منذ زمن كانت دورة النهار / الليل تستغرق ٢٢ ساعة , أما الآن فقد وصلت إلى 24 ساعة تقريباً . كما أنه بعد بلايين السنين يفترض العلماء بأن القمر سيكون سببًا في مضاعفة ساعات اليوم نحو خمسين مرة.

ويوجد نتيجة أخرى ترتبط بالنتيجة السابقة وهي البعد التدريجي للقمر . فالحفاظ على نظام دوران الأرض و القمر يجعل الأرض تبطئ ويترتي على هذا البطئ إن يبتعد القمر عنا .
وتوضح مقاييس المسافة بين الأرض و القمر أن القمر التابع للأرض يبتعد عن الأرض بمعدل ٤ سم كل عام .
وهنا نجد أن المد والجزر له نتائج مذهلة في مد دورة اليوم / الليل وابتعاد القمر عن الأرض.

شكرا شادي علي المعلومات القيمة
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

نوكمو وزيزو منورين