แรงไทดัล และ กระพุ้งน้ำขึ้นน้ำลง
น้ำขึ้น-น้ำลง
บางครั้งเมื่อเราไปเที่ยวทะเล และได้นั่งอยู่ที่ชายหาดทั้งวัน เราอาจจะพบว่า ในบางเวลา บริเวณที่เรานั่งอยู่นั้นจะเป็นชายหาดยาว ขาวสะอาด กว้างพอที่จะวิ่งเล่น หรือเล่นฟุตบอลชายหาดได้อย่างสบายๆ แต่ในอีกไม่กี่ชั่วโมงต่อมา ชายหาดก็สั้นลงเรื่อยๆ น้ำทะเลเข้าใกล้บริเวณที่เรานั่งอยู่มากขึ้น ถ้าเรายังมีเวลานั่งดูทะเลต่อ ก็จะพบว่า อีกไม่นาน ชายหาดที่กว้าง ขาวสะอาด ก็จะกลับคืนมาอีก เมื่อน้ำลดลงไป
น้ำขึ้น น้ำลง เป็นปรากฏการณ์ธรรมชาติที่เราพบเห็นได้ในชีวิตประจำวัน ผู้ที่ต้องพึ่งพาอาศัยน้ำในกิจวัตรประจำวัน เช่น คนเดินเรือ ชาวประมง จำเป็นต้องรู้ว่า เมื่อใดที่น้ำจะขึ้น หรือลง ในแต่วัน น้ำในแหล่งน้ำตามธรรมชาติจะขึ้นสูงและลดลงต่ำสลับกัน วันละสองรอบ แต่ละรอบใช้เวลาประมาณ 13 ชั่วโมง
การที่วัตถุใดๆจะเคลื่อนที่ได้จะต้องมีแรงมากระทำกับวัตถุนั้น ในกรณีนี้ น้ำในส่วนต่างๆของโลกถูกทำให้เคลื่อนที่โดยแรงโน้มถ่วง (Gravity) ที่เกิดขึ้นจากดวงจันทร์ แรงโน้มถ่วงจากทั้งโลกและดวงจันทร์กระทำซึ่งกันและกัน ทำให้ดวงจันทร์ (คล้ายกับ) โคจรรอบโลก หรือถ้าจะกล่าวให้ถูกต้องก็คือ ทำให้โลกและดวงจันทร์โคจรรอบศูนย์กลางมวลร่วมกัน แต่แรงโน้มถ่วงเป็นแรงที่มีขนาดแปรผกผันกับค่ากำลังสองของระยะห่างระหว่างวัตถุ ดังนั้น แรงโน้มถ่วงที่กระทำระหว่างโลกและดวงจันทร์จึงมีค่าไม่เท่ากันในแต่ละตำแหน่งบนพื้นผิวของโลกและดวงจันทร์ เรียกว่าเป็นแรงไทดัล (Tidal force)
แรงโน้มถ่วงระหว่างโลกและดวงจันทร์มีค่าไม่เท่ากันในแต่ะตำแหน่งเรียกเป็นแรงไทดัล
แรงไทดัลทำให้รูปร่างของโลกและดวงจันทร์ไม่เป็นทรงกลมที่สมบูรณ์ ทำให้โลกมีรูปร่างแป้น คือมีรัศมีในแนวเส้นศูนย์สูตรมากกว่ารัศมีในแนวขั้วโลกเล็กน้อย และทำให้ดวงจันทร์ ซึ่งหันด้านเดียวเข้าหาโลกตลอดเวลา มีแก่นกลางที่ไม่อยู่ในตำแหน่งใจกลาง แต่ค่อนมาทางโลกเล็กน้อย และด้วยเหตุนี้เอง น้ำ ซึ่งเป็นองค์ประกอบถึง 2 ใน 3 ของพื้นโลก และเป็นของไหล (Fluid) ที่เคลื่อนที่ไหลเวียนไปได้ทั่วทั้งโลก จึงได้รับผลกระทบจากแรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์อย่างเห็นได้ชัด น้ำที่อยู่ด้านใกล้กับดวงจันทร์จะถูกแรงดึงดูดดึงเข้าไปหาดวงจันทร์มากกว่าน้ำที่อยู่อีกซีกโลกหนึ่ง
ทำให้ด้านที่อยู่ใกล้กับดวงจันทร์เกิดปรากฏการณ์น้ำขึ้น (High tide) แต่ในขณะเดียวกัน ที่ด้านตรงข้ามกันบนโลก ก็จะเกิดปรากฏการณ์น้ำขึ้นเช่นกัน ทั้งนี้เพราะแรงไทดัลกระทำกับทุกๆส่วนของโลกไม่เท่ากัน ทำให้น้ำที่อยู่อีกด้านหนึ่งที่อยู่ไกลจากดวงจันทร์มากที่สุด ได้รับผลกระทบจากแรงโน้มถ่วงน้อยที่สุด เมื่อเทียบกับทุกส่วนรวมทั้งแก่นของโลก ดังนั้น ที่ด้านตรงข้ามกับดวงจันทร์ จึงเกิดน้ำขึ้นเช่นกัน
แรงไทดัลที่ตำแหน่ง A มีค่ามากกว่าที่ตำแหน่ง B และที่ตำแหน่ง C แรงไทดัลมีค่าน้อยที่สุด
ในขณะที่น้ำขึ้นที่บริเวณที่อยู่ใกล้และไกลที่สุดจากดวงจันทร์ น้ำลง (Low tide) ก็เกิดขึ้นพร้อมๆกันที่อีกสองบริเวณบนโลกที่อยู่ในแนวเส้นตั้งฉากกับเส้นที่ลากระหว่างดวงจันทร์และตำแหน่งที่น้ำขึ้นทั้งสองผ่านจุดศูนย์กลางของโลก ดังนั้น ในขณะที่ดวงจันทร์โคจรไปรอบโลก ตำแหน่งต่างๆบนโลกก็จะเกิดน้ำขึ้นสองครั้ง คือเมื่อดวงจันทร์อยู่เหนือบริเวณนั้น และอยู่ใต้บริเวณนั้นพอดี และ เกิดน้ำลงสองครั้งในช่วงเวลาระหว่างน้ำขึ้นแต่ละครั้ง โดยความแตกต่างของระดับน้ำระหว่างการเกิดน้ำขึ้นและน้ำลง อาจสูงถึง 15 เมตร ในทะเลเปิดที่มีลักษณะแคบและยาว หรือเพียงแค่ 1 เมตร ในทะเลทั่วไป
ดวงอาทิตย์ก็มีบทบาทต่อการเกิดน้ำขึ้นน้ำลงเช่นกัน เพราะดวงอาทิตย์ก็มีแรงโน้มถ่วง แต่เนื่องจากดวงอาทิตย์อยู่ไกลจากโลกมาก ผลของแรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์ที่มีต่อการเกิดน้ำขึ้นน้ำลงบนโลกจึงมีแค่เพียงครึ่งหนึ่งของผลจากดวงจันทร์เท่านั้น
ในวันเพ็ญ (ขึ้น 15 ค่ำ) หรือวันเดือนมืด (แรม 15 ค่ำ) ดวงจันทร์ โลกและดวงอาทิตย์จะอยู่ในแนวเส้นตรงเดียวกัน ทำให้แรงโน้มถ่วงจากดวงจันทร์และดวงอาทิตย์เสริมหรือหักล้างกันมากที่สุด
ดังนั้น ในวันทั้งสองนี้ น้ำจึงขึ้นสูงที่สุดและลดลงต่ำที่สุด เรียกว่าเป็น น้ำเกิด (Spring tide) (คำว่า Spring ในชื่อภาษาอังกฤษ ไม่ได้หมายถึงฤดูใบไม่ผลิแต่อย่างใด แต่มาจากภาษาเยอรมัน Springen หมายถึง สูงขึ้น) น้ำจะขึ้นสูงสุดและลดลงต่ำสุดเดือนละสองวัน
ส่วนในวันขึ้น 7 (หรือ
ค่ำ และแรม 7 (หรือ
ค่ำ ดวงจันทร์จะทำมุมตั้งฉากกับดวงอาทิตย์เมื่อมองจากโลก ทำให้แรงโน้มถ่วงจากดวงจันทร์และดวงอาทิตย์หักล้างกัน น้ำจึงขึ้นต่ำที่สุดและลงน้อยที่สุด หรือมีความแตกต่างของระดับน้ำที่ขึ้นและลงน้อยที่สุด เรียกว่าเป็น น้ำตาย (Neap tide) ซึ่งจะเกิดขึ้นเดือนละสองวันเช่นกัน
แรงไทดัลที่เกิดขึ้นเนื่องจากดวงอาทิตย์ทำให้เกิดน้ำขึ้นและน้ำลงสูงสุด หรือที่เรียกว่าน้ำเกิดและน้ำตาย
แรงไทดัลไม่เพียงแต่ทำให้เกิดน้ำขึ้นน้ำลงเท่านั้น แต่ยังทำให้โลกหมุนช้าลงทุกวันด้วย เนื่องจากน้ำถูกแรงไทดัลดึงให้เคลื่อนที่ไปตามการโคจรของดวงจันทร์ ในขณะที่โลกก็โคจรรอบตัวเอง ทำให้เกิดแรงเสียดทานระหว่างเปลือกโลกและน้ำ แรงเสียดทานนี้ ทำให้ตำแหน่งที่จะเกิดน้ำขึ้นเลื่อนนำการเคลื่อนที่ของดวงจันทร์ไป ในขณะที่ดวงจันทร์ก็พยายามดึงให้ตำแหน่งน้ำขึ้นอยู่ใต้ดวงจันทร์ แรงดึงนี้ส่งผลให้โลกหมุนรอบตัวเองช้าลง ด้วยอัตราประมาณ 2 มิลลิวินาทีต่อศตวรรษ นั่นหมายถึง เมื่อประมาณ 500 ล้านปีมาแล้ว โลกหมุนรอบตัวเองใช้เวลาเพียง 21 ชั่วโมง และมีถึง 410 วันในหนึ่งปี และโลกในยุคเริ่มแรกนั้น 1 วันสั้นเพียง 6 ชั่วโมงเท่านั้น
ในอนาคตต่อจากนี้ไป โลกจะหมุนรอบตัวเองช้าลงเรื่อยๆ จนในที่สุด เมื่ออัตราการหมุนรอบตัวเองของโลกสอดคล้องกับการโคจรของดวงจันทร์ (Synchronous rotation) ที่ 47 วัน ดวงจันทร์จะปรากฏที่ตำแหน่งเดิมบนโลกเสมอ และจะเกิดความแตกต่างระหว่างน้ำขึ้นและน้ำลงเพียงเล็กน้อย เพราะได้รับแรงไทดัลจากดวงอาทิตย์เท่านั้น และเนื่องจากระบบโลกและดวงจันทร์จะต้องมีการอนุรักษ์พลังงานภายใน ทำให้ในขณะที่โลกโคจรช้าลงเรื่อยๆ ดวงจันทร์จะเคลื่อนที่ออกห่างจากโลกเรื่อยๆเช่นกัน
หน้าหลักเว็บไซต์
เพื่อทีมงานจะได้ดำเนินการลบออกให้ทันที..."
ผู้เขียน
