如果我們趁著長假到沿海城市旅遊,就會發現海水在海灘上蔓延的位置每隔一小時就會有明顯改變。其實海水覆蓋海灘的面積每時每刻都在改變,而這就是我們常說的「潮汐」。牽動潮汐的主要力量則是月亮對地球的引力,其實宇宙中的每個物體之間都互相存在引力,距離越近,引力表現得越明顯。太陽和地球之間也存在引力,只不過太陽距離地球比較遠,相距一點五億千米,所以對潮汐的影響並不十分明顯。而月球距離地球三十七萬六千千米,對地球的引力就大得多了。
潮汐對自然界的一部分生物會產生極大的影響,有些小小的海洋魚類會在一年中漲潮最厲害的一天,跟隨漲潮的方向遊動,故意被潮水推上岸來,然後在沙灘上產卵。而類似海龜等海陸兩棲動物,則會在每年退潮最明顯的一天,爬上沙灘,產下柔軟的、白色的海龜卵。潮汐也因此養活了大陸上的生物鏈,尤其是一些鳥類,會在這些海洋動物的產卵時節,蹲守在海灘的角落裡,等它們靠近或離去時,捕食即將產卵的魚類,或者被產出的營養豐富的卵。
潮汐除了受到月球引力的影響之外,地球的旋轉也在間接地影響著它。一方面,月球和地球之間有一股導致它們彼此靠近的引力,另一方面,太陽的引力也讓地球在固定的軌道上旋轉,而地球的自轉對於月球來說是一股離心力。就這樣,太陽、地球和月亮三者之間達成了一種微妙的平衡。不過,太陽的引力雖然固定了地球的自轉軌道,但說到對海水潮汐的影響,太陽可以牽動潮汐,但月亮對潮汐的影響明顯更大。月亮能把地球上的海水往它的方向吸引,太陽卻不一定。
也正是由於海水會在月球引力的作用下往月球的方向流動,所以假設時間靜止的話,地球每個位置受到的月球引力是不同的。在距離月球較近的區域,海平面會高出許多;而和地月最短直線呈九十度角的地方,海平面會低出很多。而那些地區之所以海平面低,是因為海水正在流向距離月球較近的方向。讓我們讓時間繼續流動,地球繼續自轉,月球繼續圍繞太陽旋轉,月球和地球的相對位置是一直在變的,而海水的流動方向也一直在變。從這個角度來講,月球引力影響著海水的流動規律。
很多人都會總結出「海邊每天都有兩次漲潮」的規律,這大致上是正確的,因為地球上的每個點每天都有機會距離月球最近兩次。作為陸地上的生物,我們幾乎無法察覺月亮所在的位置,但是通過潮汐的起伏,我們可以雖然間接但是直觀地看到月球正在靠近某個位置。不過海水在被月球引力牽動的同時,海底地殼對海水的摩擦會對海水的流動速度產生影響,這就是為什麼距離月球最近的點並不會是海平面最高的位置,海平面的最高點看上去是正在往地月最短連線處流動的。
值得一提的是,我們都知道地球自轉一圈的時間是二十四小時,但可能很少有人知道月球環繞地球運動一圈的時間是二十三小時多十分鐘。這就造成了一個不仔細觀察就不會發現的規律,那就是假設您在早晨五點看見海邊正在漲潮,那麼第二天您要等到五點五十才能再看見漲潮的情景。當太陽和月亮在一條直線上時,它們所在的直線上會出現大潮;而當以地球為中心,太陽和月亮呈九十度角時,海水依然會往月球方向流動,但只會形成小潮了。如果您懂得更多引力知識,就給我們留言吧