Twoja wyszukiwarka

ANDRZEJ PIEŃKOWSKI
SYGNAŁY - KSIĘŻYC RZĄDZI OCEANEM
Wiedza i Życie nr 9/2000
Artykuł pochodzi z "Wiedzy i Życia" nr 9/2000

Gdzie naprawdę podziewa się energia przypływów i odpływów morza?

Jak się ostatnio okazało w przypadku krążącego wokół Jowisza księżyca Io, planety mogą przekazywać swoim naturalnym satelitom znaczne ilości energii w postaci pływów grawitacyjnych. Polega to na tym, że strona księżyca zwrócona ku planecie jest silniej przyciągana niż odwrotna, więc cały księżyc podlega rozciąganiu. Podobne zjawisko obserwujemy na Ziemi, choć w zgoła odwrotnej sytuacji. Nasza planeta jest dużo mniejsza od Jowisza i ma warstwę wody na powierzchni, więc działanie pływów grawitacyjnych wyraźniej widać na Ziemi niż na Księżycu. Są to po prostu przypływy i odpływy morza. Tyle że nie bardzo wiadomo, gdzie podziewa się duża część ich energii.

Zjawisko pływów morskich jest najbardziej widoczne w płytkich szelfowych morzach i wobec tego przypuszczano, że właśnie tam wyładowuje się  poprzez tarcie  cała energia wpływu grawitacyjnego Księżyca. Z nowych obliczeń wyłania się jednak nieco inny obraz: przynajmniej połowa energii pływów zużywana jest w głębi oceanów na procesy mieszania.

Powszechnie uważa się, że mechanizmem napędzającym powierzchniowe prądy morskie jest wiatr, a prądy wgłębne  opadanie zimnych i słonych wód w rejonach polarnych [patrz: „Niezwykła pętla”, WiŻ nr 9/1998]. Po opadnięciu na dno te ciężkie wody mają mieszać się w wielkich powolnych wirach z resztą oceanu. Jednak, jak dowodzą liczne eksperymenty, samo opadanie wód nie wystarcza do wytworzenia szybko płynących prądów dennych, które w rzeczywistości obserwujemy. W dodatku w wymianie soli i ciepła między sąsiadującymi masami wody w głębi oceanu dominuje niezwykle powolny proces dyfuzji, a ich mieszanie się na większą skalę zachodzi niemal wyłącznie w strefach brzegowych i przy grzbietach śródoceanicznych. A skoro tak, to co napędza denną cyrkulację oceanów? Bardzo możliwe, że właśnie pływy. Jeśli tak jest, to bez Księżyca cyrkulacja oceaniczna byłaby dużo słabsza, więc żyzne denne wody znacznie wolniej wędrowałyby ku powierzchni. Rozwój życia na naszej planecie musiałby zachodzić w tych warunkach o wiele wolniej.

Odkrycie to ma także bardzo ważne znaczenie dla klimatologów, a w szczególności dla ich komputerowych modeli ziemskiego klimatu. Zdecydowana ich większość całkowicie ignoruje bowiem wpływ grawitacyjny Księżyca i modeluje nierealny proces mieszania się wód oceanicznych. A na tym przecież opierają się wszelkie prognozy klimatu Ziemi. Poza tym Księżyc oddala się od Ziemi w tempie 4 cm na rok i w związku z tym siła jego oddziaływania słabnie. Jeśli rzeczywiście nasz satelita ma tak wielkie znaczenie dla klimatu, szykują się spore niespodzianki.

"Nature" nr 6788/2000