月・太陽の引力のおかげでサーフィンができる地球の海

宇宙のふしぎ
わたし、宇宙ちゃんねるは会社でロケットを作っていますが、唯一の趣味で”波乗り”(正確にはボディボードにひざ立ちして乗るスタイル)を長年やっています。

最近は、海に行けるのは月1回ほどですが・・・(海なし県はやっぱり遠いので)

そんな、サーフィン。海の底の地形や風も影響してますが、サーフィンできる波がくるのは潮の満ち引きがあるおかげ。

みなさんもなんとなくは知っているとは思います。この”満ち引き”は月と太陽からの引力が関係しています。

では、潮でも大潮(潮が大きく引くこの日がやっぱりねらい目!)、中潮、小潮、若潮、長潮とさまざまな種類がありますね。

これはどういった時に起こるのでしょうか?

今回はそんな”月と太陽からの引力と潮の関係について”書いてみたいと思います。

月・太陽の引力と潮の関係は?
月は地球の周りを約1か月(正確には27.3日)かけて回っています。地球と月はお互いを引っ張りあっています。いわゆる”万有引力の法則”(重さを持つものどうしは引っ張りあう力が働く)です。

また、地球は太陽の周り1年かけて回っており、太陽からの引力も受けています。

そして、月・太陽から引っ張られる力、”引力”が最大になるのが下の図の①のような時

地球→月→太陽という位置、月のあかりがまったくみえなくなる(太陽に照らされている部分が地球から見えない状態になる)新月のときです。

そしてもう一つ②のようなとき、太陽→地球→月という、太陽と月が全く反対になった位置に来た時、つまり満月の時です。

この時が大潮と呼ばれる時期です。

で、反対に一番潮の満ち引きが少ないのは太陽と月の位置関係が③か④に来た時です。お互いから地球(海面)が引っ張られるので、潮の差が最少になることがわかります。



そして、地球は1日24時間で地球自身が回転(自転)しているので、さっきの位置から90度変わった時は、一番潮が引いた状態:干潮になり、180度かわったときは、今度は地球が回転している遠心力が最大になって海面を引っ張ります。

そこで、2回目の満潮が起こります。

なので、干潮と満潮の感覚は24時間の1/4のおよそ6時間ごととなるわけです。

実際のこの海面を引っ張る力:潮汐(ちょうせきりょく)は先ほど出た万有引力の計算式をベースにしてはじき出されます→それぞれの重さと距離と地球の半径で決まります。

・月と地球の距離は38万km(キロメートル)

・月の重さは7.35×1022 kg(キロ)

・地球は5.97×1024 kg(キロ)
・地球の半径は6378km

から計算だとおおよそ大潮の時の潮の差は最大で50cmぐらい、小潮だと28センチと、実際の潮の満ち引きより小さい値になります。

これは、実際には地球の重力や遠心力など他の力があるためです。なので、もっと大きい潮の差がでます。

じゃー、火星に海があったとした場合、波の高さはこの火星の衛星との潮の満ち引きによってどれくらいになるのだろうと思いました。

火星には地球と違い2つの衛星、”フォボス”と”ダイモス”があります。フォボスは火星から9000キロ、ダイモスは24000キロの距離です。

にある。太陽と火星の距離は2.27億キロ(太陽と地球は1.5億キロ)

丸い円軌道で回っているとして、これらを実際にその力(潮汐力:ちょうせきりょく)計算したところ、潮の満ち引きはゼロに等しい結果でした。

火星にある2つの衛星が月の重さに比べて非常に小さく、また太陽から離れているので、太陽からの引力も地球が受ける引力に比べて1/100ぐらいしかないからこういう結果になりました。


また、違うパターンで太陽や月が仮になかったら潮の満ち引きは起こるか?

太陽からかなり離れた惑星は太陽の引力の影響はもっと小さくなるので、太陽系の一番遠い惑星、海王星の位置(太陽から45億キロ)に地球があるとして考える。(実際には温度:−220℃なので生物は生きていけませんが・・・)

地球は自転しているので、遠心力がはたらく、でも地球そのものの引力により海水は地球から飛び出すことなくどどまる。回転により常に遠心力が働くわけなので、地球のどこにいても海水は一定になるのだと思います。

どちらにしろ、海面の動きはとても小さくなりサーフィンができるような波がこない。ただ、風の影響で波が立つこともあるので、多少はできるかな。

と言っても、あまりにも寒いので、その前に海面は凍り、サーフィンどころでないですね。

月と太陽のおかげで波がたち、サーフィンができる地球

時にはそんなことを感じながら、楽しい自然現象を体感する

季節的にはちょうど良い時期になってきたので、もっと地球の海を楽しんできたいと思います。

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