Interested Article - Земной прилив

Земной прилив ( англ. earth tide ) — колебание тела Земли (смещение уровенной поверхности ) под действием приливных сил , обусловленных гравитацией Луны и Солнца . Амплитуда смещения около 0,5 метра . Самые значительные периодические составляющие земных приливов — полусуточные, но присутствуют также суточные, полугодовые и двухнедельные колебания.

Сила, вызывающая прилив

Сила, вызывающая земной прилив: Луна над 30° с. ш.

Большая из периодических гравитационных сил исходит от Луны. На рисунках изображена приливная сила , создаваемая Луной, для случая, когда Луна находится точно над 30° с. ш. (на рисунке справа), или 30° ю. ш. (на рисунке слева. Красным цветом показана сила, направленная вверх (от центра Земли), синим цветом — направленная вниз (к центру Земли). На каждой картинке одна красная область находится под Луной, другая от в противоположной точке. Если, например, в данный момент времени Луна находится прямо над 30° с. ш. (правый рисунок), 90° з. д., то центр одной красной области находится на 30° с. ш., 90° з. д. (под Луной), центр второй красной области на 30° ю. ш., 90° в. д. (в противоположной от Луны точке), а синеватой полоса является большим кругом , равноудалённым от этих точек. В результате вращения Земли на 30° широты пик силы возникает один раз в сутки, что дает суточный период колебаний силы. На экваторе же возникновение двух равных пиков (и двух впадин) силы соответствует полусуточному периоду колебаний.

Земной прилив

Земной прилив охватывает все тело Земли, и ему не мешают тонкая кора и массивы суши на поверхности в масштабах, которые делают несущественной жесткость горных пород. Хотя гравитационная сила, вызывающая земные и океанские приливы одинакова, её действие на твёрдую землю и на океанскую воду различна. Океанические приливы являются следствием резонанса одних и тех же движущих сил с периодическими движениями воды в Мировом океане , накопленными за много дней, так что их амплитуда изменяются на коротких расстояниях всего в несколько сотен километров. В то же время периоды собственных колебаний Земли несоразмерны астрономическим временам, поэтому высота земного прилива обусловлена только действующими в данный момента силами.

Компоненты прилива с периодом около двенадцати часов имеют лунную амплитуду (разность высот выпуклости/впадины земной поверхности), которая чуть более чем в два раза превышает высоту солнечных амплитуд, как показано в таблице ниже. Полусуточный прилив (один максимум каждые 12 или около того часов) преимущественно лунный и вызывает секторальные деформации. Суточный прилив лунно-солнечный и вызывает тессеральные деформации .

Приливные составляющие

Основные составляющие прилива. Амплитуды могут отличаться от перечисленных в пределах нескольких процентов .

Полусуточный
Приливная составляющая	Период	Вертикальная амплитуда (мм)	Горизонтальная амплитуда (мм)
М ₂	12,421 ч	384,83	53,84
S ₂ (солнечная полусуточная)	12.000 ч	179,05	25.05
N ₂	12,658 ч	73,69	10.31
К ₂	11,967 ч	48,72	6,82
Дневной
Приливная составляющая	Период	Вертикальная амплитуда (мм)	Горизонтальная амплитуда (мм)
К ₁	23,934 ч	191,78	32.01
О ₁	25,819 ч	158,11	22.05
Р ₁	24,066 ч	70,88	10.36
ф ₁	23,804 ч	3,44	0,43
ψ ₁	23,869 ч	2,72	0,21
S ₁ (солнечно-суточный)	24.000 ч	1,65	0,25
Долгосрочный
Приливная составляющая	Период	Вертикальная амплитуда (мм)	Горизонтальная амплитуда (мм)
М _ф	13 661 дней	40,36	5,59
М _м (лунный месяц)	27 555 дней	21.33	2,96
S _sa (солнечное полугодие)	0,50000 лет	18,79	2,60
Лунный узел	18 613 лет	16,92	2,34
S _a (солнечный годовой)	1.0000 лет	2,97	0,41

Следствия земных приливов

Высокоточные данные о земных приливах были получены с помощью криогенных гравиметров , а также радиоинтерферометров со сверхдлинной базой . Вулканологи используют регулярные, предсказуемые движения земных приливов для калибровки и тестирования чувствительных инструментов мониторинга деформации вулканов. Приливы также могут вызывать вулканические явления .

Амплитуду земных приливов важно учитывать в глобальной системе позиционирования , и в измерениях спутниковой лазерной локации. Земные приливы также необходимо учитывать в случае некоторых экспериментов по физике элементарных частиц , например, в ЦЕРН или Национальной ускорительной лаборатории SLAC очень большие ускорители частиц были спроектированы с учетом земных приливов для правильной работы .

Приливы в планетах и лунах, а также у двойных звезд и двойных астероидов играют ключевую роль в их динамике. Например, из-за приливного колебания Луна попадает в спин-орбитальный резонанс 1:1, в силу чего она всегда повёрнута к Земле одной стороной. Из-за прилива так же и Меркурий находится в ловушке спин-орбитального резонанса 3:2 с Солнцем . По той же причине считается, что многие экзопланеты захвачены в более высоких спин-орбитальные резонансы со своими родительскими звездами .

Литература

Молоденский С. М. // Большая российская энциклопедия (рус.) . — М. : Большая российская энциклопедия , 2015. — Т. 27. — С. 489-491.
Мельхиор П. = англ. Earth Tides (рус.) . — М. : Мир , 1968. — 482 с.

Примечания

↑ .
.
John Wahr, "Earth Tides", Global Earth Physics, A Handbook of Physical Constants , AGU Reference Shelf, 1 , pp. 40–46, 1995.
Michael R. House, "Orbital forcing timescales: an introduction", Geological Society, London, Special Publications; 1995; v. 85; p. 1-18. от 23 июня 2010 на Wayback Machine
Sottili G., Martino S., Palladino D.M., Paciello A., Bozzano F. (2007), Effects of tidal stresses on volcanic activity at Mount Etna, Italy, Geophys. Res. Lett., 34, L01311, doi : , 2007.
, с. 315-317.
от 25 марта 2010 на Wayback Machine , Stanford online
Noyelles, B. (2014). "Spin-orbit evolution of Mercury revisited". Icarus . 241 : 26—44. arXiv : . Bibcode : . doi : .
Makarov, V. V. (2012). "Dynamical Evolution and Spin–Orbit Resonances of Potentially Habitable Exoplanets: The Case of GJ 581d". The Astrophysical Journal . 761 (2): 83. arXiv : . Bibcode : . doi : . 83.