A „pörcsiző” Hold gazdaggá tesz

A Hold okozza az árapályt, ezt mindenki tudta már a középkorban is, de a pontos megértés az 1600-as évekig váratott magára. Az tudták, hogy a Hold valahogy távolról hat a Földre, és Newton zseniális módon megsejtette, hogy ez a hatás egy erő, a gravitációs erő, amit a testek tömege hoz létre. Miért nem ütközik mégis össze a Föld és a Hold, ha vonzzák egymást? Newton ezt is elmagyarázta: ahogy a Föld és a Hold egymás, vagyis a közös tömegközéppontjuk körül keringenek pont olyanok, mint a pörcsiző (más néven csiriző, kacsírozó) lányok, akik egymás kezét keresztbe fogva sasszéznak körbe-körbe az iskolaudvaron. A Föld és a Hold esetében az összekapaszkodó kezeket a gravitációs erő helyettesíti, ami ha megszűnne, ugyanúgy szétrepülnének, mint a lányok, ha elengednék egymás kezét.

De hogyan lesz ebből árapály?

Newton azt is kiszámolta és elmagyarázta, hogy egy test által egy másik testre kifejtett gravitációs erő a köztük lévő távolság négyzetének reciprokával arányos. Ez azt jelenti, hogy egy test által kifejtett gravitációs erő a távolsággal csökken. Emiatt a Hold vonzása a Földnek a Hold felé eső részén a legnagyobb, (mivel ez van legközelebb a Holdhoz) és felfelé mutat. A Hold vonzóereje a Földnek Holddal szemközti oldalán a legkisebb, (mivel ez van a legtávolabb a Holdtól) és ugyancsak a Hold felé – azonban itt lefelé – mutat. Az első erő nagyobb, mint a Holdnak a Föld középpontjában ható ereje, (ami az összekapaszkodó kezeket helyettesíti) ezért a Föld kissé megnyúlik a Hold felé. A második erő, a Föld túloldalán pedig kisebb, mint a Föld középpontjában ható erő, emiatt a Föld Holdtól távolabbi oldalát kevésbé vonzza a Hold, így az messzebb kerül a Föld középpontjától.

Ezen hatások eredményeképpen két „dudor” alakul ki a Földön, az egyik a Hold felé, a másik a Holddal szemközti oldalon.  Ezek a „dudorok” azt jelentik, hogy ezeken a helyeken megemelkedik a tengerszint. (Valamennyire a kőzetlemezek maguk is emelkednek és süllyednek, de ez nem ennyire látványos.)  Mivel a Föld naponta megfordul a tengelye körül, egy földfelszíni ponton naponta kétszer halad át a „dudor”. Az árapálycsúcsok között valamivel több, mint 12 óra telik el, a közel fél órás eltérést az okozza, hogy a Hold a pályáján továbbhalad.

A „dudor” nagysága körülbelül 30 centiméteres, ami nem túl sok. A nyílt óceánokon ekkora árapály figyelhető meg, a beltengereken ennél is kevesebb. Az árapályhullám keletről nyugat felé körbehalad a Földön. Amikor a nyílt óceánról a part menti sekélyebb vizekhez ér, akkor magas, akár 10 méteres tengerszint emelkedést is okozhat, ahogy a Brit-szigetek körül, Kanada és Dél-Amerika partjainál is láthatjuk.

Ez a magas árapályszint-változás a tengerbe ömlő folyókra is nagy hatást gyakorol: apálykor a felgyorsult sodrás elszállítja a hordalékot a torkolatból, a dagály hatására kialakuló hullám messze felhatol a folyón, megkönnyítve ezzel a hajózást. Nem véletlen, hogy Nyugat-Európában a leggazdagabb városok (London, Párizs, Hamburg) a szárazföld belsejében, a folyópartokon alakultak ki, mégpedig azon a szakaszon, ameddig az árapályhullám felúsztatta a hajókat…