Воздействие Луны на земные процессы
Воздействие Луны на земные процессы прежде всего проявляется в приливах.
Приливы — это периодические колебания уровня моря (морские приливы), обусловленные силами притяжения Луны и Солнца в соединении с центробежными силами, развивающимися при вращении систем Земля-Луна и Земля-Солнце. Под действием этих же сил происходят деформации твёрдого тела Земли (земные приливы) и колебания атмосферного давления (атмосферные приливы). Большая из этих сил — лунная — определяет основные черты морских приливов. Солнечные приливы играют гораздо меньшее значение чем лунные, в связи с тем, что Солнце почти в 190 раз дальше от Земли чем Луна.
Центробежные силы, возникающие при вращении системы, на поверхности Земли равны, параллельны друг другу, перпендикулярны оси вращения и направлены в сторону от Луны ( на нижеприведённой схеме они обозначены пунктирными линиями). Это происходит потому, что при обращении Земли вокруг общего с Луной центра тяжести масс ( барицентра, который располагается в теле Земли на расстоянии 0,73 радиуса от центра) центр Земли описывает окружность около этого центра, а все остальные частицы Земли описывают окружности такого же радиуса около своего центра вращения — на оси вращения Земли. При этом радиус Земли перемещается в пространстве параллельно самому себе.
Сила притяжения Луны, по закону всемирного тяготения, зависит от массы взаимодействующих тел и расстояния между ними. В ближайшей к Луне точке (Z — зените) на поверхности Земли сила притяжения наибольшая, в наиболее удаленной точке (N — надире) — наименьшая. Равнодействующая силе притяжения Луны и центробежной называется приливообразующей силой ( на схеме действие этой силы показано в виде коротких стрелочек, которые на полюсах направлены к центру Земли, на экваторе от центра, в остальных пунктах в направлении от полюсов к экватору по меридианам). Одновременно на Земле существуют два прилива: один — на стороне Земли, обращенной к Луне, там сила лунного притяжения выше, другой — на обратной стороне, где больше центробежная сила. Период между приливами составляет 12 ч. 25 мин, немного более 12 ч, так как Луна обращается вокруг общего центра тяжести масс в ту же сторону, в какую вращается Земля вокруг своей оси. Поэтому в течении суток прилив и отлив бывают 2 раза.
Максимальное поднятие воды при приливах называют полной водой, минимальное — малой водой. Приливы ежесуточно обходят Землю с востока на запад, как и видимое движение Луны.
Наиболее ярко приливы проявляются в гидросфере. Величина приливной волны в открытом океане не превышает 1 метра, у берегов может доходить до 18 метров ( залив Фанди в Атлантическом океане, Северная Америка). В результате земных приливов происходят вертикальные смещения земной поверхности до 50 см, изменения силы тяжести до 0,25•10-5 м./с2 (0,25 мгал) на экваторе и другие явления, изучение которых позволяет исследовать внутреннее строение Земли и особенности строения земной коры. В Атмосферные приливы вызывают полусуточные изменения приземного атмосферного давления и играют большую роль в динамике верхней атмосферы.
Действительная картина образования приливов и отливов более сложная, чем описанная выше, так как учитывается еще и сила притяжения Солнца. В фазы полнолуния и новолуния, когда Солнце, Луна и Земля находятся на одной прямой, приливы наибольшие, они называются сизигийными. В первую и третью четверти, когда Солнце располагается под углом 90° по отношению к Луне и Земле, образуются наименьшие приливы, которые называются квадратурными.
Общепланетарное значение приливов заключается в замедлении осевого вращения Земли. Считается, что приливное воздействие Земли уже замедлило осевое вращение Луны, период осевого вращения самой Земли увеличивается на 1 секунду за 55 тысяч лет. Приливы формируют интересное явление в устьях рек — речной бор — огромную волну, которая дважды в сутки распространяется вверх по реке на сотни километров.
