Wenn Erde und Mond aber ein gemeinsames Drehsystem bilden (und das tun sie, wegen der gegenseitigen Massenwirkung!), so gilt alles, was wir über die Wirkung der Erde auf den Mond behauptet haben, auch für die Wirkung des Mondes auf die Erde: Gravitationskraft (die "Schnur") wirkt an jedem Punkt der Erdoberfläche zum Mond hin - der Mond also "zieht" an der Erde; Fliehkraft (die Spannung der "Schnur") wirkt an jedem Punkt der Erdoberfläche vom Mond weg.
Wasser gibt es ja auf dem Blauen Planeten, und wir dürfen uns fragen, was geschieht, wenn die wirkenden Kräfte nicht an jedem Punkt ausgeglichen sind. Der zweite Denkschritt ist beendet. Wir kommen dem Phänomen der Gezeiten, der Erklärung von Ebbe und Flut, jetzt sehr nahe.
Der springende Punkt
Kurz, wir kommen an den springenden Punkt: Tatsächlich sind die hier betrachteten Kräfte an praktisch allen Punkten der Erdoberfläche unausgeglichen! Der Grund: Unsere Erde ist reichlich dick. Die Kraft der Gravitation nimmt aber ab mit zunehmender Entfernung und nimmt zu mit abnehmender Entfernung der Massen. Die Gravitationskraft des Mondes wirkt also auf der mondabgewandten Seite der Erde schwächer (am entferntesten Punkt mit 0,0000321 Meter pro Quadratsekunde), auf der mondzugewandten Seite, die näher am Mond dran ist, dagegen stärker (mit bis zu 0,0000343 Meter pro Quadratsekunde).
Von der Erde weg
Die Fliehkraft aus der Relativ-Kreisbewegung der Erde um den Mond (also immer genau vom Mond weg) beträgt allerdings überall 0,0000332 Meter pro Quadratsekunde. Auf beiden Seiten der Erde - exakt: am mondnächsten wie am mondentferntesten Punkt - haben wir es demnach mit je einer unbedingt von der Erde weg gerichteten verbleibenden Kraft von 0,0000011 Meter pro Quadratsekunde - quasi mit einem "Sog" oder mit einem "Druckabfall" - zu tun: Mondfern überwiegt die Fliehkraft um diesen Betrag (0,0000332 minus 0,0000321), mondnah die Gravitation (0,0000343 minus 0,0000332) (siehe Grafik)!
Zwei Flutberge
Dass nun das Wasser der Ozeane und Meere in Richtung der beiden Regionen geringeren Druckes strömt, so zwei Flutberge entstehen (mit theoretischen Gipfeln am mondnächsten und am mondentferntesten Punkt), ist leicht zu begreifen. Und wenn wir endlich die bisher ignorierte Eigenrotation der Erde (Tag und Nacht) ins Spiel bringen, verstehen wir auch, weshalb Ebbe und Flut (theoretisch) zweimal täglich wechseln: Die Erde dreht sich unter beiden Flutbergen (den "Unterdruckregionen") einmal in 24 Stunden hindurch.
Auch die Sonne
Und jetzt fällt uns noch ein dritter "Partner" im gemeinsamen Drehsystem ein: die Sonne. Also: Die Sonne hat Masse. Die Erde dreht sich um die Sonne. Alles Weitere folgt daraus, siehe oben. Ergo nimmt auch die Sonne teil am Hin und Her der Gezeiten: Steht sie hinter dem Mond, zieht sie mit dem Erdtrabanten an einem Strang - und der Gezeiteneffekt ist besonders groß. Von Springtide sprechen die Experten. Steht sie im rechten Winkel zur Linie Erde-Mond, schwächt sie den Gezeiteneffekt hingegen ab, Ebbe und Flut fallen dürftiger aus. Nipptide heißt das dann.
Schöne Theorie
Praktisch gelingt es leider nie, Ebbe und Flut allein aus Gravitation und Fliehkraft ortsgenau vorherzusagen. Das Wechselspiel der Kräfte wirkt nämlich nur als Auslöser und Antrieb eines dynamischen Systems, das aus diversen Strömungen besteht. Solche eher chaotische Hydrodynamik ist beeinflusst von Küstenverläufen und Meerestiefen, vom Salzgehalt des Wassers und vielem mehr. Gezeitenkalender beruhen daher weiterhin auf Erfahrung. Die Theorie aber ist schön.
Michael Schmittbetz (15.12.2006)
Wasser gibt es ja auf dem Blauen Planeten, und wir dürfen uns fragen, was geschieht, wenn die wirkenden Kräfte nicht an jedem Punkt ausgeglichen sind. Der zweite Denkschritt ist beendet. Wir kommen dem Phänomen der Gezeiten, der Erklärung von Ebbe und Flut, jetzt sehr nahe.
Der springende Punkt
Kurz, wir kommen an den springenden Punkt: Tatsächlich sind die hier betrachteten Kräfte an praktisch allen Punkten der Erdoberfläche unausgeglichen! Der Grund: Unsere Erde ist reichlich dick. Die Kraft der Gravitation nimmt aber ab mit zunehmender Entfernung und nimmt zu mit abnehmender Entfernung der Massen. Die Gravitationskraft des Mondes wirkt also auf der mondabgewandten Seite der Erde schwächer (am entferntesten Punkt mit 0,0000321 Meter pro Quadratsekunde), auf der mondzugewandten Seite, die näher am Mond dran ist, dagegen stärker (mit bis zu 0,0000343 Meter pro Quadratsekunde).
Von der Erde weg
Die Fliehkraft aus der Relativ-Kreisbewegung der Erde um den Mond (also immer genau vom Mond weg) beträgt allerdings überall 0,0000332 Meter pro Quadratsekunde. Auf beiden Seiten der Erde - exakt: am mondnächsten wie am mondentferntesten Punkt - haben wir es demnach mit je einer unbedingt von der Erde weg gerichteten verbleibenden Kraft von 0,0000011 Meter pro Quadratsekunde - quasi mit einem "Sog" oder mit einem "Druckabfall" - zu tun: Mondfern überwiegt die Fliehkraft um diesen Betrag (0,0000332 minus 0,0000321), mondnah die Gravitation (0,0000343 minus 0,0000332) (siehe Grafik)!
Zwei Flutberge
Dass nun das Wasser der Ozeane und Meere in Richtung der beiden Regionen geringeren Druckes strömt, so zwei Flutberge entstehen (mit theoretischen Gipfeln am mondnächsten und am mondentferntesten Punkt), ist leicht zu begreifen. Und wenn wir endlich die bisher ignorierte Eigenrotation der Erde (Tag und Nacht) ins Spiel bringen, verstehen wir auch, weshalb Ebbe und Flut (theoretisch) zweimal täglich wechseln: Die Erde dreht sich unter beiden Flutbergen (den "Unterdruckregionen") einmal in 24 Stunden hindurch.
Auch die Sonne
Und jetzt fällt uns noch ein dritter "Partner" im gemeinsamen Drehsystem ein: die Sonne. Also: Die Sonne hat Masse. Die Erde dreht sich um die Sonne. Alles Weitere folgt daraus, siehe oben. Ergo nimmt auch die Sonne teil am Hin und Her der Gezeiten: Steht sie hinter dem Mond, zieht sie mit dem Erdtrabanten an einem Strang - und der Gezeiteneffekt ist besonders groß. Von Springtide sprechen die Experten. Steht sie im rechten Winkel zur Linie Erde-Mond, schwächt sie den Gezeiteneffekt hingegen ab, Ebbe und Flut fallen dürftiger aus. Nipptide heißt das dann.
Schöne Theorie
Praktisch gelingt es leider nie, Ebbe und Flut allein aus Gravitation und Fliehkraft ortsgenau vorherzusagen. Das Wechselspiel der Kräfte wirkt nämlich nur als Auslöser und Antrieb eines dynamischen Systems, das aus diversen Strömungen besteht. Solche eher chaotische Hydrodynamik ist beeinflusst von Küstenverläufen und Meerestiefen, vom Salzgehalt des Wassers und vielem mehr. Gezeitenkalender beruhen daher weiterhin auf Erfahrung. Die Theorie aber ist schön.
Michael Schmittbetz (15.12.2006)
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