「月球」海洋为什么会涨潮和退潮？涨潮的水哪来的，退潮的水又到哪去了？月球

文章图片

文章图片

文章图片
地球上的海洋每天都会出现有规律的潮汐现象，在涨潮的时候，海水会绵延不绝地从大海深处涌来，而在退潮的时候，大量的海水又消失得无影无踪。我们在感叹大自然的神奇的同时，也会产生一些疑惑，比如说海洋为什么会涨潮和退潮？涨潮的水哪来的，退潮的水又到哪去了？
我们都知道，当一个物体的运动状态发生了改变的时候，一定是受到了力的作用，而海水的涨潮和退潮其本质也是自身的运动状态发生了改变，因此在这个过程中海水必定也是受到了力的作用，那么是什么力呢？答案就是万有引力。
牛顿告诉我们，引力在整个宇宙中无处不在，凡是具有质量的物体都可以产生引力，引力的大小与质量成正比，与距离的平方成反比。在太阳系中，太阳的质量非常巨大，占据了整个太阳系质量的99.86% ，其对地球的引力不可小觑，但因为月球与地球的距离非常近，所以月球引力对地球的影响远远超过了太阳。
因此我们可以简单地认为，地球海洋的潮汐现象主要是由月球引起的，月球的引力会将地球面对着月球的一面的海水稍稍地“吸”离地球表面，于是就在这里形成了涨潮，涨潮的水哪来的呢？其实地球的海洋是彼此相通的水域，在这种情况下，地球上其他海洋区域里的海水就会涌过来，与此同时，那些失去了部分海水的区域就形成了退潮，而退潮的水其实是去了涨潮的海洋区域。
在地球的自转以及月球的公转运动的过程中，月球与地球的相对位置会出现周期性的改变，所以地球上的海洋就会出现有规律的潮汐现象。
然而按照上述的说法，应该是地球每自转一圈（也就是一天）海洋就会出现一次潮汐现象，但实际情况却是，在每一天里，这样的现象会出现两次，具体而言就是，当地球面对着月球的一面的海洋在涨潮时，地球另一面的海洋也会涨潮。
这就有点让人迷惑了，既然潮汐是月球引起的，那为什么地球背对着月球的一面也会涨潮？
在我们的印象中，月球和地球之间的运动关系就是地球稳稳地居中，只是月球绕着地球运动，其实这是不正确的。事实上，月球和地球都在围绕着一个共同的质心运动，为了说明这个问题，我们不妨来看一下太阳系中的一个典型的例子。
上图为冥王星和它的卫星“卡戎”的运行状态，可以看到冥王星和“卡戎”都在围绕着它们的共同质心运动，而由于冥王星的质量太小，以至于它和卫星的共同质心落在其自身的半径之外。其实地球和月球的运动状态也与之相同，只不过地球的质量比较大，所以地球和月球的共同质心位于地球的自身半径之内。
尽管如此，地球还是会围绕着这个质心运动，在这个过程中就会产生“离心力”（注：“离心力”是为了方便讨论非惯性系的相关问题而引用的一种虚拟力，其本质是物体惯性的体现），由于“离心力”可以让物体远离旋转中心，在这种力的作用下，地球上的海水就会有向外逃逸的趋势。
在地球背对着月球的一面，与“离心力”抗衡的除了地球自身的引力之外，还有月球的引力，但由于地球的直径高达12756公里，这使得地球背对着月球的一面的海水所受到的月球引力明显减小，因此在这个位置，月球引力在与“离心力”较量中处于下风，这里的海面就会在“离心力”的作用下出现一定程度的升高，从而引起涨潮。