地中海爲什麼沒有潮汐,難以察覺的固體潮汐

地中海為什麼沒有潮汐,難以察覺的固體潮汐

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月圓月缺,潮漲潮落。在通常情況下,海水每天都會發生漲潮和落潮,水位受月球及太陽引力的影響而發生很大變化。然而在某些地方,這一規律卻並不那麼明顯。

在土耳其伊斯坦布爾,有一座加拉塔(Galata)大橋,位於連接黑海與地中海的土耳其海峽邊。對於遊客而言,這座橋最獨特的吸引力,就在於橋下開設了一整排魚餐館。當你來到這裡的時候,你會驚異地發現,這些魚餐館離海面可能不到一米。如果你中午在橋下用餐,晚上再回去,你會更驚異,因為海面沒有變化。而且,從這座橋下經過的郵輪,幾乎全天都是貼著橋底駛過,讓人感覺不到水位的變化。難道地中海沒有潮汐?

確實,地中海整體是沒有顯著的潮汐現象的,因為它幾乎是一個內湖,只有一個通道跟大西洋相連。不過,因為它足夠大,

以內部的海水還是可以在潮汐力的驅動下流動,在個別地方形成顯著潮汐。在“世界的首都”伊斯坦布爾卻是沒有的。

地中海的潮汐不顯著。不過,比地中海的潮汐更不為人所察覺的,是無處無時不在發生的固體潮汐。具體說來,大家腳下的大地也如同海水一樣,一直在發生上升下降的週期往復運動,而且其振幅並不小。

德國耶拿大學研究地球潮汐的專家格哈德·詹希曾發表論文,認為月球引力對地球的影響不僅會產生潮汐現象,而且會導致地球的地面每天有規律地升降。詹希是德國耶拿大學的應用地球物理學專家,從2003年起擔任國際大地測量學協會潮汐委員會的主席。根據詹希的論文結果,歐洲的地面每天升降約80釐米。

對居住在地球上的人來說,地面的升降並沒有直接的感覺。詹希解釋說,由於月球引力對地殼運動的作用非常小,所以固體潮汐運動不會對地球上的地震、火山噴發等地質現象產生影響。詹希稱,產生潮汐的原理現在已經非常清楚,當月球直接處於地球上方位置的時候,就會出現潮汐的最大值。月球圍繞地球的旋轉關係可以設想為一個轉動的啞鈴,一頭是地球,另一頭是月球,當月球的離心力超過地球的引力時就形成漲潮,低於地球的引力時就形成落潮,潮汐作用存在於地球引力和離心力之間的差別。

儘管不像海洋潮汐那麼直觀,但是固體潮汐的存在按理論是可以確定的。月亮和太陽在地球上的潮汐力既作用在海水上,也作用在固態的地殼地幔上。潮汐力能夠驅動海水流動,自然也能夠讓地殼和地幔形變。只不過,地殼和地幔的流動性不如海水那麼好,所以其形變可能不為人所察覺。

不過,有些大型建築和設施是能夠感受到固體潮汐的。有些大學會開設一門選修課,叫大壩形變觀測。幾百米長的大壩就能夠感受到固體潮汐,併發生形變,雖然它不足以成為引起大壩形變的主要因素。

歐洲的大型強子對撞機周長達到27公里,因為足夠長,所以能夠感受到固體潮汐,並需要根據固體潮汐影響對設備進行微調。固體潮汐會引起設備的相對移動,進而導致質子束髮生相對位移,再進而引起觀察到的質子碰撞數的週期變化。

我們普通人是否有機會觀察固體潮汐?現在的全球衛星定位系統(GPS)設備已經做到釐米量級,如果有個好的GPS設備,也許可以嘗試。

地中海為什麼沒有潮汐,難以察覺的固體潮汐


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