المد والجزر – أحد أكثر الظواهر موثوقية في العالم

المد والجزر – أحد أكثر الظواهر موثوقية في العالم

المد والجزر عبارة عن موجات طويلة جدًا تتحرك عبر المحيطات، تنتج تلك الموجات عن تأثير قوى جاذبية القمر والشمس على الأرض، فعندما تصل أعلى نقطة في الموجة إلى الساحل يكون قد تعرض الساحل لموجة مد عالية. وعندما تصل إلى أدنى نقطة، في الساحل يكون قد تعرض الساحل لمد منخفض.

يمكن اعتبار المد والجزر بمثابة موجات قسرية، وموجات جارية جزئيًا، وموجات ثابتة جزئيًا. وأننا على ثقة بأن مياه المحيطات سترتفع وتنخفض بانتظام وتظهر الحركات الرأسية لسطح البحر على طول الشواطئ، بدًأ من شروق الشمس إلى ظهور النجوم ليلًا .

كيفية حدوث ظاهرة المد والجزر

تتسبب الجاذبية بين القمر والأرض في سحب المياه الموجودة في المحيطات هي سائلة ومتحركة، نحو القمر. وينتج عن ذلك”انتفاخا” في المحيط الأقرب إلى القمر، ومع دوران الأرض، يتغير موقع المياه المتأثر بقوى الجذب.
تخيل القمر كمغناطيس يجذب الماء نحوه، يتم معاكسة حركة الماء نحو القمر بواسطة قوة القصور الذاتي، وهي القوة التي تجعل الجسم المتحرك يستمر في التحرك في خط مستقيم. وهذا هو ما يوازن حركة المحيطات، ولكن لأن قوة الجاذبية أقوى، فإن القوة الناتجة تسبب المد والجزر لدينا. كما أن للشمس التأثير صغير على ظاهرة المد والجزر، نظرًا لبعدها الكبير عن الأرض.
تؤدي جاذبية القمر على الأرض، جنبًا إلى جنب مع القوى العرضية الأخرى، إلى إعادة توزيع مياه الأرض، مما يؤدي في النهاية إلى خلق انتفاخات من الماء على الجانب الأقرب إلى القمر والجانب الأبعد عن القمر.
يحدث ارتفاع المد والجزر وانحساره عندما تدور كتل اليابسة على الأرض عبر انتفاخات المد والجزر الناتجة عن سحب جاذبية القمر. أي أن المد يرتفع عند المرور عبر الانتفاخات، وينخفض عند المرور بالمنخفضات.
وبشكل تضاريس الأرض ليست متشابهه، لذلك يتأثر المد والجزر أيضًا بوجود القارات، وشكل الأرض، وعمق المحيط في مواقع مختلفة.
لا تقتصر ظاهرة المد والجزر على المحيطات، بل يمكن أن تحدث في أنظمة أخرى عندما يتواجد مجال جاذبية يختلف في الزمان والمكان. على سبيل المثال، يتأثر شكل الجزء الصلب من الأرض قليلًا بالمد والجزر، على الرغم من أن هذا لا يمكن رؤيته بسهولة مثل حركات المد والجزر المائية.

أسباب المد والجزر

يتعلق المد والجزر بالجاذبية، وعندما نتحدث عن المد والجزر اليومي، فإن جاذبية القمر هي التي تسببها.
أثناء دوران الأرض، تؤثر جاذبية القمر على أجزاء مختلفة من الأرض. على الرغم من أن كتلة القمر لا تتجاوز 1/100 من كتلة الأرض، لكن بسبب قربه الشديد منها، فإن لديه جاذبية كافية لتحريك الأشياء.

حتى أن جاذبية القمر تؤثر على الأرض.
ومع ذلك، عندما تسحب جاذبية القمر الماء في المحيطات، يتمتع الماء بسهولة الحركة، ويندفع باتجاه القمر. وهذا ما يسمى قوة المد والجزر.
قوة المد والجزر = جاذبية القمر في مكان محدد على الأرض – متوسط جاذبية القمر على الأرض بأكملها.

تسمى القوى التي تساهم في المد والجزر بمكونات المد والجزر وهي:
• دوران الأرض حول نفسها.
• المكون الرئيسي للمد والجزر هو قوة جاذبية القمر للأرض.
• كلما كانت الأجسام أقرب، زادت قوة الجاذبية بينها. على الرغم من أن الشمس والقمر لهما قوة الجاذبية على الأرض، إلا أن جاذبية القمر أقوى لأن القمر أقرب بكثير إلى الأرض من الشمس.
وبطبيعة الحال، فإن قوة المد والجزر للقمر تؤثر على كامل سطح الأرض لكن تأثيرها أكبر بكثير على سطح المحيط.

دورات المد والجزر

هناك ثلاثة أنواع أساسية من دورات المد والجزر الموزعة عالميًا.

المد والجزر شبه اليومية

من أكثر أنماط المد والجزر انتشارًا،حيث يتميز بارتفاعين ومنخفضين كل يوم، مع اختلاف طفيف في ارتفاع المياه المرتفعة أو المنخفضة المتعاقبة، وهو منتشر جدًا على طول الساحل الشرقي لأمريكا الشمالية.

المد والجزر النهاري

لا يوجد سوى ارتفاع واحد ومنخفض واحد خلال كل يوم مد. المياه المرتفعة والمنخفضة المتعاقبة لا تختلف كثيرًا. ويحدث مثل هذا المد والجزر، على سبيل المثال، في خليج المكسيك، وبحر جاوة، وفي خليج تونكين.

المد والجزر المختلطة

وتتميز هذه الجزر بتباين واسع في ارتفاعات المياه العالية والمنخفضة المتعاقبة، وبدورات مد أطول من تلك التي تحدث في الدورة شبه النهارية. وتحدث مثل هذه المد والجزر، على سبيل المثال، على طول ساحل المحيط الهادئ للولايات المتحدة والعديد من جزر المحيط الهادئ.

أنواع المد والجزر

المد الربيعي

عندما تكون الشمس والقمر والأرض على خط واحد، فإن قوة المد والجزر للشمس تعمل مع قوة المد والجزر للقمر. يمكن أن يتسبب السحب المشترك في حدوث أعلى وأدنى مد. ويحدث المد الربيعي عندما يكون هناك قمر جديد أو اكتمال القمر. ويأتي مصطلح الربيعي من الكلمة الألمانية Springen، والتي تعني القفز.

المد الخفيف

عندما يكون القمر في الربع الأول أو الربع الثالث، يتم الفصل بين الشمس والقمر بمقدار 90 درجة عند النظر إليه من الأرض، وتلغي قوة المد والجزر

نطاق المد والجزر

يعرف نطاق المد والجزر بأنه الفرق الرأسي بين المد العالي والمنخفض ويتغير هذا النطاق كل شهر بنمط منتظم نتيجة لقوة جاذبية الشمس على الأرض.
ونظرًا لأن سطح الأرض غير منتظمة، فإن المد والجزر لا يتبع نفس الأنماط في جميع الأماكن. يُحدِث شكل الساحل البحري وشكل قاع المحيط فرقًا في مدى وتواتر حركة المد والجزر.

قد يكون نطاق المد والجزر بضعة سنتيمترات. وفي منطقة محصورة، مثل المدخل أو الخليج الصخري الضيق، يمكن أن يصل نطاق المد والجزر إلى عدة أمتار. تم العثور على أدنى مستويات المد والجزر في البحار المغلقة مثل البحر الأبيض المتوسط أو بحر البلطيق. وأكبر نطاق للمد والجزر في خليج فندي، كندا. حيث يرتفع المد والجزر وينخفض حوالي 17 مترًا.

أهمية ظاهرة المد والجزر

بعض من الأهمية الكبرى للمد والجزر:
يلعب المد والجزر دورًا مهمًا في مختلف جوانب حياة الإنسان وكذلك في النظام البيئي بأكمله للنباتات والحيوانات. ونذكر بعض النتائج الهامة والإيجابية للمد والجزر على النحو التالي:

1 – الحفاظ على النظام البيئي البحري

كل ظاهرة طبيعية لها بعض التأثير على النظام البيئي الذي يتكون من الكائنات الحية. يؤثر المد والجزر أيضًا على حياة العديد من النباتات والحيوانات البحرية التي تنمو وتحافظ على وجودها من خلال الاستفادة من تأثير المد والجزر المرتفع والمنخفض.

2 – الصيد والحصاد

يتعلم الصيادون التجاريون كيفية الاستفادة من ارتفاع المد والجزر لصيد الأسماك والاستفادة من التجمعات المرتفعة للأسماك التي تأتي بالقرب من الشاطئ. وبهذه الطريقة، يمكنهم استخدام جهدهم ووقتهم بكفاءة وتحسين الأرباح لتحقيق فوائد تجارية.
يمكن استخدام الكائنات البحرية الموجودة في برك المد والجزر الصغيرة الناتجة عن المد والجزر في الحصول على المأكولات البحرية. حيث تم العثور على كائنات مثل السرطان والقواقع والأعشاب البحرية بكثرة بسبب التجديد المنتظم بواسطة موجات المد والجزر.

3 – ملاحة السفن

يعد المد والجزر مهمًا جدًا في التحكم في عمق وتدفق المياه لمساعدة السفن على التنقل بسهولة بالقرب من الشواطئ.

4 – التقليل من التلوث

يمكن أن يلعب المد والجزر دورًا مهمًا في التخفيف من تلوث المياه، وتساعد موجات المد والجزر في منع تراكم الطمي والرواسب في قاع الماء. كما أنه يساهم في إزالة المياه الملوثة

5- توليد الطاقة


إن أهم استخدامات المد والجزر في الحضارة الحديثة هو توليد الطاقة أو الكهرباء. تحدث حركة الأمواج بشكل دوري أثناء ارتفاع المد والجزر وتولد قوى هائلة، يتم الاستفادة من حركات المياه القوية هذه لتوليد الكهرباء التي يمكن تلبيتها لتلبية احتياجات الطاقة في أجزاء مختلفة من العالم.

6 – تعديل الطقس

يتأثر الطقس بتيارات المد والجزر حيث تختلط بمياه المحيط، وتتحدد هذه التيارات مع مياه البحر، التي لا تستطيع امتصاص الكثير من أشعة الشمس، مع المياه الأكثر دفئًا، مما يجعل الظروف المناخية أكثر ملاءمة للسكن، فضلًا عن توازن درجات الحرارة العالمية.

7 – الدراسات والعلوم

يعد المد والجزر الأرضي مهمًا لعلم الفلك الراديوي وحساب الإحداثيات على نظام تحديد المواقع العالمي (GPS).
كما يدرس علماء البراكين المد والجزر الأرضية لأن هذه الحركة في القشرة الأرضية يمكن أن تؤدي في بعض الأحيان إلى ثوران بركاني.

مخاطر المد والجزر

تسبب ظاهرة المد والجزر فيضانات تؤدي إلى غمر مؤقت للمناطق الساحلية أثناء ارتفاع المد والجزر بشكل استثنائي أو هبوب العواصف. يحدث هذا النوع من الفيضانات عادة خلال فترة قصيرة من الزمن أثناء ارتفاع المد، ومع ذلك، فإنه يمكن أن يسبب بسرعة تأثيرات كبيرة على المناطق الساحلية المنخفضة.
يزداد خطر حدوث فيضانات المد والجزر عندما يتزامن عدد من العوامل، وتشمل ما يلي:
• المد والجزر الربيعية (المرتفعة).
• رياح ساحلية قوية
• ارتفاع مستويات الأنهار (تأثير قفل المد والجزر)
• انخفاض الضغط الجوي
• هطول أمطار غزيرة بشكل ملحوظ

حقائق المد والجزر

• تستغرق دورة المد والجزر الواحدة في الواقع 24 ساعة و50 دقيقة.
• تحدث أعلى نطاق للمد والجزر عندما يكون القمر مكتملًا.
• يحدث المد والجزر في بعض الأحيان إما قبل أو بعد أن يكون القمر في سماء مستقيمة مرتين في الشهر، يكون الفرق بين المد العالي والمد المنخفض في أصغر حالاته. تسمى هذه المد والجزر بالمد والجزر الصغيرة.
• يوجد في بعض الأماكن مد مرتفع واحد ومد منخفض واحد فقط في دورة (24 ساعة و50 دقيقة).

المصادر