Wie der Mond die Gezeiten verursacht

An den meisten Küsten gibt es täglich zwei Hochwasser, mit etwa 12 Stunden 25 Minuten Abstand.

Zwei Flutberge statt nur einem

Verbringst du einen Tag am Strand, kommt und geht das Wasser zweimal. Die NASA erklärt die Ursache so: Die Schwerkraft des Mondes zieht an allen Teilen der Erde, aber unterschiedlich stark. Auf der mondnahen Seite ist sie am stärksten, im Erdmittelpunkt schwächer und auf der mondfernen Seite am schwächsten. Das nahe Wasser wird stärker zum Mond gezogen als die feste Erde. Diese wiederum wird stärker gezogen als das ferne Wasser. Dadurch wird die Erde entlang der Verbindungslinie zum Mond gestreckt. Das Wasser bildet zwei Flutberge, einen zum Mond hin und einen auf der gegenüberliegenden Seite.

Die weißen Pfeile im Modell zeigen diesen Anziehungsunterschied, die Gezeitenkraft. Unter dem Mond und auf der gegenüberliegenden Seite weisen sie vom Erdmittelpunkt nach außen. Dazwischen zeigen sie nach innen. Die NASA nutzt ein anschauliches Bild: Wie Wasser auf einem Tisch lässt sich Meerwasser viel leichter seitwärts bewegen als anheben. Die Gezeitenkraft verschiebt es daher überwiegend entlang der Oberfläche, bis es sich in den beiden Flutbergen sammelt. Während sich die Erde dreht, wandert jede Küste durch beide Flutberge und beide Tiefpunkte. So entstehen täglich zweimal Hochwasser und zweimal Niedrigwasser.

Warum das Hochwasser täglich 50 Minuten später kommt

Hochwasser liegen nicht genau 12 Stunden auseinander. Während einer Erdumdrehung bewegt sich der Mond in derselben Richtung auf seiner Bahn weiter. Eine Küste braucht deshalb etwa 50 zusätzliche Minuten, um wieder unter dem Mond zu stehen. Ein vollständiger Durchlauf unter dem Mond dauert etwa 24 Stunden 50 Minuten; die beiden Hochwasser darin liegen etwa 12 Stunden 25 Minuten auseinander. Laut NASA sind die Flutberge nicht genau zum Mond ausgerichtet: Die Erdrotation zieht sie etwas voraus. An echten Küsten kommen Einflüsse wie Buchtenform und Meerestiefe hinzu. Du brauchst deshalb weiterhin einen örtlichen Gezeitenkalender.

Die Sonne wirkt mit: Springtide und Nipptide

Auch die Sonne verursacht Gezeiten. Laut NASA hat sie etwa die 27-millionenfache Mondmasse, ist aber ungefähr 390-mal weiter entfernt. Ihre gezeitenerzeugende Kraft beträgt dadurch etwas weniger als die Hälfte derjenigen des Mondes. Die Entfernung ist so wichtig, weil Gezeiten aus dem Anziehungsunterschied über die Erde entstehen. Dieser nimmt mit der dritten Potenz der Entfernung ab: 27 000 000 ÷ 390³ ≈ 0.46. Bei Neu- und Vollmond stehen Sonne und Mond in einer Linie. Ihre Flutberge verstärken sich zu besonders hohem Hochwasser und besonders tiefem Niedrigwasser, der Springtide. Der Name hat nichts mit dem Frühling zu tun. Beim ersten und letzten Viertel wirken beide im rechten Winkel und schwächen sich teilweise ab: Es entsteht die geringere Nipptide.

Die Modellanzeige setzt die Gezeitenstärke des Mondes allein auf 1. Eine gleichgerichtete Sonnengezeit von 0.46 ergibt bei Springtide 1.46. Im rechten Winkel schwächen sich beide auf 0.54 bei Nipptide ab. In diesem einfachen Modell ist die Springtide daher etwa 2.7-mal so stark wie die Nipptide. Echte Verhältnisse hängen von der Küste ab. Auch Gestein verformt sich durch Gezeiten. Laut NASA wird die feste Erde ebenfalls leicht gestreckt. Die Erdanziehung hebt und senkt die Mondoberfläche um etwa 10 bis 15 cm. Das ist genug, um bei Lasermessungen zu den Apollo-Reflektoren berücksichtigt werden zu müssen.