Come la Luna produce le maree

La maggior parte delle coste ha due alte maree al giorno, distanziate di circa 12 ore e 25 minuti.

Due rigonfiamenti, non uno

Se resti su una spiaggia per un giorno, vedrai il mare salire e scendere due volte. La NASA spiega così la causa. La gravità lunare attira ogni parte della Terra, ma non allo stesso modo. Attira di più il lato vicino alla Luna, meno il centro terrestre e ancora meno il lato lontano. L'acqua sul lato vicino è attirata verso la Luna più della Terra solida, e la Terra solida è attirata più dell'acqua sul lato lontano. Il risultato è un allungamento lungo la linea Terra-Luna, con l'acqua raccolta in due rigonfiamenti: uno verso la Luna e uno sul lato opposto.

Le frecce bianche nel modello mostrano questa differenza di attrazione, chiamata forza mareale. Sotto la Luna e sul lato opposto puntano verso l'esterno, lontano dal centro terrestre. A metà strada puntano verso l'interno. La NASA aggiunge un'immagine utile: come l'acqua versata su un tavolo, l'oceano scorre lateralmente molto più facilmente di quanto si sollevi, quindi la forza mareale spinge soprattutto l'acqua lungo la superficie finché si raccoglie nei due rigonfiamenti. Ruotando, ogni costa attraversa entrambi i rigonfiamenti ed entrambe le zone basse, dando due alte e due basse maree al giorno.

Perché la marea ritarda di 50 minuti ogni giorno

Le alte maree non distano esattamente 12 ore. Mentre la Terra compie una rotazione, la Luna avanza nella stessa direzione lungo la sua orbita, quindi una costa richiede circa altri 50 minuti per ritrovarsi sotto la Luna. Un ciclo completo rispetto alla Luna dura circa 24 ore e 50 minuti e le due alte maree al suo interno distano circa 12 ore e 25 minuti. La NASA osserva anche che i rigonfiamenti non sono allineati esattamente con la Luna: la rotazione terrestre li trascina un po' avanti. Le coste reali aggiungono altre complicazioni, dalla forma delle baie alla profondità del mare, perciò serve comunque una tavola locale delle maree.

Si aggiunge il Sole: maree sizigiali e di quadratura

Anche il Sole genera maree. Secondo la NASA, ha circa 27 milioni di volte la massa lunare ma si trova circa 390 volte più lontano: la sua forza generatrice di marea è quindi poco meno della metà di quella lunare. La distanza conta tanto perché le maree dipendono dalla differenza di attrazione attraverso la Terra, che diminuisce con il cubo della distanza: 27 000 000 ÷ 390³ ≈ 0.46. Alla Luna nuova e piena, Sole e Luna si allineano e i loro rigonfiamenti si sommano, dando alte maree più alte e basse maree più basse, dette maree sizigiali. Il nome inglese spring tides non riguarda la primavera. Al primo e all'ultimo quarto le attrazioni sono perpendicolari e si compensano in parte, dando maree più deboli, dette di quadratura.

Il modello mostra l'ampiezza della marea ponendo uguale a 1 quella dovuta alla sola Luna. Aggiungere una marea solare di 0.46 lungo la stessa linea dà 1.46 alla marea sizigiale; ad angolo retto le due si compensano in parte fino a 0.54 alla quadratura. In questo modello semplice, quindi, le maree sizigiali sono circa 2.7 volte quelle di quadratura. I rapporti reali dipendono dalla costa. Le maree interessano anche la roccia. La NASA osserva che anche la Terra solida si deforma leggermente e che l'attrazione terrestre alza e abbassa la superficie lunare di circa 10-15 cm, abbastanza da doverne tenere conto nelle misure laser verso i riflettori Apollo.