月が潮の満ち引きを起こす仕組み

ほとんどの海岸では、一日に二回、約12時間25分間隔で満潮になります。

ふくらみは一つではなく二つ

浜辺で一日過ごすと、潮が二回満ちて引きます。NASAはその原因を次のように説明しています。月の重力は地球のすべての部分に働きますが、強さは同じではありません。月に近い側を最も強く引き、地球の中心では少し弱く、遠い側では最も弱く引きます。近い側の海水は固体の地球より強く月へ引かれ、固体の地球は遠い側の海水より強く引かれます。その結果、地球と月を結ぶ方向に引き伸ばされ、月に向いた側とその反対側の二か所で海水がふくらみます。

モデルの白い矢印は、この引く力の差である潮汐力を示します。月の真下とその反対側では、矢印は地球の中心から外向きに、両者の中間では内向きになっています。NASAは、机にこぼした水を例に挙げています。海水は持ち上げるより横へ動かす方がずっと容易なので、潮汐力は主に地表に沿って水を動かし、二つのふくらみに集めるのです。地球の自転によって、それぞれの海岸が二つのふくらみと二つの低い部分を通るため、一日に満潮と干潮が二回ずつ起こります。

満潮の時刻が毎日50分ずつ遅れる理由

満潮の間隔は、正確に12時間ではありません。地球が一回自転する間に、月も同じ方向に公転を進めるので、海岸が再び月の下に来るまでに約50分余計にかかります。月の下に戻る一周期は約24時間50分で、その間の二回の満潮は約12時間25分間隔になります。NASAによると、ふくらみは月と正確に一直線には並びません。地球の自転によって少し先へ引きずられています。実際の海岸では、湾の形や海の深さなども影響するので、その場所の潮汐表が必要です。

太陽も加わる大潮と小潮

太陽も潮汐を起こします。NASAによると、太陽の質量は月の約2700万倍ですが、距離も約390倍あるので、潮汐力は月の半分弱になります。距離がこれほど効くのは、潮汐が地球の各部分に働く引力の差によって起こり、その差が距離の三乗に反比例するからです。27,000,000 ÷ 390³ ≈ 0.46となります。新月と満月では太陽と月が一直線に並び、ふくらみが重なって、満潮と干潮の差が大きい大潮になります。英語名のspring tideは春とは無関係です。上弦と下弦では直角の方向に引くため、一部が打ち消され、差の小さい小潮になります。

モデルの表示では、月だけによる潮汐の大きさを1としています。太陽による0.46が同じ方向に加わると、大潮では1.46になります。直角の方向では一部が打ち消され、小潮では0.54になります。そのため、この単純なモデルでは大潮は小潮の約2.7倍です。実際の比は海岸によって異なります。潮汐は岩石にも起こります。NASAによると、固体の地球もわずかに伸び縮みし、地球の引力は月面を約10から15 cm上下させます。アポロの反射器を使ったレーザー測距では、この変動を考慮する必要があります。