..:: Eb en vloed [1] ::..

Eb en vloed [1]

← overzicht
Inhoud
Start

Eb en vloed [1].

Uit: De Natuur,
Populair Geïllustreerd Maandschrift,
gewijd aan de natuurkundige wetenschappen en hare toepassingen.
15 Mei 1885 - 5e jaargang

   Het verhaal gaat, dat Aristoteles (geb. 384 v.C.), de man, die alle verschijnselen rondom hem een plaats gaf in zijn wetenschappelijke systemen, waardoor hij, als denker, de waarneembare schepping beheerschte, te vergeefs zijn geest vermoeide met de verklaring van het geheimzinnig wisselen der stroomen in den Euripos, zoodat hij eindigde met een zelfmoord in die zelfde wateren.
   Gelukkig voor alle eerzuchtige denkers na hem, was men spoedig daarna de oorzaak van het verschijnsel op het spoor. Van den Griekschen Geograaf Pytheas van Massilia (begin van de derde eeuw v.C.) wordt namelijk medegedeeld, dat hij reeds eb en vloed in verband bracht met de beweging der maan.
   Sints werd er dan ook geen melding meer gemaakt van een dergelijke wetenschappelijke wanhoop bij dit vraagstuk. Men stelde zich tevreden met de halve verklaring.

   Toch zouden nog eeuwen verloopen eer de groote ontdekking van Isaäc Newton (1666), de wet der zwaartekracht, ons in staat zou stellen het geheim te onsluieren. Die wet leert, dat twee lichamen in de ruimte elkander aantrekken met een kracht, die in rechte verhouding staat tot het product hunner massa en omgekeerd tot het kwadraat van hun afstand. Aan deze wet gehoorzamen alle lichamen, niet alleen de zonnen en wereldbollen, maar de ver verwijderde maan oefent die kracht ook uit op ieder stofje op onze aarde en vooral het bewegelijke water geeft daaraan gehoor.
   Stellen wij ons, dit bedenkende, de aarde en de maan voor in de ruimte. Laat de maan b.v. loodrecht staan boven den Indischen Oceaan, dan zullen de wateren zich daar verheffen, daar zij op dit punt het meest aangetrokken, van alle zijden daarheen stroomen. Ziedaar de vloedgolf. Terzelfder tijd echter verheft zich aan de andere zijde der aarde, diametraal daartegenover, het water evenzeer. Men noemt dat de Nadirgolf, in tegenstelling van de Zenithgolf.

   Hoe is dat mogelijk?
   Als de maan aantrekkingskracht uitoefent, hoe kan zich het water dan aan de andere zijde verheffen, daar het zoodoende zich van de maan verwijdert? De grootere afstand moge zich doen gelden, maar toch nimmer gaat de aantrekking in een afstooting over. In enkele leerboeken staat als verklaring een enkel woord over een achterblijven dier wateren bij het middelpunt der aarde, dat minder ver verwijderd van de maan ook sterker zal worden aangetrokken. Toch is die verklaring aan bedenking onderhevig.
   Voor vergevorderden geeft het leerboek voor cosmografie van Scholten een uitmuntende verklaring; ons Tijdschrift wijdde in den vorigen jaargang aan dit onderwerp een artikel, maar toch geloof ik, dat er nog vele lezers zullen zijn, die, met eventueel genoegen als ik, kennis zullen maken met de korte, voor ieder duidelijke verklaring van prof. Ritter, zooals hij die geeft in een der wetenschappelijke voordrachten, die te Bazel bij Benno Schwabe verschijnen. Volgen wij zijn betoog.

Fig. 1. N. Nadirvloed. - Z. Zenithvloed.

Als van twee hemellichamen gezegd wordt, dat het eene zich in een kring om het andere beweegt, denkt men zich gewoonlijk het eene als het middelpunt van den cirkel. Toch is dit onjuist. Nauwkeurig bekeken, draaien zij beiden om een gemeenschappelijk zwaartepunt. Ligt b.v. in nevenstaande figuur dat gemeenschappelijk zwaartepunt voor aarde en maan in Z, dan bewegen zich beide bollen, de aarde zoowel als de maan, in cirkels - of nauwkeuriger gesproken in ellipsen - om dit punt. Die bewegong volgt uit zekere kracht, die wij middelpunt-vliedende kracht noemen.

   Ieder druppel van het bewegelijk element der zee zal dus den invloed van twee krachten [de aantrekkingskracht en de middelpuntvliedende] ondervinden en zich daarnaar bewegen. Hoedanig die beweging zijn zal, zal ons blijken, als wij richting en grootte van beide beschouwen. De aantrekkingskracht der aarde zelf, die in kracht beode overtreft, maar op het verschijnsel, dat wij nu bespreken, geen storenden invloed heeft, laten wij buiten rekening.
   Zien wij daartoe de figuur. Beide krachten zijn daarop voorgesteld door pijiltjes, wier richting bepaald wordt door de plaats van Z en M (de maan) en wier lengte afhangt van de grootte der kracht. Daarbij zij opgemerkt, dat de plaats van Z niet geheel juist is, omdat die in waarheid binnen den aardomtrek valt, en alleen voor de duidelijkheid er even buiten geteekend is, en dat die der maan nog veel verder van de waarheid afwijkt. Dit laatste is in de figuur van invloed op de richting der lijntjes, niet op de lengte, die juist de hoofdzaak is. De bepaling der lengte hing af van zekere formule voor de verhouding van beide krachten, die wij kortheidshalve niet geven. Ook zonder de formule te raadplegen, is het voor ieder duidelijk, dat de lijntjes, die de aantrekkingskracht der maan voorstellen, [zij wijzen rechts] het kortst moeten zijn in c, het langst in a, met middelwaarden daartusschen, maar dat bij die, welke de middelpuntvliedende kracht voorstellen, [zij wijzen naar links] zich juist het omgekeerde voordoet.
   De aantrekkingskracht toch neemt af, de andere neemt toe met den afstand.

   Combineeren wij nu naar de bekende methode, de beide krachten, dan krijgen wij in de teekening als resultaat een nieuw pijltje, dat nu de richting en de kracht zal voorsttellen, waarmeê zich het water op die plaats zal bewegen. Die pijltjes worden langer naarmate zij a en c naderen en neigen zich tusschen a en b en ook tusschen a en d naar rechts. Tusschen c en b en ook tusschen c en d naar links. Het water heeft dus rechts, d.i. aan de zijde, die naar de maan gekeerd is, de neiging om naar a te vloeien, welke neiging naar a toenneemt; terwijl links het water zich op dezelfde wijze naar c zoekt te verzamelen. Zoo zien wij, dat aan beide zijden de waterspiegel rijzen zal en dit vlak daardoor den vorm van een ellipsoïde zal aannemen, waarvan de eene spits naar de maan gewend zal zijn, de andere daarvan afgekeerd. De eerste wordt zenithvloed, de laatste nadirvloed genoemd.
   De aarde echter draait voortdurend om haar as, of, zooals men gewoonlijk zegt, de maan gaat geregeld op en onder en beweegt zich dus in een grooten cirkel om de aarde en is na 25 uur ongeveer weder op dezelfde plaats. Zoodoende bewegen zich beide waterbergen als twee geweldige golven om den geheelen aardbol, en zoo zullen wij op eenig gegeven punt der zee, deze tweemaal in een etmaal zien rijzen en dalen en iedere plaats aan de kust zal tweemaal vloed en eb hebben. Hoe eenvoudig nu ook de hoofdfactoren dezer beweging kunnen worden aangewezen, zoo wordt die echter door allerlei bijkomende omstandigheden gewijzigd en wordt daardoor ten slotte een der meest samengestelde natuurverschijnselen op aarde.

   In de eerste plaats zij vermeld, dat de zon op gelijke wijze werkt als de maan. Ook zij wentelt dag aan dag haar beide golven om de aarde, maar omdat de beide samenwerkende krachten door den grooten afstand hier in een andere verhouding staan, zijn deze golven veel zwakker, slechts ongeveer twee vijfden van de maangolven. Daarbij bewegen zich zon en maan, en daardoor ook beider golven, niet in gelijk tempo. De zon is reeds na 24 uur weder op dezelfde plaats aan den hemel; de maan heeft een uur meer noodig. Daardoor zouden wij viermaal daafs vloed verwachten, wat echter niet geschiedt, omdat de zonnegolven, als de 'zwakkere, niet zelfstandig optreden, maar zich vermengen met die der maan. Deze overheerschen de eerste en worden slechts eenigszins gewijzigd. Bij den ongeljken gang der beide vloedgolven snellen nam, de kleinere der zon iets vooruit. Vallen daarbij van beide respectievelijk de bergen en de dalen te zamen, dan worden beider trekken verscherpt; vallen echter de bergen van de eene golf samen met de dalen van de andere, dan worden zij beide verzwakt. Een volkomen samenwerken van zon en maan heeft plaats bij volle en bij nieuwe maan, omdat dan die beide hemellichamen juist tegenover elkander of aan dezelfde zijde van den aardbol staan. Wij hebben daarom op die tijden springvloed; bij eerste en laatste kwartier, omdat de beide hemellichamen elkander dan tegenwerken, doodtij.

   Een tweede omstandigheid, die het verloop van eb en vloed wijzigt, vinden wij hierin, dat de maan niet altijd loodrecht boven den aequator staat, maar evenals de zon haar boog nu eens ten noorden, dan weder ten zuiden beschrijft. De nieuwe maan staat daarbij steeds in de nabijheid van de zon op dezelfde wijze als deze, dus des zomers ten noorden, des winters ten zuiden van den Aeq., terwijl de volle maan steeds die zijde van de aarde beschijnt, die van de zon is afgewend, dus des zomers boven de zuidelijke, des winters boven de noordelijke aardhelft culmineert. Op den langsten dag, als de zon bij ons het hoogst staat, loodrecht boven den kreeftskeerkring, doet de nieuwe maan den top van haar zenithgolf ten noorden van den Aeq. verrijzen, in de nabijheid van den kreeftskeerkring, terwijl de nadirgolf het hoogste is bij den steenbokskeerkring. Veertien dagen later bij volle maan heeft het omgekeerde plaats, de top van de zenithgolf rijst op de zuidelijke aardhelft, die van de nadirgolf op de noordelijke. Nu is het licht te begrijpen, dat eenig punt het water van den vloed hooger zal zien rijzen, naarmate het dichter bij den top van de vloedgolf is gelegen, en zoodoende zal voor iedere plaats de eene vloedgolf hooger of lager zijn dan de volgende, omdat de eene steeds nadir-, de andere zenithgolf is, wier toppunten nooit aan dezelfde zijde van den evenaar vallen. Veertien dagen later, als de maan den Aequator voorbij is gegaan, zullen de beide golven hun rollen omkeeren, de hoogste zal de laagste worden en omgekeerd.

   Ten slotte ondervindt de vloedgolf ook nog den invloed van den steeds wisselenden afstand, waarop onze trawant de aarde begeleidt. Hoe dichter zij haar meesteres nadert, zooveel te heftiger is het karakter van eb en vloed.

Fig. 2. Schommelingen van den vloed in de baai van San Francisco, in Juni 1871.

   Ziedaar de voornaamste cosmische oorzaken voor het schommelen van de vloedlijn op eenig punt. Leerzaam is het in bijgaande figuur 2 den invloed van iederen factor na te gaan.
   Zij stelt vor de waterstanden in de baai van San Francisco, gelegen op ongeveer 38° N.B., gedurende de maand Juni van het jaar 1871. De daarop voorkomende golvende lijn vertoont de krachtigste verschillen bij volle maan; dit is een gevolg van het feit, dat die toen op betrekkelijk kleinen afstand was van de aarde, in tegenoverstelling van de nieuwe, die verder afstond. Die lijn vertoont verder duidelijk een stijgen bij volle en nieuwe maan en weder een dalen bij de kwartieren; dit is een gevolg van de samenwerking van zon en maan in het eerste geval, die bij de kwartieren ontbreekt.

   En ten slotte is er recht duidelijk een opmerkelijk verschil tusschen de beide opvolgende vloedstanden van ieder etmaal. In den aanvang van de maand zijn de zenithgolven lager dan de nadirgolven, in het midden bij nieuwe maan is het omgekeerd, bij het einde keert de eerste verhouding terug. Ook dit bevestigt en illustreert dat, wat wij zeiden van den wisselenden stand van de maan ten noorden en ten zuiden van den Aequator.

   Van de geografische omstandigheden, die haar invloed doen gelden bij eb en vloed, hier geen woord. Dat wordt in ieder boek gaarne duidelijk en breed behandeld.

Maart '85.

HG.

↑