Denizleri Ay mı çekiyor?

Kanca

1969 yazında Ay'a inen ilk astronotlar, yanlarında götürdükleri küçük bir paneli yüzeye bıraktı. Panelde yüz tane özel ayna parçası vardı. O günden beri Dünya'daki gözlemevleri bu aynalara lazer ışını gönderiyor ve ışığın gidip dönme süresini ölçerek Ay'ın uzaklığını santimetreler hassasiyetinde hesaplıyor.

Bu ölçümler şaşırtıcı bir şey gösterdi: Ay her yıl yaklaşık dört santimetre uzaklaşıyor. Onu bizden iten şey ise okyanuslarımız. Ay denizleri kabartıyor, kabaran denizler de Ay'ı yavaş yavaş öteye itiyor.

Merkezi soru

Ay denizleri nasıl hareket ettiriyor, neden günde bir değil iki kabarma oluyor ve bu hareket Ay'ı nasıl uzaklaştırıyor?

Anlatım

Çekimin kendisi değil, farkı

Kütleçekimi, uzaklık arttıkça zayıflar. Ay, Dünya'nın kendisine bakan tarafındaki suyu, Dünya'nın merkezinden biraz daha güçlü çeker. Dünya'nın öbür yüzündeki suyu ise merkezden biraz daha zayıf çeker. Gelgiti yaratan, çekimin kendisinden çok, bu farktır.

Bir sırada koşan üç kişiyi düşün. Öndeki biraz hızlı, ortadaki orta hızda, arkadaki biraz yavaş koşuyor. Kısa süre sonra öndeki ile ortadaki arasında da, ortadaki ile arkadaki arasında da boşluk açılır. Sıra iki yöne birden uzar.

Dünya'da da aynısı olur. Ay'a bakan taraftaki su Ay'a doğru biraz öne çekilir; öbür taraftaki su ise geride kalır. Sonuçta okyanuslar Dünya–Ay çizgisi boyunca iki yöne uzar: biri Ay'a bakan tarafta, biri tam karşısında olmak üzere iki kabarıklık oluşur.

Günde iki kabarma

Dünya bu iki kabarıklığın altında döner. Bir kıyı kenti dönüş sırasında önce bir kabarıklığın içinden geçer ve deniz yükselir. Birkaç saat sonra iki kabarıklığın arasına gelir ve deniz çekilir. Sonra ikinci kabarıklığın altına girer ve deniz yeniden yükselir.

Ay da yörüngesinde ilerlediği için Dünya'nın onu yakalaması her gün yaklaşık elli dakika fazla sürer. Bu yüzden bir gelgit döngüsü yirmi dört saat değil, yirmi dört saat elli dakika sürer. İki yüksek su arasında yaklaşık on iki saat yirmi beş dakika geçer ve yüksek su her gün bir öncekinden biraz daha geç gelir.

Güneş de katılır

Güneş, Ay'dan çok daha büyüktür ve Dünya'yı çok daha güçlü çeker. Ama gelgiti yaratan şey çekimin farkı olduğu için uzaklık burada çok önemlidir. Güneş o kadar uzaktadır ki Dünya'nın iki yüzü arasındaki çekim farkı küçük kalır. Sonuçta Güneş'in gelgit etkisi, Ay'ınkinin yaklaşık yarısı kadardır.

Yeni ay ve dolunayda Güneş, Ay ve Dünya aynı çizgiye gelir. İki etki birbirini güçlendirir ve yüksek sular daha yükseğe, alçak sular daha alçağa iner; bunlara büyük gelgit denir. İlk ve son dördünde ise Güneş ile Ay dik açıdadır. Etkiler kısmen birbirini götürür ve daha ılımlı küçük gelgitler oluşur. Her ay iki büyük, iki küçük gelgit dönemi yaşanır.

Her kıyı başka

Açık okyanusta gelgit farkı yalnızca bir metre kadardır. Ama kıyının biçimi bu farkı çok değiştirebilir. Kanada'daki Fundy Körfezi huni gibi daralır ve içindeki suyun kendi salınım süresi, gelgit döngüsüne neredeyse eşittir. Salıncağı doğru anda iten biri gibi, gelgit her seferinde suyu biraz daha yükseltir. Sonuçta yüksek su, alçak sudan on altı metreye kadar yukarıya, üç katlı bir evin boyuna çıkabilir.

Türkiye'nin kıyılarında ise gelgiti neredeyse hiç fark etmeyiz. Akdeniz, Atlas Okyanusu'na yalnızca Cebelitarık Boğazı'nın dar ağzından bağlıdır. Okyanusun kabarıklığı bu dar kapıdan içeriye yeterince su dolduramaz. Bu yüzden Akdeniz'de gelgit farkı ortalama yalnızca birkaç santimetredir.

Gelgit Ay'ı nasıl iter?

Dünya kendi çevresinde, Ay'ın yörüngesinde ilerlemesinden çok daha hızlı döner. Bu yüzden okyanusların kabarıklığı Ay'ın tam altında durmaz; dönen Dünya onu biraz önüne taşır. Öne taşınan bu su kütlesi, Ay'ı yörüngesinde hafifçe ileri doğru çeker.

İleri çekilen Ay biraz enerji kazanır ve Dünya'dan biraz daha uzak bir yörüngeye yükselir. Karşılığında Ay da kabarıklığı geriye çeker ve Dünya'nın dönüşünü çok az frenler. Bu yüzden Dünya'daki gün, çok uzun zamanlarda fark edilecek kadar yavaş biçimde uzar. Ay'ın yılda dört santimetreye yakın uzaklaşması bu alışverişin sonucudur.

Aslında…

Bir de sık duyulan bir iddia var: Ay insan vücudundaki suyu da çekerek ruh hâlimizi değiştirir. Gelgit etkisi, cismin boyutu büyüdükçe artar. Okyanus binlerce kilometre genişliğinde olduğu için kabarır; bir insanın vücudunda iki uç arasındaki çekim farkı ise ölçülemeyecek kadar küçüktür.

Büyük resim

Gelgitler, iki gökcisminin birbirini nasıl değiştirdiğinin en açık örneğidir. Ay'ın yüzünün Dünya'ya kilitlenmesi, Dünya'nın gününün uzaması ve Ay'ın uzaklaşması aynı hikâyenin parçalarıdır. Dünya ile Ay, milyarlarca yıldır yavaş bir dans içindedir.

Bu hikâye bize, gökyüzünün değişmeden duran bir sahne olmadığını da hatırlatır. Uzak gelecekte Ay daha küçük görünecek, tam Güneş tutulmaları sona erecek ve günler bugünkünden uzun olacak. Değişim o kadar yavaş ki onu ancak Ay'a bırakılmış bir aynayla fark edebiliyoruz.

Özet

1. Gelgiti, Ay'ın çekiminin Dünya'nın Ay'a bakan yüzü, merkezi ve öbür yüzü arasındaki farkı yaratır; bu fark okyanusları iki yöne uzatır.
2. Dünya iki kabarıklığın altında döndüğü için günde iki yüksek su olur; Güneş'in katkısı yeni ay ve dolunayda büyük, dördünlerde küçük gelgitler yaratır.
3. Dönen Dünya'nın öne taşıdığı kabarıklık Ay'ı ileri çeker; Ay bu yüzden yılda yaklaşık dört santimetre uzaklaşır.

Görev

Quiz

1. Gelgiti yaratan, Ay'ın çekiminin kendisi mi yoksa çekimdeki fark mı?
2. Günde neden iki yüksek su olur?
3. Yüksek su neden her gün biraz daha geç gelir?
4. Büyük gelgitler ayın hangi evrelerinde olur ve neden?
5. Türkiye kıyılarında gelgit neden çok zayıftır?

Cevaplar

1. Çekimdeki fark; Ay, Dünya'nın kendisine bakan yüzünü merkezden, merkezi de öbür yüzden daha güçlü çeker.
2. Okyanuslarda biri Ay'a bakan, biri karşı tarafta iki kabarıklık vardır ve Dünya dönerken her kıyı ikisinin altından da geçer.
3. Ay yörüngesinde ilerlediği için Dünya'nın onu yakalaması yaklaşık elli dakika fazla sürer; gelgit döngüsü yirmi dört saat elli dakikadır.
4. Yeni ay ve dolunayda; Güneş, Ay ve Dünya aynı çizgide olduğu için iki etki birbirini güçlendirir.
5. Akdeniz okyanusa yalnızca dar Cebelitarık Boğazı'ndan bağlıdır; okyanusun kabarıklığı içeriye yeterince su dolduramaz.

Kaynaklar

Sonraki derse köprü

Ay'ın evreleri, gelgitin yükselip alçalması, gündüz ile gece ve mevsimler: bu modülde gördüğümüz her döngü, zamanı ölçmenin bir yolu. İnsanlar gün, ay ve yıl kavramlarını tam da bu gökyüzü döngülerinden çıkardı. Peki bu döngüler birbirine tam oturuyor mu? Bir yılda kaç Ay ayı var ve şubat neden yalnızca yirmi sekiz gün?