Di Chris Deziel, aggiornato il 24 marzo 2022
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Fin dai primi giorni dell’osservazione umana, le persone hanno collegato il movimento della luna al ritmico sollevamento e abbassamento dell’oceano. Fu Isaac Newton a spiegare matematicamente questa relazione, rivelando che le maree sono principalmente un prodotto della gravità.
La gravità è il principale motore delle maree, ma la rotazione stessa della Terra aggiunge una componente centrifuga cruciale. Mentre il pianeta gira, l'acqua viene spinta verso l'esterno, in modo simile a come l'acqua si allontana da un irrigatore rotante. La gravità terrestre impedisce all'acqua di fuoriuscire nello spazio.
Quando la forza centrifuga interagisce con l'attrazione gravitazionale della Luna e del Sole, si verificano l'alta e la bassa marea. Questa interazione è il motivo per cui nella maggior parte delle località costiere si verificano due alte maree ogni giorno.
La Legge di Gravitazione di Newton afferma che la forza tra due masse è proporzionale alle loro masse e inversamente proporzionale al quadrato della loro distanza:
F =Gm₁m₂/d²
Sebbene il Sole sia circa 27 milioni di volte più massiccio della Luna, è circa 400 volte più lontano. Se si considerano entrambi gli effetti, l'attrazione gravitazionale della Luna sulla Terra è circa il doppio di quella del Sole.
Durante la luna nuova, il sole e la luna si allineano sullo stesso lato della Terra, amplificando la loro attrazione combinata e producendo le maree più alte del mese, note come maree primaverili. Al contrario, una luna piena posiziona il sole e la luna su lati opposti, riducendo leggermente l'escursione delle maree.
La Terra e la Luna orbitano attorno a un centro di massa comune, il baricentro, situato a circa 1.068 miglia (1.719 km) sotto la superficie terrestre. Questa orbita reciproca genera un ulteriore effetto centrifugo, proprio come una palla su un filo corto che gira su se stessa.
Le forze combinate creano un rigonfiamento permanente negli oceani. In qualsiasi punto della Terra, l'andamento delle maree può essere riassunto come segue:
Il movimento medio della luna di 13,2° al giorno significa che la prima alta marea si sposta circa 50 minuti dopo ogni giorno.
Sebbene l’effetto delle maree del Sole sia forte circa la metà di quello della Luna, è essenziale per previsioni accurate delle maree. Visualizzando le forze come “bolle” sovrapposte, la bolla della Luna è il doppio di quella del Sole. Queste bolle interferiscono, a volte amplificandosi e talvolta annullandosi, modellando il modello finale della marea.
Le maree reali differiscono dalla bolla idealizzata perché la Terra non è un globo acquatico perfetto. Le masse terrestri confinano l'acqua in bacini e fattori come il vento, la profondità dell'acqua, la forma della costa e l'effetto Coriolis modificano ulteriormente il comportamento delle maree.
Di conseguenza, molte coste dell'Atlantico sono soggette a due alte maree al giorno, mentre molte località del Pacifico ne hanno solo una.
Il regolare flusso e riflusso delle maree rimodella le coste, spostando i sedimenti e alterando continuamente le coste. Gli organismi marini si sono evoluti per prosperare in queste condizioni prevedibili e le attività umane come la pesca si sono da tempo adattate al ciclo delle maree.
Le maree rappresentano anche una potente fonte di energia rinnovabile. I dispositivi che sfruttano il movimento delle maree, tramite turbine nelle zone di marea o dighe che comprimono l’aria con il flusso dell’acqua, possono generare una notevole elettricità. Poiché l'acqua è molto più densa dell'aria, le turbine mareomotrici possono produrre molta più energia rispetto alle turbine eoliche di dimensioni comparabili.
