AstronomiFizikSoru - CevapYer Bilimleri

Gelgit Nedir ve Nasıl Oluşur?

Yazan: Tracy Vogel

Çeviren: Ümit Sözbilir

Düzenleyen: Esranur Maral

Özet: Dünya üzerindeki devasa su kütlelerinin kıyılardaki hareketindeki değişimler günlük yaşantımızda birden fazla kez gözlemlenebilmektedir. Gelgit adı verilen bu olgu Ay’ın kütle çekim etkisiyle meydana gelmektedir. Bu yazıda gelgit hareketinin doğası ve sonuçları incelenecektir.

Giriş

Deniz kabukları, dalgaların karaya sürüklediği tahta parçaları ve geri çekilmiş olan gelgitlerin ayaklarınızın altında bırakmış olduğu deniz yosunları eşliğinde bir kumsalda yürüdüğünüzü düşünün. Başınızı kaldırıp uydumuz olan Ay’a bakın. Denizlerin kabarmasının ve kıyılardan geri çekilmesinin ana nedenini görüyorsunuz. Ay her ne kadar uzak görünse de Dünya üzerindeki kütle çekim etkisi sayesinde gelgitlerin oluşumunda büyük rol oynar.

Kıyılara yaklaşan veya kıyılardan uzaklaşan suları gördüğünüzde aslında olan şey gezegenimizde bulunan devasa su kütlelerinin kabarması veya geri çekilmesidir. Ay’ın kütle çekimi Dünya’yı çekerken Dünya’nın kütle dağılımını değiştirir. Şeklini ekvatordan genişletip kutuplardan kısaltarak çok az bozar. Dünya’nın katı haldeki yapısı üzerindeki bu etki bilimsel donanımlar ile tespit edilebilmesiyle birlikte söz konusu etkinin meydana getirdiği etkiyi denizlerin sahildeki hareketlerinde de görebilirsiniz.

Gelgit Nedir ve Nasıl Oluşur
Yukarıdaki basitleştirilmiş animasyonda, Dünya’da bulunan denizleri hem Ay’a en yakın tarafta hem de Ay’dan en uzak noktada kabarmaktadır. Bu kabarıklıklar yüksek gelgitler yaratmaktadır. Kabarmanın olmadığı ve/veya çok az olduğu yerler ise düşük gelgitlerin meydana geldiği yerleri temsil etmektedir.

Animasyonda Ay’a yakın olan noktada denizlerin kabarması normal gözükürken Dünya’nın diğer tarafındaki suların kabarması tuhaf gözükebilir. Bunun nedeni Ay’ın kütle çekiminin tüm Dünya’yı etkilemesi ve gezegenimizdeki her noktaya etki etmesidir. O yüzden en güçlü çekim kuvveti Ay’a en yakın noktalarda olurken en zayıf çekim kuvveti etkisi ise en uzak noktalarda meydana gelir. Buna mukabil denizdeki her su bölümü bundan mutlaka etkilenir.

Bir örnek vermek gerekirse; masaya bir kova su dökülmek istensin. Su dolu kovayı yukarı doğru kaldırıp masaya boşaltmak yerine masanın üzerinden devirmek çok daha kolaydır. Ay’ın kütle çekimi Dünya’yı çektiğinde Dünya üzerindeki su uzay boşluğuna doğru akmaz. Hem kütle çekimi hem de diğer kuvvetler tarafından yönlendirilen yer küre üzerinde itilip sıkıştırılır ve sonunda Ay’a en yakın ve en uzak tarafa denk gelecek şekilde kabarır.

Gelgit Nedir ve Nasıl Oluşur?
Ay’ın Dünya üzerindeki kütle çekimi diğer teğet geçen kuvvetlerle birleştiğinde gelgitleri oluşturan deniz kabarmalarına sebebiyet verir.

Dünya bu su dolu tabaka içinde dönerken karayı oluşturan toprak parçaları suyla oluşan iki çıkıntı yani en fazla kabarmanın olduğu noktadan geçer. Bu kabarma noktaları Dünya’nın yüksek gelgitlerinin olduğu yerlerdir. Çoğu kıyı şeridinde günde iki büyük iki de küçük gelgit meydana gelmektedir. Bir büyük gelgitten diğer büyük gelgitin (benzer şekilde küçük bir gelgitten diğer küçük gelgitin) oluşmasına kadar geçen süre 12 saatten biraz daha fazladır.

Gelgit Nedir ve Nasıl Oluşur?
Animasyonda Dünya üzerinde bulunan gözlemci, hareketi esnasında en fazla kabarmanın olduğu yerlerden geçerken en büyük gelgiti, en az kabarmanın olduğu yerden geçerken en küçük gelgiti görmektedir. Elbette gerçek hayatta Dünya pürüzsüz bir küre değildir. Bu nedenle gelgitler kıtaların varlığından, Dünya’nın şeklinden, suyun farklı konumlardaki derinliğinden ve daha birçok şeyden etkilenir. Yakınınızda gözlemleyebileceğiniz gelgitin zamanlaması ve büyüklüğü bu ek unsurlardan etkilenecektir.

Biliyor muydunuz?

Gelgitler Ay ile Mükemmel Bir Şekilde Hizalanmaz

Gelgit Nedir ve Nasıl Oluşur?

Ay’ın yolunu takip ederek gelgitleri kolayca tahmin edebilir misiniz? Bu tam olarak mümkün değildir! Her şeyden önce Ay’ın yörüngesi Dünya’nın dönüş yörüngesiyle aynı olduğu için gezegenimizdeki herhangi bir noktanın dönmesi ve Ay’ın tam bu dönüş noktasının altında yer alması fazladan zaman gerektirir. Bu da büyük gelgitlerin meydana getirdiği kabarmaların hiçbir zaman doğrudan Ay ile aynı hizada olmadığı, onun biraz gerisinde olduğu anlamına gelir.

Yukarıdaki açıklamaya ek olarak Dünya düzgün ve pürüzsüz bir küre şekline sahip değildir. Aslında kıyılarda görülen gelgitler Dünya’daki kıtaların şeklinden rüzgâr ve fırtınalara kadar birçok şeyden etkilenmektedir. Dolayısıyla yakın çevrenizde bulunan gelgitlerin gerçekçi bir tahminini yapabilmek için yerel gelgitlere sebep olan şeyleri dikkatlice araştırmanız gerekmektedir.


Güneş Gelgitlere Etki Ediyor mu?

Ay, Dünya’ya yakınlığı nedeniyle gelgitleri üzerindeki en büyük etkiye sahip olsa da tek etki bu değildir. Güneş yaklaşık olarak Ay’ın 27 milyon katı kütleye sahip olduğundan Güneş sistemi ile ilgili bir hesaplama söz konusu olduğunda her zaman için en büyük katsayıya sahip olmaktadır. Newton denklemlerinden bilindiği üzere bir cisim üzerine etki eden kuvvet hesaplanırken aradaki uzaklık oldukça önemlidir. Ay’ın kütlesi Güneş’e kıyasla çok küçük kalsa da Dünya’ya olan mesafesi çok az olduğu için (Güneş Dünya’ya Ay’a kıyasla 390 kat daha uzaktadır.) Dünya üzerine Güneş’ten daha fazla kuvvet uygulamaktadır. Ay ve Güneş’in Dünya üzerine uyguladıkları kuvvetlere baktığımızda Ay’ın kuvveti neredeyse iki kat daha fazladır. Güneş’in uyguladığı kuvvet görece daha az olsa da yine de bir kuvvet vardır ve bu kuvvet de gelgitler üzerinde etkilidir.

Bir ayda iki kez Dünya, Güneş ve Ay aynı hizaya gelmektedir. Bu durum gerçekleştiğinde kütle çekim kuvvetleri birleşerek devasa gelgitler oluşturur. Aynı şekilde Dünya’nın diğer tarafı için de çok küçük gelgitler meydana gelmektedir. Bu durum bahar gelgitleri1 olarak adlandırılmaktadır. Yaklaşık bir hafta sonra Güneş ve Ay birbirine dik açıda konumlanmaktadır. Bu açıda Güneş’in kütle çekim kuvveti Ay’ın kütle çekim kuvvetine karşı olur ve onu kısmen sönümleyerek küçük gelgit2 olarak adlandırılan ılımlı gelgitleri yaratır.

Bir bahar gelgitinin veya yeni bir gelgitin ne zaman meydana geldiğini suyun yakınında bulunmadan anlamak mümkündür. Bahar gelgitleri her zaman Ay dolunay veya yeni evredeyken yani Güneş, Ay ve Dünya aynı hizadayken olur. Küçük gelgitler ise Ay’ın Dünya çevresindeki yörüngesi onu Güneş’e dik getirdiğinde, Ay’ın ilk ve son çeyrek evresi etrafında meydana gelir.

Gelgit Nedir ve Nasıl Oluşur?
Dünya, Ay ve Güneş aynı hizaya geldiğinde, birleşik kütle çekimi etkisi çok yüksek veya çok düşük gelgitlerin oluşmasına neden olur. Güneş Ay’a dik açıda olduğunda, küçük gelgitler meydana gelir. Dünya’daki görüşümüze göre, bu gelgitler, Ay yörüngesinde belli konumlara ulaştığında meydana geldiğinden muayyen evrelerle çakışmaktadır.

Ay’ın Gelgitler Üzerindeki Etkisi

Aslında bu kısma kadar Ay’ın Dünya üzerindeki kütle çekim etkisi hakkında oldukça açıklama yapıldı. Peki Dünya’nın Ay’ın üzerine uyguladığı kütle çekim kuvveti etkisi nasıldır? Dünya yaklaşık olarak Ay’ın 80 katı kütleye sahiptir. Nasıl ki Ay’ın kütle çekim etkisi Dünya’nın üzerindeki suları etkileyip Dünya’nın şeklinde değişikliğe sebebiyet veriyor benzer şekilde Dünya’da Ay’ın şeklinde değişikliğe sebep olmaktadır.

Ay’da meydana gelen değişimler elbette sularımızda meydana gelen değişimler gibi büyük değildir. Bunun nedeni Ay’da etki edilen alanda devasa su kütlelerinin olmamasıdır. Basitçe düşünmek gerekirse su dolu bir balon ile kum dolu bir balon hayal edilebilir. Bunlar ezilmek istediğinde kum dolu olan balon daha dirençli olacaktır. Yine de bir sonra o da ezilecektir, tıpkı Ay’da meydana gelen gelgitler gibi. Söz konusu gelgitler lazerler yardımıyla Dünya’dan ölçülebilmektedir ve etkileri açıkça görülmektedir. Ay’da Lobat Sarpları adı verilen genç uçurumlar bulunmaktadır. Bu uçurumlar Ay’ın sıcak iç kısmı soğurken ve Dünya’nın kütle çekimi Ay’ın yüzeyini çekerken büzülmesinin birleşik kuvvetleri nedeniyle oluşur. Söz konusu büzülme Ay’ın kabuğunun bükülmesine sebep olur ve bazı bölgelerde toprağın yukarı doğru yükselmesiyle sonuçlanır. Oluşan bu yüksek çıkıntılar uçurumları meydana getirir. Yapılan incelemeler sonucu uçurumların oluşma sebeplerinin doğrudan Dünya’nın kütle çekim etkisi olduğu ortaya çıkmıştır.

Gelgit Nedir ve Nasıl Oluşur?
Ay Yörünge Kâşifi Kamerası (Reconnaissance Orbiter Camera) görüntülerinde binlerce yeni oluşmuş lobat sarp bulundu. Burada gösterilene benzer şekilde olan loblu uçurumlar aslında Ay’ın kabuğu sıkıştırıldığında, kırıldığında ve yukarı doğru itilip bir uçurum oluşturduğunda oluşan yapıyla aynı olup merdiven basamakları gibidir. Hâlâ sıcak olan Ay’ın iç kısmının soğuması Ay’ın küçülmesine neden olmakla birlikte sarplıkların yönelim modeli, Dünya’nın kütle çekim kuvvetinin bu çatlakların oluşumuna katkıda bulunduğunu göstermektedir. (Kaynak: NASA/LRO/Arizona Eyalet Üniversitesi/Smithsonian Enstitüsü)
Videoda, Ay’ın karanlık tarafındaki kraterlerden d’Alembert ve Slipher boyunca uzanan benzer bir dizi yarıkların parçası olan küçük bir lob çıkıntısı bölgesi görülmektedir.

Aslında, Dünya’nın Ay üzerindeki çekim kuvveti, son derece hassas ölçümler yapmak için ya Ay’ın çıplak yüzeyinden lazerleri ya da Ay’ın yüzeyine yerleştirilmiş özel yansıtıcıları sektiren gök bilimcilerin çalışmalarında hesaba katılmalıdır. Dünya’nın kütle çekiminden doğan gelgiti, Ay’ın yüzeyinde yaklaşık 10-15 cm gibi bir değişikliğe neden olabilir. Bu nedenle yansıma noktaları gelgitlerle birlikte yükselir ve alçalır.


[1] (İng.) spring tide. Yeni ve dolunayın hemen ardından gerçekleşen gelgit hareketi. Yüksek gelgit olarak da kullanılır.

[2] (İng.) neap tide. Ay’ın hilal durumunda olduğu yani 15 günde 1 kez gözlemlenen küçük gelgit.

Yoluyla
Vogel, T. (n.d.). Tides | Moon in Motion. NASA.

Ümit Sözbilir

Sorgulamayı seven bir doktora adayı, yüksek enerji fizikçisi, astronomi sevdalısı, çevre fizikçisi, kitap kurdu, bilmeden konuşmayan. https://www.cern.ch/usozbili

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Başa dön tuşu