潮の満ち引きの仕組みとは?満潮、干潮が1日2回の理由を徹底解説!

潮干狩り

潮の満ち引き。

海の水が満ちたり引いたりすることですよね。潮干狩り、海水浴、釣りなどに行ったとき潮の満ち引きを実感したものです。

子どものころ、潮の満ち引きがなぜ起こるのか不思議に思って大人の人に聞くと、ほぼ必ず「月の重力で海の水が引っ張られるから、潮の満ち引きが起こるんだよ」と優しく教えてくれます。子どもでも物体に重力があるくらいのことは何となく知っていたので、「おー、なるほど」とその時は納得したものです。

しかしながら、あるとき新聞やテレビで満潮と干潮が1日2回ずつあることを知ると深い謎に包まれます。月の重力の影響であるならば、満潮と干潮は1日1回ずつのはずと思うのですが、現実には1日2回ずつやってくるのはなぜ!?という疑問です。

このページでは、そんな潮の満ち引きが発生する仕組みと、満潮と干潮がなぜ1日2回ずつあるのかの理由についてお話していきます。

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潮の満ち引きが起こる仕組み

それでは早速、潮の満ち引きが起こる仕組みについて説明します。

潮の満ち引きは、月の重力によって発生します。地球に重力があるように、月にも重力があるのですね。そして海水が月の重力の影響を受けて、潮の満ち引きが発生するのです。その様子を分かりやすいように図にすると、下記のようになります。地球の周りの水色に部分が海水です。

満干正しい

図を見ると分かるように、月と月の反対側満潮、その間の部分が干潮になります。

地球上で物体が上から下に落ちるように、重力は他の物体を引き付ける引力として働きます。そのため、地球も月の重力を受けると、月に引っ張られる方向に力が働きます。その影響で、月側の海水は月の方に引っ張られて満潮になります。

そして月の反対側、こちらは重力によって生み出されるもう一つの力「潮汐力」の影響を受けて海水が持ち上がり満潮になります。

以上が潮の満ち引きが起こる仕組みなのですが、ここで一番気になるのはなぜ月の反対側も満潮になるのかですよね。月側が満潮になるのは月の引力で引っ張られているからとすぐ理解できるのですが、月から遠い月の反対側がなぜ満潮になるのか、めちゃくちゃ不思議ですよね。

そこで次の章では、月の反対側を満潮にしてしまう不思議な力「潮汐力」についてさらに詳しく説明していきたいと思います!

潮汐力とは?

潮汐力。普段の生活ではなかなか聞かない言葉ですよね。潮の満ち引きを生む力となっている潮汐力とは、いったいどんな力なのでしょうか?潮汐力を一言でいうと、下記の通りです。

潮汐力とは?

重力を受けている物体が、重力の掛かっている方向に引き伸ばされる力のこと。

重力によって引き伸ばされるというのはどういうことかなかなか分かりにくいですので、ここから図も用いてもう少し詳しく説明していきます。

まず、重力の特徴として重力の発生源となっている物体からの距離によって強さが異なり、物体に近ければ重力は強く、物体から離れていくほど重力が弱くなるというものがあります。これは、感覚的に良く分かりますよね。

そしてこの重力の特徴は、ある一つの物体の中で同じことが起きます。例えば、物体Aという物体があり、その物体Aが別の場所にある物体Bの重力の影響を受けていたとします。すると、同じ物体Aの中でも、物体Bに近い方はより物体Bの重力が強く、物体Bから遠い方は物体Bの重力が弱く働きます。図にすると、下記の通りです。

潮汐力1

この力を、物体Aから見るとどうなるか?

物体Aの中心にかかる重力と比べると、物体Bの側はより強く物体Bに引っ張られ、物体Bの反対側は逆に中心よりは引っ張られないという現象が起きていることになります。分かりやすいように物体Aの中心にかかっている重力との差分をとると、物体Aは下の図のような力を受けているのと同じことになります。

潮汐力2

物体Aが、物体Bによる重力の掛かっている方向に引き伸ばされる方向に力がかかっていますよね。そう、この力が潮汐力なのです。

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潮汐力と潮の満ち引きの関係

潮汐力と言ったものがどんな力か分かったところで、潮の満ち引きを引き起こす仕組みを潮汐力の視点から詳しくみていきたいと思います。こちらも分かりやすいように図にすると、月の重力によって受ける潮汐力と満潮干潮の関係は下図のようになります。

満干潮汐

黒い矢印が、月から受ける重力の強さを表したものです。そして赤の矢印が、それぞれの点において地球の中心が受ける重力を差し引いた、地球のその場所にいる人から見る月の重力の影響です。

この潮汐力が、それぞれの地点で潮の満ち引きが発生する要因となっています。そんな潮汐力がどのようにかかっているか、地点別にもう少し詳しくみていきますね。

月側(満潮)

まずは、月側から。ここは、月から受ける重力が最も強くなる場所です。この場所では、イメージ通り月の引力に海水が引っ張られて、海水が持ち上がります。

地球から見ると、月の方向に引っ張られる力が増えることになりますので、その場所の地球の中心へ向かう重力が少し弱まっていることになります。その為、海面が盛り上がり満潮になります。

真ん中(干潮)

次は、真ん中の部分です。この場所は、干潮になります。

月から受ける重力は、ここの場所では少し地球の中心方向に向かって斜めの方向にかかります。ここから地球の中心にかかっている月の重量との差を考えると、斜めに掛かっている力のうち、地球の中心方向に掛かる力だけが残ります。

ということは、その場所で見ると地球の中心に向かう重力少し強くなっているということになります。重力が強くなるということはそれだけ強い力で海水が地球の中心に引き寄せられますので、海面が下がり干潮となるのです。

月の反対側(満潮)

最後は、月の反対側です。ここも、月側と同じように満潮になります。これが、潮汐力のなせる技です。

地球の反対側では月から受ける重力の影響が最も小さくなりますので、月に引っ張られる力も最も弱くなります。地球の中心よりも月から受ける重力が小さいので、差分を取ると地球の外側に向かう力が残ります。この場所の人から見ると、地球の中心に向かう重力を弱める方向に働きます。

こうして、月の反対側でも地球上での重力が弱まるため、海面が盛り上がって満潮になるのです。月側が海水が引っ張られて満潮になるとしたら、月の反対側は逆に月に引っ張られないから満潮になるということですね。

ここまで来ると、なぜ満潮と干潮が1日2回あるのか分かりましたよね。地上にいる人から見ると月は1日1周地球の周りを回っていますから、月がある側と月の反対側の2回、満潮となるわけです。そして、その中間に来る1日2回が干潮となるのですね。

豆知識!スパゲッティ化現象

潮汐力は重力が大きくなればなるほど強くなり、その影響を受ける物体を引き伸ばす力も強くなります。例えば、重力がものすごい強いブラックホールの中に落ちると、潮汐力の影響でどんな物体でも縦長に引き延ばされてしまいます。そしてこの現象はスパゲッティに例えて、スパゲッティ化現象と呼ばれています。こんなふうに縦に引き伸ばされて死にたくはありませんので、ブラックホールには絶対に落ちたくないですね(笑)

満潮、干潮が1日2回ずつある理由

潮の満ち引きの仕組みが分かったところで、ここからは満潮と干潮がなぜ1日2回ずつあるのかを説明していきたいと思います。

満潮と干潮、新聞やテレビでその時間が載っていたりしますが、どちらも1日2回ありますよね。これ、不思議に思った方も多いのではないでしょうか?

「1日2回っておかしくない!?」と。

だって、月の引力の影響で潮の満ち引きが発生しているのなら、満潮と干潮も1日1回ずつと普通思いますもんね。これは、多くの人が陥ってしまう間違った潮の満ち引きのイメージから起きています。その間違ったイメージがこちら。

【間違った潮の満ち引きのイメージ】
満干間違い

月の重力によって発生する引力によって海水が引き寄せられるのだから、月側が満潮、月の反対側が干潮といった理解ですね。これはとてもしっくりくるイメージではあるのですが、これまで説明したきたようにこの理解は間違いだったのですね。

それではここで、第1章で用いた正しいイメージの図をもう一度見てみたいと思います。

【正しい潮の満ち引きのイメージ】
満干正しい

満潮、干潮が1日2回ずつある理由、この図を見ればもう分かりますよね。

月と月の反対側の2か所が満潮、その間の2か所が干潮、そして月は1日で1周地球を回っているので、1日2回ずつ満潮と干潮があるのですね。

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大潮と小潮について

最後に、大潮と小潮が発生する理由を説明します。大潮とは、潮の満ち引きの差が最も大きくなるとき、小潮とは、潮の満ち引きの差が最も小さくなるときですね。なぜこのような差がおきるのか。その原因は、月と太陽と地球の位置関係にあります。

潮の満ち引きは基本的には月の重力の影響で発生しているのですが、実は太陽の重力の影響も受けているのです。太陽は、月から受ける力の半分程度ではありますが、地球の潮の満ち引きに関わっているのです。

では、実際に大潮の時と小潮の時に地球と月と太陽の位置関係を見てみましょう。

大潮

まずは、大潮の時から。大潮の時は、下の図のような位置関係になります。

大潮2

ご覧の通り、地球と月と太陽が一直線上に重なっている状態、この時に大潮になります。月の月齢でいうと、新月と満月の時が大潮になります。この時に満潮になるのは、月と太陽の潮汐力が重なってより強い潮汐力が地球に働くからですね。

小潮

次は、小潮の時です。小潮の時は、下の図のような位置関係になります。

小潮2

小潮の時は、地球から見て月と太陽が90度ずれた状態にあります。このときは、月と太陽の潮汐力がお互いに打ち消し合う形になりますので、月から受ける潮汐力がいつもより弱くなるのです。だから、潮の満ち引きの差があまり大きくならず、小潮となるのですね。

まとめ

以上が、潮の満ち引きの仕組みについてです。まとめると、下記の通りです。

  • 潮の満ち引きは、月の重力によって発生する
  • 月の反対側が満潮になるのは、「潮汐力」のなせる技
  • 満潮と干潮が1日2回ずつあるのは、潮汐力により月の反対側も満潮になるから

月の重力が地球にどう影響しているのか、なぜ満潮と干潮が1日2回ずつあるのか分かりましたでしょうか?今まで分からなかったその理由が分かると、とてもスッキリした気分になりますよね!

これから海に行って満潮や干潮を感じる機会があるときには、その仕組みも気にしながら見ると面白いかもしれませんね(^^)

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