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。
釣り・潮干狩り・海水浴などに行ったとき、特にこの潮の満ち引きを実感します。
そして潮が満ちているときを満潮、潮が引いているときは干潮と言いますが、この満潮と干潮は１日２回ずつやってきます。
潮の満ち引きの原因が月の重力であることはあなたもご存知かと思うのですが、なぜ１日２回ずつになるのでしょうか？
このページでは、そんな潮の満ち引きが発生する理由と、なぜ１日２回ずつやってくるのかを分かりやすくお話していきます。
目次
潮の満ち引きが起こる仕組み
それでは早速ですが、潮の満ち引きが起こる仕組みを一言で説明したいと思います。
こちらです。
月の重力によって発生する潮汐力によって、月と月の反対側の海水が盛り上がるから。
これを分かりやすいように図にすると、こんな感じです。
このように、月の重力によって発生する潮汐力によって、月と月の反対側は満潮になり、その間の部分が干潮になります。
そして、月は地球からみると１日１回地球の周りを周っていますから、１日に２回ずつ満潮と干潮がやってくるのですね。
これが正しい潮の満ち引きの原理なのですが、実は私、小学生のころに潮の満ち引きが１日２回来るのが不思議で仕方ありませんでした。
なぜならば、小学生のころ、私は潮の満ち引きがこのような原理で発生していると思っていたからです。
これは間違ったイメージなのですが、小学生ながら月にも重力がることはうっすらと知っていたので、月の重力に引っ張られて月の方に海水が引っ張られていると思っていたのです。
それならば満潮と干潮は１日ずつのはずなのに、新聞やニュースで満潮と干潮の時刻をみると、いつも１日２回あります。
なぜなのかずっと疑問だったのですが、ある日やっとその正体が「潮汐力」であることを知りました。
以上が潮の満ち引きが起こる仕組みなのですが、潮汐力とはいったいどのような力なのか、続けて気になるところです。
そこで次の章からは、月の反対側を満潮にしてしまう不思議な力「潮汐力」についてと、潮汐力がどのようにして満潮と干潮をもたらすのかをさらに詳しく説明していきたいと思います！
潮汐力とは？
この章では、潮汐力とはどのような力なのかについてお話していきます。
まずは潮汐力を一言で表すと、このようになります。
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。
言葉だけではなかなか分かりにくいので、イラストにするとこのようになります。
このイラストは、物体Ｂの重力を受けている物体Ａに掛かる潮汐力を表したものです。
このように、物体Ａが物体Ｂの重力を受ける方向に対して引き延ばされるような力が働きます。
なぜこのような力になるのかというと、重力の特徴の一つに、重力の発生源となっている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るからです。
このことを考慮に入れながら、物体Ａが物体Ｂからどのような重力を受けているかを考えてみます。
そすると、物体Ａの中でも物体Ｂに近い方がより強い重力を受けるので、重力の受け方は下の図のようになります。
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の重力が弱く働いているのが分かります。
これを物体Ａの中心にかかる重力と比べてみると、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。
これが、「潮汐力」の正体です。
物体Ｂに近い方が引っ張られるのは分かりやすいですが、物体Ｂの反対側ではあたかも重力とは逆方向の力が掛かっているように見えるのは、このようなからくりがあったからだったのですね。
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）
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、改めて潮の満ち引きの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。
下記のイラストは、月の重力によって発生する地球の潮汐力を図示したものです。
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、地球が月から受ける潮汐力を表しています。
この潮汐力が、潮の満ち引きが発生させ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たいと思います。
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力との差を考えると、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だったのですね。
大潮と小潮について
最後はちょっと余談になりますが、大潮と小潮が発生する理由についてお話しようと思います。
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起こるのかというと、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いきたいと思います。
大潮
まずは、大潮の時から。
大潮の時の太陽と月の位置関係は、下の図のようになります。
このように、地球と月と太陽が一直線上に重なる、新月と満月の時が最も潮の満ち引きの差が大きくなります。
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。
小潮
次は、小潮の時です。
小潮の時の太陽と月の位置関係は、下の図のようになります。
このように、地球から見て月と太陽が90度ずれた状態となる、半月の時が最も潮の満ち引きの差が小さくなります。
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
以上で、潮の満ち引きの仕組みについての話を終わります。
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「潮汐力」によって引き起こされる
- 潮汐力が発生する原因は、月から受ける重力が場所によって違うため
- 潮汐力によって、月と月の反対側の海水が盛り上がる
- 満潮と干潮は、それぞれ１日２回ずつくる
- 太陽から受ける潮汐力は、月の約半分
- 満月と新月のときは、大潮になる
- 半月のときは、小潮になる
潮の満ち引きを正しく理解することによって、長年謎だった満潮と干潮がなぜ１日２回来るのかが分かって、とてもスッキリしました！
これから海などに行って満潮や干潮を感じる機会があるときには、その仕組みも思い出しながら見てみると、より面白いかもしれませんね(^^)
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