A relação entre as marés e a força gravitacional

      Há milhares de anos os homens sabem que a Lua tem alguma relação com as marés. Antes do ano 100 a.C., o naturalista romano Plínio escreveu sobre a influência da Lua nas marés. Mas as leis físicas desse fenômeno não foram estudadas até que o cientista inglês Isaac Newton descobriu a lei da gravitação no século XVII.

       As marés são movimentos de fluxo e refluxo das águas dos mares provocados pela atração que a Lua e secundariamente o Sol exercem sobre os oceanos. Qualquer massa de água, grande ou pequena, está sujeita às forças causadoras de maré provindas do Sol e da Lua. Porém é somente no ponto em que se encontram os oceanos e os continentes que as marés têm grandeza suficiente para serem percebidas. As águas dos rios e lagos apresentam subida e descida tão insignificante que a diferença é inteiramente disfarçada por mudanças de nível devidas ao vento e ao estado do tempo.

       As marés também ocorrem em terra e na atmosfera, mas são muito mais difíceis de observar que as marés oceânicas. As marés terrestres e atmosféricas podem ser detectadas unicamente por instrumentos científicos altamente sensíveis.

       Uma maré é bem semelhante a outra. Do seu nível mais baixo, a água sobe gradualmente por cerca de 6 horas até atingir a maré alta ou preamar. Daí então principia a baixar, continuando por cerca de 6 horas até alcançar a maré baixa ou baixa-mar. O ciclo então começa novamente. A diferença entre a maré alta e a baixa é chamada amplitude da maré. Enquanto a água sobe e desce, move-se em direção da costa e se afasta dela, alternadamente. Esse movimento da água é chamado fluxo da maré. Quando a água se move em direção à costa, é o fluxo enchente. Quando se desloca para alto-mar, é o fluxo vazante.

     A amplitude da maré difere dia após dia conforme a posição do Sol e da Lua. Quando ambos se colocam numa mesma linha em relação à Terra, como acontece na Lua Cheia e Nova, a maré fica mais alta do que o normal e é chamada de maré de Sizígia, ou maré de águas-vivas. Quando o Sol e a Lua formam com a Terra um ângulo reto, como quando a Lua está em quarto-crescente ou quarto-minguante, a maré é mais baixa que o normal, sendo chamada maré de Quadratura, ou maré de Águas-Mortas.

      A própria formação da costa marítima produz também uma grande diferença na amplitude da maré. Nos estuários e baías com o formato de funil, a amplitude pode ser muito alta. A forma, tamanho e profundidade dos mares e oceanos provocam diferenças no modo de agir da maré.

MARÉS

Sir Isaac Newton (1687) explicou que as marés são causadas pela gravitação, ou seja, pela atração que uma massa tem pela outra.

A GRAVIDADE

G = g(m1m2)/d2

      Em que m1 e m2 são as massas dos corpos envolvidos, g é a constante gravitacional, G é a força gravitacional e d é a distância entre os corpos.

     Como se vê facilmente pela fórmula, quanto maiores as massas envolvidas maior, maior a força gravitacional e quanto maior a distância menor essa força.

     De acordo com a teoria da gravitação universal, as marés são protuberâncias de terra ou de água causadas pelo puxão do sol e da lua sobre o planeta.

Quando a terra se move em torno do sol ela se mantém em órbita devido ao equilíbrio de duas forças:

·         A força da gravidade

·         A força centrífuga

      As mesmas forças estão presentes no sistema terra-lua, de forma que essas forças envolvidas em conjunto causam as saliências de maré em lados opostos do planeta.

2 - MARÉS SOLARES E LUNARES

O sol tem 27 milhões de vezes mais massa que a lua, mas esta está 387 vezes mais próxima da terra. Sendo assim, os efeitos de gravitação da lua acabam sendo maiores e as marés lunares são cerca de duas vezes maiores que as solares (a influência do sol nas marés vale cerca de 46% da influência da lua).

3 - MARÉS DE SIZÍGIA E DE QUADRATURA

Quando a lua é nova ou cheia, o sol está alinhado com a lua, de forma que as forças gravitacionais e centrífugas dos dois sistemas vão se somar e causar maiores saliências de maré (marés de sizígia). Já quando a lua é crescente ou minguante, as forças dos dois sistemas (terra-sol e terra-lua) fazem ângulo reto, de forma que não contribuem umas com as outras. Por isso, as saliências serão relativamente pequenas (marés de quadratura).

4 - PERIODICIDADE DAS MARÉS

O tempo necessário para que a terra faça uma rotação completa em relação à lua é de 24 horas e 50 minutos, ou um dia lunar. Portanto, as duas águas altas e as duas águas baixas de um dias ocorrem cerca de 50 minutos mais tarde que no dia anterior

5 - COMO SE CLASSIFICAM AS MARÉS

As marés podem ser:

a. Diurnas: ocorrem apenas uma vez ao dia 

b. Semidiurnas: ocorrem duas vezes ao dia 

c. Mistas: combinação dos dois tipos anteriores

6 - AS MARÉS SÃO IGUAIS EM QUALQUER PONTO DA TERRA?

As marés são resultado de vários fatores interagindo. Para predizer precisamente as marés, mais de 150 fatores devem ser levados em consideração.

A ÓRBITA DA LUA

A lua faz uma volta ao redor da terra a cada 29,5 dias, portanto as saliências das marés lunares nem sempre estão alinhadas com aquelas causadas pelo sol.

Além disso, a terra não está exatamente no centro da órbita lunar e esta é elíptica.

A ÓRBITA DA TERRA EM RELAÇÃO AO SOL

A órbita é elíptica e seu período é de 365 dias, 5 horas, 48 minutos e 46 segundos - ano tropical.

A INCLINAÇÃO DO EIXO DE ROTAÇÃO EM RELAÇÃO À ÓRBITA DE TRANSLAÇÃO

Devido ao fato de o eixo de rotação ser inclinado em 23º27' ao plano da órbita terrestre (eclíptica), as marés variam com a latitude, com o dia do mês e do ano.

A INCLINAÇÃO DA ÓRBITA LUNAR

O plano da órbita da lua em torno da terra faz 5º9' com o eixo de rotação do planeta.

O CICLO DE 18,6 ANOS

A cada 18,6 anos, o plano da órbita da lua fica na mesma posição relativa em relação ao eixo de translação da terra. Dessa forma, os padrões de maré se repetem a cada 18,6 anos.

A tabela a seguir mostra os principais efeitos dos astros sobre as marés:

7 - AS TÁBUAS DE MARÉ

Com todas as complicações mostradas até agora, pode-se imaginar quão difícil é prever as marés costeiras. Geralmente, são usados registros de 18 ou 19 anos atrás (por quê?) com pequenas modificações. Abaixo estão outros parâmetros levados em conta na previsão de marés: Nível de redução- NR (datum): plano de referência ao quais todas as profundidades cartográficas estão relacionadas. Se refere à mais baixa maré astronômica registrada. É definido pela Organização Hidrográfica Internacional. Nível médio - (NM ou MSL): é o plano médio entre a preamar média e a baixa-mar média.

8 - AS CORRENTES DE MARÉ

As correntes de maré são movimentos horizontais das águas causados por marés. Podem alcançar a velocidade de 10 nós (18,5 km/h) em alguns locais como, por exemplo, a ilha de Vancouver. As correntes de maré são fracas em águas rasas e fortes em águas profundas.