Gelgit
Gelgit, büyük ölçüde Ay’ın, daha küçük çapta da Güneş’in çekim etkisiyle deniz suyunun kabarıp alçalmasıdır. Suların bu hareketi deniz kıyısında açıkça görülebilir. Günün belirli saatlerinde yükselerek kumsalı kaplayan sular bir süre sonra çekilir ve daha önce sular altında olan geniş bir kumsal açığa çıkar. Gelgit sırasında suların yükselmesine “kabarma” ya da eski terimiyle “met” , çekilmesine ise “alçalma” ya da gene eski terimiyle “cezir” denir.
Yeryüzündeki bütün denizlerin aynı anda ve aynı düzeyde kabarıp alçalmamasının nedeni, Ayın çekim kuvvetinin Dünya üzerindeki her noktada eşit olmamasıdır. Gerçekten de, Dünya’nın Ay’a dönük olan yüzündeki herhangi bir noktaya bu gökcisminin uyguladığı çekim kuvveti Dünya’nın merkezine uyguladığı çekim kuvvetinden daha fazladır. Bu nedenle Dünya’nın bu yüzündeki sular Ay’a doğru yönelen bir kabarıklık oluşturur. Aynı anda, Dünya’nın Ay’dan uzak olan yüzündeki herhangi bir noktayı etkileyen çekim kuvvetinin şiddeti ise Dünya’nın merkezini etkileyen çekim kuvvetinden çok daha azdır. Bunun sonucunda da Dünya’nın öbür yüzündeki sular bu kez Ay’a tam ters yönde kabaran bir tümsek oluşturur. Böylece, Ay’ın Dünya üzerindeki çekim kuvvetinin en fazla ve en az olduğu yerlerde simetrik, ama ters yönlü iki kabarma hareketi gerçekleşir. Dünya kendi ekseni çevresinde dönerken bu noktalar bir kez Ay’a yaklaşıp bir kez Ay’dan uzaklaşacağı için, aynı nokta bir gün içinde iki kez suların kabardığı konuma gelir. Bu durumda, kuramsal olarak aynı noktada her gün iki kez kabarma, iki kez de alçalma olması gerekir. Ama bu genel kural bir yandan gökcisimlerinin, bir yandan da sürtünme kuvvetlerinin ve yüzey biçimlerinin etkisiyle çok daha karmaşık bir biçim alır.
Gökcisimlerinin Etkisi
Ay’ın yörüngesi Dünya’nın ekvator düzleminden geçerken, yeryüzündeki bir noktada günde iki kez eşit yükseklikte kabarma olması gerekir. Ay ekvator düzleminden uzaklaşıp iyice kuzeyde ya da güneyde bulunduğu zaman da aynı noktada günde iki kez değişik yükseklikte kabarma görülecektir.
Ay'ın Dünya çevresindeki dolanma hızı Dünya’nın kendi çevresindeki dönme hızından daha düşük olduğu için, bu iki kabarma hareketi 24 saat 50 dakikada bir yinelenir; yani gelgit çevrimi her gün 50 dakika gecikir.
Gelgit olayında Güneş’in çekim kuvvetinin de kuramsal olarak Ay’ın çekim kuvvetiyle aynı etkiyi yapması beklenir. Ne var ki, Güneş’in kütlesi Ay’ınkinden 26 milyon kat fazla olduğu halde Dünya üzerindeki çekim kuvveti Ay’ınkinin yarısından bile azdır. Çünkü Güneş’in Dünya’dan uzaklığı, Ay ile Dünya arasındaki uzaklığın 390 katıdır. Öte yandan Güneş’in ve Ay’ın Dünya’dan uzaklığı bir ay boyunca birkaç kez değişir. Bu üç gökcismi ayda iki kez aynı çizgi üzerinde bulunur ve bu anlarda Ay ile Güneş’in çekim kuvvetleri birbirine eklenir. Dünya, Ay ve Güneş bu konumdayken yeryüzünde suların çok fazla kabarıp alçaldığı büyük gelgitler olur. Buna karşılık, ayda iki kez Ay’ın ve Güneş’in çekim kuvvetleri dik açı yaparak kesiştiği için birbirinin etkisini giderir. Bu durumda da suların hafifçe kabarıp alçaldığı küçük gelgitler görülür.
Sürtünme Kuvvetlerinin Etkisi
Dünya’nın Ay’a bakan ve Ay’dan uzak olan yüzündeki iki kabarma noktasının, kuramsal olarak Ay ile Dünya’yı birleştiren doğrunun tam üzerinde bulunması gerekir. Oysa Dünya’nın kendi ekseni çevresinde dönmesinden doğan sürtünme kuvveti suları da Dünya’nın dönüş yönünde ileri doğru sürükler. Bu nedenle suların kabardığı noktalar Ay’ın izdüşümü üzerinde değil, her zaman biraz daha ileridedir.
Denizin sığ yerleri gelgit dalgalarının hızım kestiği için, dalgaların taşıdığı enerji birikir ve sonuçta gelgitin genliği daha büyük olur; yani suların kabarma ve alçalma düzeyi arasındaki fark iyice artar. Bu nedenle açık denizde kabarma ve alçalma arasındaki düzey farkı ancak 30-60 cm arasında değişirken, sığ kıyı sularında bu fark birkaç katma çıkar.
Gelgitten doğan sürtünme kuvvetinin çok uzun dönemde ortaya çıkan en şaşırtıcı etkisi, Dünya’nın dönme hızını yavaşlatmasıdır. Gerçekten de, mercan fosillerindeki günlük büyüme çizgilerinden anlaşıldığı kadarıyla yaklaşık 400 milyon yıl önceki Devoniyen Dönem’de yılın uzunluğu 400 günden daha fazlaymış. Dünya’nın Güneş çevresindeki dolanım süresi, yani yılın uzunluğu o dönemde de aynı olduğundan, bu bilgiye dayanarak yalnızca günlerin daha kısa olduğu anlaşılır. Demek ki, o günden bu yana geçen milyonlarca yıl boyunca gelgitten doğan sürtünme nedeniyle Dünya’nm kendi ekseni çevresindeki dönme hızı azalmıştır. Aynı etki Ay’ın dönüş hızını da yavaşlatarak doğal uydusunun Dünya’dan uzaklaşmasına yol açar. Nitekim, gelgit nedeniyle Dünya ile Ay arasındaki uzaklık her yıl 6 cm kadar artmaktadır.
Yüzey Biçimlerinin Etkisi
Kıtalar ve okyanus sırtları suların kütlesel hareketini kesen birer engel gibidir. Öte yandan, Dünya’nın kendi ekseni çevresinde dönmesinden kaynaklanan Coriolis kuvvetleri de kuzey-güney ya da güney-kuzey doğrultusundaki bütün deniz akıntılarının ve rüzgârların yanı sıra gelgit hareketlerini de etkiler. Bu nedenle her denizin ve okyanusun kendine özgü bir gelgit düzeni vardır. Bu hareket genellikle, su kütlesinin durağan bir merkezin çevresinde dönmesi biçiminde ortaya çıkar. Gelgit genliğinin sıfıra indiği, başka bir deyişle hiç gelgit hareketinin olmadığı bu durağan merkezlere “amfidromik noktalar” denir. Amfidromik noktaların çevresindeki su kütlesi kuzey yarıkürede saatin dönüş yönüne ters, güney yarıkürede ise saat yönünde döner.
Daha küçük ölçekte, kıyılardaki yüzey biçimleri de gelgit hareketini etkileyebilir. Örneğin dünyanın en büyük gelgitlerine sahne olan Kanada’nın Nova Scotia bölgesindeki Fundy Körfezi’nde sular 16 metreden fazla kabarır. Bazı akarsuların haliçlerinde de kabaran su kütlesi karada dalgalar halinde kırılarak en az 1 metre yüksekliğinde sudan bir duvar oluşturur. Hatta Çin’in kuzey bölgelerinde neredeyse 4 metre yüksekliğe ulaşan gelgit dalgaları kaydedilmiştir. İngiltere’nin Severn Irmağı’nda ise, Atlas Okyanusu’ndaki büyük gelgitler sırasında oluşan gelgit dalgalarının bazen saatte 21 km hızla ırmağın yukarı kesimlerine doğru ilerleyerek 33 km içerilere kadar sokulduğu olur.
Buna karşılık büyük göllerde ve okyanuslara tümüyle ya da büyük ölçüde kapalı olan denizlerde gelgitler yok denecek kadar hafiftir. Örneğin Akdeniz’deki gelgitlerde kabaran suların yüksekliği hiçbir zaman 60 santimetreyi aşmaz. Kıyıları yalayan gelgit akıntıları kıyı sularındaki döküntü ve çöpleri de alıp götürdüğü için, gelgit akıntılarının olmadığı bölgelerde deniz kirliliği çok daha ciddi boyutlara varır.
Karalarda Gelgit
Ay'ın ve Güneşin gelgit kuvvetlerinden etkilenen yalnızca okyanuslar değildir. Dünya’nın katı kütlesi de bu kuvvetlerin etkisiyle esnek biçim değişikliğine uğrar. Kosta Rika’da yapılan son araştırmalar, etkin olmayan yanardağların altındaki erimiş magma kütlesinin hareketlerinin Ay in evrelerinden etkilendiğini göstermiştir.
Jüpiter’in uydularından İo’daki şiddetli yanardağ etkinliklerinin de, yakınındaki dev bir gezegenin büyük çekim etkisinden ileri geldiği sanılmaktadır.
