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Marés

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As máres são o movimento periódico de elevação e declíneo das águas do mar devido às forças de atração gravitacional da Lua e do Sol.

A superfície da Terra é constituída de uma parte sólida que chamamos crosta terrestre e de uma parte líquida (rios, mares, etc). A região do nosso planeta que está mais próxima da Lua e do Sol sofre uma força maior, com isso a água é “puxada” mais fortemente que a da crosta, formando uma protuberância de água nessa região.

A atração gravitacional do Sol provoca um efeito semelhante nas águas do mar, se sobrepondo ao efeito produzido pela Lua. Por isso, quando o Sol, a Lua e a Terra estão alinhados, são observadas marés mais elevadas, pois nessa situação os efeitos se somam.

À medida que a Terra gira em torno de seu eixo, as marés alta e baixa se sucedem numa dada região.

A amplitude das máres, isto é, a diferença de nível entre a preamar e a baixa-mar, varia muito de um lugar para outro. Uma das maiores marés do mundo é a que ocorre na baía do Monte Saint-Michel, na França, podendo chegar a 14 metros. No Brasil, as maiores marés acontecem no litoral do Maranhão.

O fenômeno das marés ocorre em todas as superfícies de água da Terra, e não apenas nos oceanos. Embora menos evidente, as marés existem em rios e lagos.

O entendimento das marés permitiu compreender a razão pela qual a Lua volta sempre a mesma face para a Terra.

Outrora o nosso satélite encontrava-se provavelmente no estado líquido. A rotação desta esfera líquida em torno da Terra era acompanhada por um muito forte atrito de marés que tinha por efeito reduzir gradualmente a velocidade da rotação da Lua. Finalmente, cessou essa rotação em relação à Terra, as mares desapareceram e a Lua escondeu-nos metade da sua superfície.

Fonte: br.geocities.com

Marés

Definição

Subida e descida periódicas dos níveis do mar e de outros corpos de água ligados ao oceano (estuários, lagunas, etc.), causadas principalmente pela interferência da Lua e do Sol sobre o campo gravitacional da Terra.

Na realidade, a maré constitui uma onda com grande comprimento, razão porque, por vezes, se utiliza a designação de onda de maré. Pode ser estudada através da aplicação das teorias das ondas.

O termo maré refere-se aos fenômenos sentidos num corpo devido à perturbação do campo gravítico causado pela interferência de um ou mais corpos externos.

Maré trata do fenômeno da alteração da altura dos mares e oceanos causado pela interferência da Lua e do Sol sobre o campo gravítico da Terra.

Mecanismo das marés

Marés
Ação das marés, mostrada de maneira exagerada para melhor entendimento

Num campo gravitacional terrestre ideal, ou seja, sem interferências, as águas à superfície da Terra sofreriam uma aceleração idêntica na direção do centro de massa terrestre, encontrando-se assim numa situação isopotencial (situação A na imagem).

A existência de corpos com campos gravitacionais significativos interferindo com o da Terra (Lua e Sol) provocam acelerações que atuam na massa terrestre com intensidades diferentes.

Os campos gravitacionais atuam com intensidade inversamente proporcional ao quadrado da distância – acelerações sentidas nos diversos pontos da Terra não são as mesmas.

Mas devido à existência de corpos com campos gravitacionais significativos a interferirem com o da Terra (Lua e Sol), estes provocam acelerações que atuam na massa terrestre com intensidades diferentes. Como os campos gravitacionais atuam com uma intensidade inversamente proporcional ao quadrado da distância, as acelerações sentidas nos diversos pontos da Terra não são as mesmas.

Assim (situação B e C na imagem) a aceleração provocada pela Lua têm intensidades significativamente diferentes entre os pontos mais próximos e mais afastados da Lua.

Desta forma as massas oceânicas que estão mais próximas da Lua sofrem uma aceleração de intensidade significativamente superior às massas oceânicas mais afastadas da Lua. É este diferencial que provoca as alterações da altura das massas de água à superfície da Terra.

Quando a maré está em seu ápice chama-se maré alta, maré cheia ou preamar; quando está no seu menor nível chama-se maré baixa ou baixa-mar.

Em média, as marés oscilam em um período de 12 horas e 24 minutos. Doze horas devido à rotação da Terra e 24 minutos devido à órbita lunar.

Altura das marés

A altura das marés alta e baixa (relativa ao nível do mar médio) também varia.

Nas luas nova e cheia, as forças gravitacionais do Sol estão na mesma direção das da Lua, produzindo marés mais altas, chamadas marés de sizígia.

Nas luas minguante e crescente as forças gravitacionais do Sol estão em direções diferentes das da Lua, anulando parte delas, produzindo marés mais baixas chamadas marés de quadratura.

Terminologia

Preamar ou Preia-mar: Nível máximo de uma maré cheia.
Baixa-mar:
Nível mínimo de uma maré vazante.
Estofo:
Também conhecido como reponto de maré, ocorre entre marés, curto período em que não ocorre qualquer alteração na altura de nível.
Enchente:
Período entre uma baixa-mar e uma preia-mar sucessivas, quando a altura da maré aumenta.
Vazante:
Período entre uma preia-mar e uma baixa-mar sucessivas, quando a altura da maré diminui.
Altura da Maré:
Altura do nível da água, num dado momento, em relação ao plano do Zero Hidrográfico.
Elevação da Maré:
Altitude da superfície livre da água, num dado momento, acima do Nível Médio do mar.
Amplitude de Marés:
Variação do nível das águas, entre uma preia-mar e uma baixa-mar imediatamente anterior ou posterior.
Quadratura:
O sol e a lua formam ângulo de 90º graus em relação à Terra.
Maré de Quadratura:
Maré de pequena amplitude, maré que se segue ao dia de quarto crescente ou minguante.
Maré de Sizígia:
Nas luas nova e cheia, as marés lunares e solares reforçam uma a outra, produzindo as maiores marés altas e as menores marés baixas.
Zero Hidrográfico:
Referência a partir da qual se define a Altura da Maré. Variável de local para local, normalmente definida pelo nível da mais baixa das baixa-mares registadas (média das baixa-mares de sizigia)durante um dado período de observação maregráfica. Situa-se abaixo do Nível Médio do Mar de um valor ligeiramente superior à máxima semi-amplitude da onda de maré.

Fonte: www2.unifap.br

Marés

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

1 – 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 mêse 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 óbita 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:

Fenômeno Período Ciclo astronômico Causa
Maré semidiurna 12 h, 25 min, 23,5 s Tempo entre os trânsitos superiores e inferiores da lua Rotação da terra
Maré diurna 24 h, 50 min, 47 s Tempo entre dois períodos sucessivos do trânsito superior e inferior da lua Rotação da terra e declinação do sol e da lua
Intervalo entre as marés de sizígia 14,7 dias (média) Tempo entre a conjunção e oposição do sol e da lua e vice-versa Fases da lua em relação ao sol
Efeito quinzenal da lua 13,66 dias Tempo para que a lua mude a declinação de zero até o máximo e retorne a zero Variação na declinação da lua
Efeito mensal 27,55 dias Tempo para a lua ir de um perigeo a outro Forma elíptica da órbita da lua
Efeito solar semianual 182,6 dias Tempo para que o sol mude a declinação do zero até o máximo e retorne a zero Variação na declinação do sol
Efeito anual 365,26 dias Tempo para que a terra se desloque de um perihélio a outro Forma elíptica da órbita da terra

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 que?) com pequenas modificações.

Abaixo estão outros parâmetros levados em conta na previsão de marés:

Nível de redução- NR (datum): plano de referência ao qual 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.

Fonte: www.maraberto.ufc.br

Marés

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.

Marlene Dandolini

Fonte: www.cfh.ufsc.br

Marés

Como as fases da Lua influenciam as marés?

Na verdade, a Lua não produz esse efeito sozinha. Os movimentos de subida e descida do nível do mar – as chamadas marés – também sofrem influência do Sol, dependendo da intensidade da força de atração dele e da Lua sobre o nosso planeta. Assim como a Terra atrai a Lua, fazendo-a girar ao seu redor, a Lua também atrai a Terra, só que de um jeito mais sutil. O puxão gravitacional de nosso satélite tem pouco efeito sobre os continentes, que são sólidos, mas afeta consideravelmente a superfície dos oceanos devido à fluidez, com grande liberdade de movimento, da água. A cada dia, a influência lunar provoca correntes marítimas que geram duas marés altas (quando o oceano está de frente para a Lua e em oposição a ela) e duas baixas (nos intervalos entre as altas). O Sol, mesmo estando 390 vezes mais distante da Terra que a Lua, também influi no comportamento das marés – embora a atração solar corresponda a apenas 46% da lunar.

Resumo da história: dependendo da posição dos dois astros em relação ao nosso planeta, as marés têm comportamentos diferentes. É aí que entram as fases lunares.

Quando a Terra, a Lua e o Sol estão alinhados – ou, como dizem os astrônomos, em oposição ou conjunção -, a atração gravitacional dos dois últimos se soma, ampliando seu efeito na massa marítima. Por outro lado, quando as forças de atração da Lua e do Sol se opõem, quase não há diferença entre maré alta e baixa.

Mas esse jogo de forças não é igual em toda parte, porque o contorno da costa e as dimensões do fundo do mar também alteram a dimensão das marés. “Em certas regiões abertas, a água se espalha por uma grande área e sobe só alguns centímetros nas marés máximas.

Em outras, como um braço de mar estreito, o nível pode se elevar vários metros”, diz o oceanógrafo Joseph Harari, da Universidade de São Paulo (USP).

Estica-e-puxa espacial

Quando o nosso satélite e o Sol se alinham, o mar sobe mais.

LUA NOVA

Quando a Terra, a Lua e o Sol se alinham, a atração gravitacional exercida pelos dois astros sobre os oceanos se soma, gerando correntes marítimas que causam uma elevação máxima do nível do mar na direção dessa linha. É época das maiores marés altas, chamadas de marés de sizígia ou máximas

LUA MINGUANTE

Nessa fase lunar, diminui a influência do Sol e da Lua nas marés oceânicas. Na noite em que metade da Lua está visível, a atração atinge seu menor valor. Em Santos, no litoral paulista, por exemplo,a diferença entre a maré alta e a baixa não ultrapassa os 5 centímetros

LUA CHEIA

Cerca de duas semanas depois da Lua Nova, nosso satélite viaja de novo para uma posição em que se alinha com o Sol e a Terra. Essa combinação traz uma nova leva de marés máximas. Nas praias de Santos, o nível do mar pode subir em torno de 1 metro nesse período

LUA CRESCENTE

Agora, a Lua e o Sol formam um ângulo reto de 90º. Nessa situação, a gravitação lunar se opõe à solar – elas só não se anulam porque a Lua, mais perto da Terra, exerce maior poder de atração. Mesmo assim, as diferenças de nível entre as marés alta e baixa são muito menores e recebem o nome de marés de quadratura ou mínimas

Mudanças radicais

Nível do mar pode subir 18 metros

Existem alguns lugares no planeta onde a influência das fases da lua sobre a maré é maior. Na baía de Fundy, no Canadá, a diferença entre as marés alta e baixa chega a 18 metros. No monte Saint-Michel, no litoral da França, 14 metros. Na região de Derby, na Austrália, 11 metros. Já na enseada de Cook, na costa sul do Alasca, a elevação atinge 9 metros

Fonte: mundoestranho.abril.com.br

Marés

As marés na Terra constituem um fenômeno resultante da atração gravitacional exercida pela Lua sobre a Terra e, em menor escala, da atração gravitacional exercida pelo Sol sobre a Terra.

A idéia básica da maré provocada pela Lua, por exemplo, é que a atração gravitacional sentida por cada ponto da Terra devido à Lua depende da distância do ponto à Lua. Portanto a atração gravitacional sentida no lado da Terra que está mais próximo da Lua é maior do que a sentida no centro da Terra, e a a atração gravitacional sentida no lado da Terra que está mais distante da Lua é menor do que a sentida no centro da Terra.

Em relação ao centro da Terra, um lado está sendo puxado na direção da Lua e o outro lado está sendo puxado na direção contrária. A maré do lado oposto não é causada pela rotação da Terra. Como a água flui muito facilmente, ela se “empilha” nos dois lados da Terra, que fica com um bojo de água na direção da Lua e outro na direção contrária.

Enquanto a Terra gira no seu movimento diário, o bojo de água continua sempre apontando aproximadamente na direção da Lua. Em um certo momento, um certo ponto da Terra estará embaixo da Lua e terá maré alta. Aproximadamente seis horas mais tarde (6h 12m), a rotação da Terra terá levado esse ponto a 90° da Lua, e ele terá maré baixa. Dali a mais seis horas e doze minutos, o mesmo ponto estará a 180° da Lua, e terá maré alta novamente. Portanto as marés acontecem duas vezes a cada 24h 48, que é a duração do dia lunar.

Se a Terra fosse totalmente coberta de água, a máxima altura da maré seria 1 m. Como a Terra não é completamente coberta de água, vários aspectos resultantes da distribuição das massas continentais contribuem para que a altura e a hora da maré variem de lugar a outro. Em algumas baías e estuários as marés chegam a atingir 10 m de altura.

Fonte: astro.if.ufrgs.br

Marés

INFLUÊNCIA DA LUA NAS MARÉS DA TERRA

Marés
Maré antes

Marés
Maré depois

A nossa galáxia, conhecida como Via Láctea, é um aglomerado de poeira, planetas e bilhões de estrelas, em forma de disco, inclusive o sol. A força que mantém unido tudo isso (a terra em torno do sol, da lua na órbita terrestre, você sobre a terra e os demais planetas do nosso sistema), é a FORÇA GRAVITACIONAL.

Como se sabe, a força gravitacional foi “descoberta” por Isaac Newton, que concluiu que a tal força é a mesma que faz uma maç㠓cair”, e que não é apenas a Terra que atrai a maçã, mas esta também atrai aquela, com força de mesmo módulo (terceira lei de Newton), dependendo, principalmente, da distância de separação entre os corpos, porém não da localização dos mesmos, estejam numa caverna ou no espaço distante. Foi com o entendimento da força gravitacional que o homem pôde lançar satélites artificiais no espaço.

Na verdade a curiosidade do homem sobre o universo começou na Grécia antiga, com Ptolomeu que explicou de forma razoável e, com alguns mecanismos, conseguiu prever alguns eclipses lunares e solares, além como se daria o arranjo dos corpos celestes. Contudo, Ptolomeu precisou de muitos ajustes em suas explicações, pois naquela época acreditava-se que a Terra era o centro do universo (modelo geocêntrico) – vejam que grande parte da história da humanidade foi computada com tal crença – teoria que permaneceu em torno de quinze séculos como a verdadeira. Em torno dos séculos XIV e XV, Nicolau Copérnico afirmou que possivelmente o Sol era o centro de nosso sistema (modelo heliocêntrico). Algum tempo depois Kepler deu grande contribuição à compreensão, formulando a três leis de Kepler dando entendimento sobre o período e a trajetória dos planetas do nosso sistema. Posteriormente Galileu Galilei apontou pela primeira vez um telescópio para o céu, confirmando tais afirmações. Logo após estava em cena Isaac Newton que deu grande contribuição a compreensão dos fenômenos relacionados à gravitação.

A força gravitacional que age sobre a Terra é a causa do efeito das marés, principalmente nas luas nova e cheia, pois é neste período que os astros Terra, Lua e Sol estão alinhados, ou seja, a força gravitacional devido à Lua e ao Sol somam-se, no entanto nas luas minguante e crescente a posição do Sol e Lua formam um ângulo de noventa graus, prevalecendo assim a força devido a Lua, embora a atração do Sol (maré solar) minimize a maré lunar com pouca intensidade. Tal fenômeno faz com que as águas dos oceanos de todo planeta “subam” devido à atração gravitacional da lua.

O interesante é que a força gravitacional exercida pelo Sol sobre a Terra é cento e setenta e cinco (175) vezes maior que a força exercida pela Lua, todavia quem provoca as marés é a lua – por quê? – na verdade a força que provoca as marés é devida a diferença entre duas distâncias: a distância do centro da Terra até o centro da Lua e da superfície da Terra até o centro da Lua. A forças correspondente a essa diferença de entre as duas distancia é duas (02) vezes àquela diferença que equivale a distancia do centro da Terra até o centro do Sol e a superfície da Terra ao Centro do Sol. Respeitadas as devidas proporções, o raio da Terra comparado a distancia que separa a Terra da Lua, possui um valor significativo, no entanto o mesmo raio comparado a distancia que separa a nosso planeta do sol praticamente pode ser desprezado.

A onda formada pelas marés é mais alta próxima a Lua, devido à atração, isso faz com que as águas nos pólos baixem para convergir no ponto próximo a Lua, porém ,no lado oposto da Terra, a inércia excede, em módulo, a força devido a Lua, conforme princípio da ação-reação proposto por Newton, causando assim a mesma elevação nas águas nesse lado oposto, o que isso quer dizer? Que, devido à lei de ação e reação da terceira lei de Newton (além da força centrifuga), a maré ira subir do outro lado da terra tanto quando sobe no lado que está próximo a da lua. A Terra não pode se mover em direção a esta força, mas fluidos como o ar atmosférico e águas o fazem, no entanto não percebemos, exceto por observadores que estão na costa.

Existem algumas considerações mais complexas no entendimento das marés, por exemplo, poderíamos citar que a lua não se encontra na órbita da linha do equador, ela move-se semanalmente ao extremo 28°30′ (28 graus e 30 minutos) acima e abaixo da linha do equador, causando as marés em praticamente todos os pontos do nosso planeta.

Marcelo Machado Souza

Fonte: curiofisica.com.br

Marés

As Forças de Marés

As marés são conhecidas de todos, principalmente por aqueles que moram próximo ao mar e dele vivem. Muitos deles sabem prever a maré em função da Lua e do Sol, sem sequer saber qual a verdadeira relação existente entre esses dois astros com a Terra.

Como sabemos, a Terra mantém-se em órbita ao redor do Sol graças à atração gravitacional que existe entre esses dois astros. De igual modo a Lua está presa à Terra.

A expressão matemática que exprime a intensidade da força de atração gravitacional é:

Marés
Equação 1 – Força de Atração Gravitacional

Marés
Figura1: Representação da força de atração gravitacional entre dois corpos de massas M1 e M2

Onde:

F = forca de atração
G = 6,67 10 11N m2 /kg 2 (constante de gravitação universal)
M1= massa do corpo 1
M2= massa do corpo 2
d = distância entre os centros dos corpos

Observando-se com cuidado a expressão nós podemos perceber que, quanto maior a distância entre os corpos, menor será a força entre eles e quanto maior o produto das duas massas maior será a força entre os mesmos.

A força de atração que a Terra exerce sobre uma pessoa na superfície nós chamamos de peso. Convém lembrar que o número lido numa balança de farmácia (digital ou analógica) corresponde ao valor da massa (medido em quilograma). O peso dessa pessoa será o produto de sua massa pelo valor da aceleração da gravidade local.

P = m g (II)

Onde:

P =peso, medido em newtons (N)
m = massa do corpo,medida em quilogramas (Kg)
g = aceleração da gravidade, (g=9,8 m/s2)

Num pequeno exercício mental nós podemos comparar a expressão matemática equação (II) com a anterior (I) onde:

1 – O peso P corresponde à força de atração F.
2 –
A massa do corpo pode ser M2, ou seja m corresponde a M2.
3 –
O valor da aceleração local da gravidade g corresponderá a g = GM1/d2, sendo que M1 correponde à massa da Terra, d é o raio terrestre e G a constante de gravitação universal.

Tudo o que foi apresentado é válido para corpos próximos à superfície terrestre desde que o valor da distância d não varie muito.

Devido a distância que nos encontramos do Sol, a intensidade dessa atração é maior que a exercida entre a Lua e a Terra. No entanto, a proximidade da Lua permite que a variação da intensidade dessa atração seja muito maior, do que a produzida pelo Sol. Para isto basta substituir os valores numéricos correspondentes às massas do Sol, da Lua e da Terra, bem como às distâncias Sol – Terra e Terra – Lua em concordância com o caso considerado.

Vejamos agora como essas forças produzem as marés e, para isso nós vamos considerar um planeta hipotético composto de um núcleo sólido e coberto por uma camada líquida, ou seja, uma Terra sem continentes. Para tanto consideremos quatro pontos particulares sobre esse oceano. Como o ponto (1) é mais próximo da Lua, este sofrerá maior atração (F1 é a mais intensa das forças), mas precisa vencer o peso da própria água.

Marés
Figura 2: Forças atuantes sobre o oceano devido a Lua.

A água que se encontra nos pontos (2) e (3) sofre uma atração menor, mas por ser quase tangencial à superfície do oceano não precisa vencer o seu peso neste locais. Portanto, essa água deslisará em direção ao ponto (1). Isso já explica por que existe maré alta do lado (1) e que está voltado para a Lua.

Marés
Figura 3: Resultado das forças atuantes sobre o oceano devido a Lua.

Na região do ponto (4) temos duas coisas a levar em consideração: primeiro a atração que a Lua exerce é menor, pois fica mais distante; segundo é preciso lembrar que não é simplesmente a Lua que gira em torno da Terra, mas ambos giram em torno de um centro de massa comum (CM). Portanto, para quem está na Terra existe uma força centrífuga (devido a inércia) agindo no ponto (4). Nesse local também forma-se uma preamar e o resultado final de todas essas forças é a formação das marés alta e baixa, como indicado na figura abaixo.

Marés
Figura 4: As marés alta e baixa devido a dinâmica do movimento entre a Terra e a Lua.

Até aqui nós consideramos apenas os efeitos entre a Terra e a Lua. O Sol também influencia os movimentos das águas do oceano no planeta, mas com metade da intensidade da Lua. Quando nós temos Lua Cheia ou Lua Nova, o Sol, a Terra, e a Lua estão ”alinhados” e portanto o efeito do Astro-Rei soma-se ao do nosso satélite natural.

Marés
Figura 5: Efeito do Sol sobre as marés quando do “alinhamento” Sol – Terra – Lua.

Quando nós temos a Lua em Quarto Crescente ou Quarto Minguante (também são chamadas de 1a. Quadratura e 2a. Quadratura respectivamente), as marés não serão muito elevadas pois os efeitos do Sol não contribuem na mesma direção em que se encontra a Terra com a Lua.

Marés
Figura 6: Efeito do Sol sobre as marés quando a Lua encontra-se em Quadratura com relação ao Astro-Rei.

Nesse hipotético planeta oceânico, as duas ”montanhas de água” ficam exatamente alinhadas com a Lua. No caso da nossa Terra os continentes influem na evolução das marés. Devido a rotação da Terra, a água choca-se com os continentes e isso faz com que a maré alta chegue atrasada com relação à Lua ao tomarmos por base o planeta oceânico. Devido a forma irregular dos comtinentes, às vezes a maré alta acumula-se em certas bacias, atingindo nesses pontos amplitudes bastantes altas.

Por exemplo: na Bacia de Fundy (Canadá) a maré alta alcança até 21 metros nos casos extremos.

Como sabemos a Terra realiza uma volta em torno de si mesma a cada 24 horas. Mas a Lua também se move e isso faz com que o ciclo de marés se complete a cada 24 horas, 50 minutoes e 28 segundos em média. Como são dua marés, a água sobe e desce a cada 12 horas, 25 minutos e 14 segundos.

O fenômeno das marés também é observado na parte sólida do planeta, mas com menor intensidade. O solo terrestre pode elevar-se até 45 centímetros nas fases de Lua Cheia ou Nova. Mas nós não percebemos, pois tudo a nossa volta levanta junto e não temos assim uma referência.

Existe ainda um fato curioso: devido ao choque das marés com os continentes freia-se lentamente a rotação da Terra. Mas a quantidade de momento angular perdida pela diminuição da velocidade de rotação não pode desaparecer (conservação do momento angular) e portanto deverá ser transferida. Essa transferência dá-se para o nosso satélite natural, e por isso a Lua não descreve uma órbita elíptica mas, sim em espiral devido o aumento do momento angular da mesma em relaçã ao nosso planeta. Com isso, o afastamento anual produzido por esse retardamento da rotação da Terra é cerca de 3 centímetros por ano. Desse modo, o dia terrestre aumenta de 1 milésimo de segundo a cada 50 anos e o resultado final fará com que a Terra mostre sempre a mesma face para a Lua. Nessa ocasião o dia terrestre deverá durar cerca de 36 horas.

Fonte: www.cdcc.usp.br

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