Warum gibt es Ebbe und Flut?

Ebbe und Flut

Wer schon einmal an der Nordsee Urlaub gemacht hat, kennt die Gezeiten, die gerade dieses Meer so besonders machen: bei Ebbe sind stundenlange Wattwanderungen moeglich, bei Flut machen Baden und Surfen Spa?. Wer aber an der Ostsee Urlaub macht, merkt Ebbe und Flut kaum / obwohl sie da sind: Der Unterschied zwischen Hoch- und Niedrigwasser betraegt an der Ostsee nur einige Zentimeter; an der Nordseekueste sind es im Schnitt vier Meter.

Zwei Mal taeglich gibt es Ebbe und Flut. Das ansteigende Wasser ist die Flut, das fallende Wasser die Ebbe. Die jeweiligen Endpunkte hei?en Hochwasser bzw. Niedrigwasser. Die Zeitdauer von einem Niedrigwasser zum naechsten ist die so genannte Tide; sie dauert etwa 12 Stunden und 25 Minuten. Die Zeitpunkte von Niedrig- und Hochwasser verschieben sich also jeden Tag um 50 Minuten; das ist exakt so viel, wie auch der Mond Tag fuer Tag spaeter aufgeht.

Die Kraft zwischen Erde und Mond

Erde und Mond sind die Hauptakteure, betrachten wir sie zuerst: Trotz der riesigen Entfernung zwischen diesen beiden Himmelskoerpern ziehen sie sich gegenseitig an. Dadurch woelbt sich die Meeresoberflaeche auf der mondzugewandten Seite nach au?en: Durch seine Anziehungskraft entsteht ein Flutberg, unter dem sich die Erde im Laufe eines Tages einmal hindurchdreht.
Doch gleichzeitig entsteht auch auf der entgegengesetzten (mondfernen) Seite ein Flutberg. Wie kommt es dazu?

Das Erde-Mond-Karussell

Die Erklaerung fuer dieses Phaenomen klingt etwas ungewoehnlich. Denn wenn man sagt, dass sich der Mond um die Erde dreht, ist das / genau genommen / falsch. In Wahrheit drehen sich Mond und Erde gemeinsam um ihren Massenschwerpunkt.

Man kann sich das etwa so vorstellen: Die beiden Himmelskoerper bilden ein zusammengehoerendes System, als ob die schwere Erde mit einer duennen Stange mit dem leichteren Mond verbunden waere. Die Erde ist aber 81 Mal schwerer als der Mond. Der Schwerpunkt zwischen Erde und Mond liegt also irgendwo zwischen ihnen. Trotz der gro?en Entfernung zum Mond ist das noch innerhalb der Erde: 1.600 km unter der Erdoberflaeche, und damit ueber 4.750 km vom Erdmittelpunkt entfernt.

Die Erde dreht sich leicht unregelmae?ig um diesen Schwerpunkt herum, man koennte auch sagen, sie eiert. Das merken die Menschen zwar nicht, aber die Torkelbewegung wirkt aehnlich stark wie die Anziehungskraft des Mondes und fuehrt dazu, dass die Erde das Wasser auf ihrer mondabgewandten Seite wegschleudert: etwa so wie in Karussells, die zwei Drehbewegungen kombinieren. So entsteht der zweite Flutberg. Beide Flutberge sind auf dem offenen Meer etwa einen halben Meter hoch und verursachen zweimal taeglich Ebbe und Flut. Weil das Wasser wegen der Massentraegheit langsamer steigt als der Mond laeuft, folgt der Wellenscheitel zum Beispiel an der Nordseekueste dem Mond mit einer Verzoegerung von zwei Stunden.

Genau hingeguckt

Die Kraefte auf der Erde, die durch das Zusammenspiel von Mond und Erde entstehen, sind jedoch noch etwas komplizierter: Fliehkraft und Gravitationskraft gleichen sich im Prinzip gegenseitig aus. Sonst wuerden Mond und Erde entweder auseinanderdriften oder aber zusammenprallen. Wenn man diese Kraefte berechnet, dann vereinfacht man das gewoehnlich so, dass die gesamte Masse von Erde und Mond jeweils nur von deren Mittelpunkt aus gerechnet werden. Die riesige Erde ist also nur ein kleiner / aber sehr schwerer / Punkt. In der Realitaet sieht das natuerlich anders aus: Auf der Seite der Erde, die dem Mond zugewandt ist, ueberwiegt die Gravitationskraft. Sie ist groe?er als die entgegengesetzt wirkende Fl
iehkraft. Die gegenueberliegende Seite der Erde ist vom Mond jedoch ueber 12700 Kilometer weiter entfernt. Dort ist die Gravitationskraft des Mondes kleiner als die Fliehkraft, und dies fuehrt zum zweiten Flutberg.
r

Sonne, Mond und Erde

Auch die Sonne mischt noch mit bei Ebbe und Flut. Sie erzeugt, genauso wie der Mond, zwei Flutberge auf der Erde. Die sind aber niedriger, naemlich nur etwa ein Drittel so hoch. Je nach Stellung von Sonne und Mond koennen sich die Gezeiteneffekte abschwaechen oder verstaerken. Liegen Sonne, Mond und Erde auf einer geraden Linie (z.B. bei Voll- oder Neumond), kommt es zu einem staerkeren Anstieg des Wassers bei Flut, einer so genannten Springtide (Springflut). Stehen Sonne und Mond hingegen im rechten Winkel zueinander, was bei Halbmond geschieht, kommt es zu einem geringeren Anstieg (Nipptide bzw. Nippflut). Die Summe der Einfluesse von Mond und Sonne macht schlie?lich den auf der Erde beobachtbaren Gezeiteneffekt aus.

Wieso dauert jede Tide 12 Stunden und 25 Minuten?

Die Erde dreht sich in 24 Stunden einmal um sich selbst. Gleichzeitig dreht sich auch der Mond in derselben Richtung innerhalb von 27 Tagen um die Erde. Bis also der Mond wieder ueber demselben Ort der Erde steht, vergehen 24 Stunden und 50 Minuten.

Wie gro? ist der Flutberg auf dem offenen Meer?

Auf dem offenen Meer sind die Flutberge kaum zu erkennen: Sie sind nicht hoeher als etwa einen halben Meter und verteilen sich auf eine Distanz von etwa 10.000 Kilometern. Das ist auch der Grund, warum man in Binnenseen keine Gezeiten erkennen kann. Ist der See beispielsweise einen Quadratkilometer gro?, betraegt der Tidenhub gerade Haaresbreite.

Der Mond bewegt sogar das feste Land

Die Kraft des Mondes wirkt nicht nur auf die Meere, sondern auch auf die Landmassen. Aehnlich wie das offene Meer bewegt sich auch das Festland um etwa einen halben Meter. Weil sich aber alles mitbewegt, merkt man das nicht.

Quelle: http://www.quarks.de