Gelgit Nasıl Oluşur? Ay’ın Okyanusları Çeken Görünmez Gücü

Okyanus kıyısında bir sabah yürüyüşe çıktığında suyun metrelerce geriye çekildiğini, birkaç saat sonra ise aynı kumsalın tamamen su altında kaldığını görebilirsin. Denizin bu düzenli nefes alıp vermesine gelgit denir. Bu dev su hareketinin arkasında, yaklaşık 384.000 kilometre uzaktaki Ay’ın görünmez çekimi var.

Ay okyanusları nasıl çeker?

Evrendeki her cisim diğerlerini kütle çekimiyle çeker. Bu çekim mesafe arttıkça hızla zayıflar. Ay, Dünya’yı ve üzerindeki her şeyi çeker. Ama Dünya, yaklaşık 12.700 kilometre çapında büyük bir cisim olduğu için Ay’ın çekimi Dünya’nın her yerinde aynı değildir:

• Ay’a bakan taraf, Ay’a yaklaşık 6.400 kilometre daha yakındır ve en güçlü çekilir.
• Dünya’nın merkezi orta şiddette çekilir.
• Ay’ın uzak tarafı en zayıf şekilde çekilir.

Önemli olan çekimin kendisi değil, bu farktır. Bilim insanları bu farka gelgit kuvveti der.

Neden iki kabarma var?

Ay’a bakan tarafta bir şişkinlik olması kolay anlaşılıyor. Ama Dünya’nın öbür yüzünde de bir şişkinlik oluşur. Bu, gelgitlerin en çok merak edilen yanıdır.

Bunu şöyle düşünebilirsin:

• Yakın taraftaki su, Dünya’nın merkezinden daha güçlü çekilir ve Ay’a doğru öne kayar.
• Dünya’nın merkezi, uzak taraftaki sudan daha güçlü çekilir. Yani Dünya’nın kendisi, uzak taraftaki suyu adeta geride bırakarak Ay’a doğru çekilir.

Sonuç olarak okyanuslar, Ay’ı gösteren eksen boyunca hafifçe uzamış bir elips şeklini alır. Bir tarafı Ay’a, diğer tarafı tam tersi yöne bakan iki şişkinlik ve bunların arasında kalan iki çukur bölge oluşur.

Günde iki kabarma, iki alçalma

Dünya kendi ekseni etrafında yaklaşık 24 saatte döner. Bu sırada kıyılar sırasıyla şişkinliklerden ve çukurlardan geçer:

• Şişkinliğin altından geçerken deniz kabarır (kabarma, met).
• Çukurun altından geçerken deniz alçalır (alçalma, cezir).

Ama Ay da yerinde durmaz. Dünya’nın etrafında aynı yönde dolanır. Bu yüzden bir kıyının Ay’ın aynı konumuna tekrar gelmesi 24 saat değil, yaklaşık 24 saat 50 dakika sürer. Sonuç olarak çoğu kıyıda iki kabarma arasında yaklaşık 12 saat 25 dakika vardır ve gelgit saatleri her gün yaklaşık 50 dakika ileri kayar.

Güneş’in rolü: Tam gelgit ve ölü gelgit

Güneş, Ay’dan çok daha büyük kütlelidir ama çok daha uzaktadır. Gelgit kuvveti uzaklıkla çekimin kendisinden daha hızlı zayıfladığı için Güneş’in gelgit etkisi, Ay’ınkinin yaklaşık yarısı kadardır. Yine de bu etki, gelgitlerin büyüklüğünü belirgin şekilde değiştirir.

• Tam gelgit (bahar gelgiti): Dolunay ve yeni ay dönemlerinde Güneş, Dünya ve Ay aynı hizaya gelir. Güneş’in ve Ay’ın gelgit kuvvetleri toplanır. Kabarmalar daha yüksek, alçalmalar daha alçak olur. Bu ismin bahar mevsimiyle bir ilgisi yoktur, suyun “fışkırmasını” anlatır.
• Ölü gelgit: Ay ilk ya da son dördün evresindeyken Güneş ile Ay, Dünya’ya göre dik açı oluşturur. İki kuvvet kısmen birbirini götürür ve gelgit farkı en aza iner.

Bu döngü, Ay’ın evreleriyle birlikte yaklaşık iki haftada bir tekrarlanır. Ay’ın evrelerini Ay neden şekil değiştirir? yazımızda anlattık.

Neden her yerde aynı değil?

Teoride açık okyanusta gelgit farkı yalnızca yarım metre civarındadır. Ama kıyılarda bu fark çok büyük değişkenlik gösterir. Sebebi kıyıların şekli ve deniz tabanının derinliğidir:

Huni şeklindeki körfezler gelgit dalgasını daraltarak yükseltir. Fundy Körfezi’nde suyun doğal salınım süresi gelgit döngüsüne çok yakın olduğu için, salıncağı doğru zamanda iten biri gibi bir rezonans oluşur ve fark olağanüstü büyür.

Türkiye’de gelgit neden az hissedilir?

Türkiye’nin kıyılarında gelgit neredeyse fark edilmez. Bunun sebebi coğrafyadır:

• Akdeniz, Atlas Okyanusu’na yalnızca yaklaşık 14 kilometre genişliğindeki Cebelitarık Boğazı ile bağlanır. Okyanustaki gelgit dalgası bu dar geçitten Akdeniz’e tam olarak giremez.
• Karadeniz ise Akdeniz’e de yalnızca İstanbul ve Çanakkale boğazları üzerinden bağlıdır. Bu yüzden Karadeniz’deki gelgit birkaç santimetreyle sınırlı kalır.
• Akdeniz’in kendi içinde oluşan gelgitler de havzanın görece küçük olması nedeniyle zayıftır.

Bu yüzden Türkiye kıyılarındaki deniz seviyesi değişimlerinde rüzgâr ve hava basıncının etkisi çoğu zaman gelgitten daha belirgindir.

Gelgitin şaşırtıcı etkileri

Gelgitler yalnızca deniz seviyesini değiştirmez:

• Kara da hareket eder: Ay’ın çekimi katı yerkabuğunu da hafifçe esnetir. Bulunduğun yer, gün içinde fark etmeden birkaç on santimetre yükselip alçalır.
• Dünya yavaşlıyor: Gelgitlerin deniz tabanına sürtünmesi Dünya’nın dönüşünü çok yavaş frenler. Günler her yüzyılda yaklaşık 2 milisaniye uzar. Dinozorlar çağında bir gün 24 saatten belirgin şekilde kısaydı.
• Ay uzaklaşıyor: Aynı etkileşim Ay’a enerji aktararak onu her yıl yaklaşık 3,8 santimetre daha uzak bir yörüngeye iter. Bu değer, Apollo astronotlarının Ay’a bıraktığı aynalara lazer gönderilerek ölçülüyor.
• Yaşam alanları: Gelgitle düzenli olarak su altında kalıp açığa çıkan gelgit düzlükleri, sayısız canlıya ev sahipliği yapar. Almanya, Hollanda ve Danimarka kıyılarındaki Wadden Denizi bunun en ünlü örneklerinden biridir.

Gelgitten enerji

Gelgitler çok düzenli ve önceden yıllarca kesin olarak tahmin edilebilir. Bu da onları güvenilir bir yenilenebilir enerji kaynağı yapar. Fransa’daki La Rance santrali 1966’dan beri gelgit akıntılarından elektrik üretiyor. Güney Kore’deki Sihwa Gölü santrali ise dünyanın en büyük gelgit santrallerinden biri. Ancak bu santraller yalnızca gelgit farkının yüksek olduğu birkaç özel kıyıda kurulabiliyor.

Özetle

Gelgit, Ay’ın ve Güneş’in kütle çekiminin Dünya’nın yakın ve uzak taraflarını farklı şiddette çekmesiyle oluşur. Bu fark okyanuslarda iki şişkinlik yaratır ve Dünya döndükçe kıyılar günde iki kez kabarma ve iki kez alçalma yaşar. Güneş ve Ay aynı hizadayken tam gelgit, dik açıdayken ölü gelgit görülür. Kıyıların şekli gelgit farkını büyük ölçüde belirler. Bu yüzden Kanada’da 16 metreyi bulan fark, Türkiye kıyılarında çoğu zaman birkaç on santimetreyle sınırlı kalır.