Гравитационные силы между Землёй и Луной вызывают некоторые интересные эффекты. Наиболее известный из них -- морские приливы и отливы. Гравитационное притяжение Луны более сильное на той стороне Земли, которая повёрнута к Луне, и более слабое на противоположной стороне. Поэтому поверхность Земли, и особенно океаны, вытягиваются по направлению к Луне. Если бы мы взглянули на Землю со стороны, мы увидели бы две выпуклости, и обе они направлены в сторону Луны, но находятся на противоположных сторонах Земли. Этот эффект намного более силён в океанской воде, чем в твёрдой коре, так что выпуклость воды больше. А так как Земля вращается намного быстрее, чем Луна перемещается по своей орбите, перемещение выпуклостей вокруг Земли один раз за день даёт две высших точки прилива.
Гипотезы возникновения
Гипотезы и факты
Любая рассматриваемая модель образования Луны должна не только соответствовать физическим законам, но и объяснять следующие обстоятельства:
Средняя плотность Луны составляет 3,3 г/см3, значительно уступая средней плотности Земли -- 5,5 г/см3. Причина -- у Луны очень маленькое железо-никелевое ядро -- оно составляет всего 2-3% от общей массы спутника (по данным миссии NASA «Lunar Prospector»). Металлическое ядро Земли составляет около 30% массы планеты.
Помимо дефицита железа, Луна имеет весьма низкое, по сравнению с Землей, содержание легколетучих элементов, таких, как водород, азот, фтор, инертные газы. И напротив, на Луне наблюдается некоторый излишек относительно тугоплавких элементов, например, титана, урана и тория.
Породы лунной коры и породы земной коры и мантии практически идентичны по соотношению стабильных изотопов кислорода 16O, 17O, 18O (это соотношение иногда называют «кислородной подписью»). Для сравнения, метеориты из разных частей Солнечной системы (в том числе и т. н. марсианские метеориты) имеют совершенно другие соотношения изотопов кислорода. Такая идентичность свидетельствует о том, что Земля и Луна (или, как минимум, поверхность Луны) сформировались из одного слоя планетезималей -- на одинаковом расстоянии от Солнца.
Луна имеет мощную прочную кору толщиной в 60-80 километров (в несколько раз толще земной коры), образованную из анортозитовых пород -- продуктов плавления лунной мантии. Поэтому полагают, что Луна когда-то была нагрета до полного расплавления. Земля, как считается, никогда не была полностью расплавленной.
Луна и Земля имеют необычно высокое, соотношение масс спутника и планеты, равное 1/81, в сравнении с остальными спутниками планет Солнечной системы. (Выше -- только у Харона и Плутона, но Плутон, как известно, уже планетой не является);
Система Луна-Земля обладает необычно высоким угловым моментом импульса (уступая, опять же, только системе Харон-Плутон).
Плоскость орбиты Луны (наклон 5° к эклиптике) не совпадает с экваториальной плоскостью Земли (наклон 23,5° к эклиптике).
Итак, были выдвинуты следующие гипотезы:
Гипотеза центробежного разделения: от быстро вращающейся прото-Земли под действием центробежных сил отделился кусок вещества, из которого затем сформировалась Луна. (Эту гипотезу в шутку называют «дочерней»). Гипотеза захвата: Земля и Луна сформировались независимо, в разных частях Солнечной системы. Когда Луна проходила близко к земной орбите, она была захвачена гравитационным полем Земли и стала спутником Земли. (Эту гипотезу в шутку называют «супружеской»).
Гипотеза совместного формирования: Земля и Луна сформировались одновременно, в непосредственной близости друг от друга. (В шутку -- «сестринская» гипотеза). Гипотеза испарения: из расплавленной прото-Земли были выпарены в пространство значительные массы вещества, которое затем остыло, сконденсировалось на орбите и образовало прото-Луну.
Гипотеза многих лун: несколько маленьких лун были захвачены гравитацией Земли, затем они столкнулись друг с другом, разрушились, и из их обломков сформировалась нынешняя Луна.
Гипотеза столкновения: прото-Земля столкнулась с другим небесным телом, а из выброшенного при столкновении вещества сформировалась Луна.
Приливами и отливами называют периодические повышения и понижения уровня воды в океанах и морях. Дважды в течение суток с промежутком около 12 часов 25 минут вода у берега океана или открытого моря поднимается и, если нет преград, заливает иногда большие пространства – это прилив. Затем вода понижается и отступает, обнажая дно – это отлив. Почему это происходит? Об этом задумывались еще древние люди, они-то и заметили, что эти явления связаны с Луной. На основную причину приливов и отливов впервые указал И. Ньютон – это притяжение Земли Луной, а точнее, разность между притяжением Луной всей Земли в целом и водной ее оболочки.
Объяснение приливов и отливов теорией Ньютона
Притяжение Земли Луной складывается из притяжения Луной отдельных частиц Земли. Частицы, находящиеся в данный момент ближе к Луне, притягиваются ею сильнее, а более далекие – слабее. Если бы Земля была абсолютно твердой, то это различие в силе притяжения не играло бы никакой роли. Но Земля не является абсолютно твердым телом, поэтому разность сил притяжения частиц, находящихся вблизи поверхности Земли и вблизи ее центра (эту разность называют приливообразующей силой), смещает частицы относительно друг друга, и Земля, прежде всего ее водная оболочка, деформируется.
В результате на той стороне, которая обращена к Луне, и на ее противоположной стороне вода поднимается, образуя приливные выступы, и там накапливается излишек воды. За счет этого уровень воды в других противоположных точках Земли в это время снижается – здесь происходит отлив.
Если бы Земля не вращалась, а Луна оставалась неподвижной, то Земля вместе со своей водной оболочкой всегда сохраняла бы одну и ту же вытянутую форму. Но Земля вращается, а Луна движется вокруг Земли примерно за 24 часа 50 минут. С этим же периодом и приливные выступы следуют за Луной и перемещаются по поверхности океанов и морей с востока на Запад. Поскольку таких выступов два, то над каждым пунктом в океане дважды в сутки с интервалом около 12 часов 25 минут проходит приливная волна.
Почему высота приливной волны разная
В открытом океане вода поднимается при прохождении приливной волны незначительно: около 1 м и менее, что остается практически незаметным для мореплавателей. Но у берегов даже такой подъем уровня воды заметен. В бухтах и узких заливах уровень воды поднимается во время приливов гораздо выше, так как берег препятствует движению приливной волны и вода накапливается здесь в течение всего времени между отливом и приливом.
Самый большой прилив (около 18 м) наблюдается в одной из бухт на побережье в Канаде. В России наибольшие приливы (13 м) происходят в Гижигинской и Пенжинской губах Охотского моря. Во внутренних морях (например, в Балтийском или Черном) приливы и отливы почти незаметны, потому что в такие моря не успевают проникнуть массы воды, перемещающиеся вместе с океанской приливной волной. Но все равно в каждом море или даже озере возникают самостоятельные приливные волны с небольшой массой воды. Например, высота приливов в Черном море достигает лишь 10 см.
В одной и той же местности высота прилива бывает различной, так как расстояние от Луны до Земли и наибольшая высота Луны над горизонтом с течением времени изменяются, а это приводит к изменению величины приливообразующих сил.
Приливы и Солнце
На приливы также оказывает действие и Солнце. Но приливные силы Солнца в 2,2 раза меньше приливных сил Луны. Во время новолуния и полнолуния приливные силы Солнца и Луны действуют в одном направлении – тогда получаются наиболее высокие приливы. Но во время первой и третьей четвертей Луны приливные силы Солнца и Луны противодействуют, поэтому приливы бывают меньшими.
Приливы в воздушной оболочке Земли и в ее твердом теле
Приливные явления происходят не только в водной, но и в воздушной оболочке Земли. Они называются атмосферными приливами и отливами. Приливы происходят также в твердом теле Земли, поскольку Земля не является абсолютно твердой. Вертикальные колебания поверхности Земли вследствие приливов достигают нескольких десятков сантиметров.
Продолжим разговор о силах, действующих на небесные тела и вызываемых при этом эффектах. Сегодня я расскажу о приливах и негравитационных возмущениях.
Что это значит – «негравитационные возмущения»? Возмущениями обычно называют малые поправки к большой, главной силе. Т. е. речь пойдет о каких-то силах, влияние которых на объект значительно меньше гравитационных
Какие ещё в природе бывают силы кроме гравитации? Сильные и слабые ядерные взаимодействия оставим в стороне, они имеют локальный характер (действуют на крайне малых расстояниях). А вот электромагнетизм, как известно, намного сильнее гравитации и распространяется так же далеко – беспредельно. Но поскольку электрические заряды противоположных знаков обычно уравновешены, а гравитационный «заряд» (роль которого выполняет масса) всегда одного знака, то при достаточно больших массах, конечно же, гравитация выходит на первый план. Так что реально мы будем говорить о возмущениях движения небесных тел под действием электромагнитного поля. Больше вариантов нет, хотя есть ещё тёмная энергия, но о ней – позже, когда речь пойдет о космологии.
Как я рассказывал на , простой ньютонов закон тяготения F = G ∙M ∙m /R ² очень удобно использовать в астрономии, потому что большинство тел имеют близкую к сферической форму и достаточно удалены друг от друга, так что при расчёте их можно заменить точками – точечными объектами, содержащими всю их массу. Но тело конечного размера, сравнимого с расстоянием между соседними телами, всё-таки, испытывает силовое влияние разное в разных своих частях, потому что эти части по-разному удалены от источников гравитации, и это нужно учитывать.
Притяжение плющит и раздирает
Чтобы ощутить приливный эффект, проделаем популярный у физиков мысленный эксперимент: представим себя в свободно падающем лифте. Отрезаем удерживающую кабину верёвочку и начинаем падать. Пока не упали, можем смотреть, что вокруг нас происходит. Подвешиваем свободные массы и наблюдаем, как они себя поведут. Сначала они падают синхронно, и мы говорим – это невесомость, потому что все объекты в этой кабине и она сама ощущают примерно одинаковое ускорение свободного падения.
Но со временем наши материальные точки начнут менять свою конфигурацию. Почему? Потому что нижняя из них в начале была чуть ближе к центру притяжения, чем верхняя, поэтому нижняя, притягиваясь сильнее, начинает опережать верхнюю. А боковые точки всегда остаются на одинаковом расстоянии от центра тяготения, но по мере приближения к нему они начинают сближаться друг с другом, потому что равные по модулю ускорения не параллельны. В результате система несвязанных объектов деформируется. Это и называют приливным эффектом.
С точки зрения наблюдателя, который рассыпал вокруг себя крупу и смотрит, как отдельные крупинки перемещаются, пока вся эта система падает на массивный объект, можно ввести такое понятие как поле приливных сил. Определим эти силы в каждой точке как векторную разницу гравитационного ускорения в этой точке и ускорения наблюдателя или центра масс, и если брать только первый член разложения в ряд Тейлора по относительному расстоянию, то получится симметричная картина: ближние крупинки будут опережать наблюдателя, дальние – отставать от него, т.е. система будет растягиваться вдоль оси, направленной на тяготеющий объект, а вдоль перпендикулярных ей направлений частицы будут прижиматься к наблюдателю.
Как вы думаете, что будет происходить при затягивании планеты в чёрную дыру? Кто не слушал лекций по астрономии, тем обычно кажется, что чёрная дыра только с обращённой к себе поверхности будет срывать вещество. Они не знают, что почти столь же сильный эффект проявляется на обратной стороне свободно падающего тела. Т.е. оно разрывается в двух диаметрально противоположных направлениях, отнюдь не в одном.
Опасности открытого космоса
Чтобы показать, насколько важно учитывать приливной эффект, возьмём Международную космическую станцию. Она, как и все спутники Земли, свободно падает в гравитационном поле (если не включены двигатели). И поле приливных сил вокруг неё – это вполне ощутимая вещь, поэтому космонавт, когда работает на внешней стороне станции, обязательно себя к ней привязывает, причём, как правило, двумя тросиками – на всякий случай, мало ли что может произойти. А окажись он непривязанным в тех условиях, где приливные силы его оттягивают от центра станции, он запросто может потерять с ней контакт. Такое часто бывает с инструментами, ведь все их не привяжешь. Если у космонавта что-то выпало из рук, то этот предмет уходит вдаль и становится самостоятельным спутником Земли.
План работ на МКС включает испытания в открытом космосе индивидуального реактивного ранца. И когда его двигатель отказывает, приливные силы уносят космонавта, и мы его теряем. Имена пропавших без вести засекречиваются.
Это, конечно, шутка: подобного происшествия пока ещё, к счастью, не было. Но такое вполне могло бы произойти! И, возможно, когда-нибудь случится.
Планета-океан
Вернёмся к Земле. Это самый интересный для нас объект, и действующие на него приливные силы ощущаются вполне заметно. Со стороны каких небесных тел они действуют? Главный из них – это Луна, потому что она близко. Следующее по масштабу воздействия – Солнце, потому что оно массивное. Остальные планеты тоже оказывают некоторое влияние на Землю, но оно едва ощутимо.
Чтобы анализировать внешнее гравитационное воздействия на Землю, её обычно представляют в виде твёрдого шара, покрытого жидкой оболочкой. Это неплохая модель, поскольку у нашей планеты действительно есть подвижная оболочка в виде океана и атмосферы, а всё остальное довольно твёрдое. Хотя земная кора и внутренние слои имеют ограниченную жёсткость и немного поддаются приливному влиянию, их упругой деформацией можно пренебречь при расчётах эффекта, производимого на океан.
Если в системе центра масс Земли нарисовать векторы приливных сил, то получим такую картину: поле приливных сил вытягивает океан вдоль оси «Земля – Луна», а в перпендикулярной ей плоскости прижимает его к центру Земли. Таким образом, планета (во всяком случае, её подвижная оболочка) стремится принять форму эллипсоида. При этом возникают две выпуклости (их называют приливными горбами) на противоположных сторонах земного шара: одна обращена к Луне, другая – от Луны, а в полосе между ними возникает, соответственно, «впуклость» (точнее, поверхность океана там имеет меньшую кривизну).
Более интересная вещь происходит в промежутке – там, где вектор приливной силы пытается сместить жидкую оболочку вдоль земной поверхности. И это естественно: если в одном месте вы хотите приподнять море, а в другом месте – опустить, то вам надо переместить воду оттуда сюда. И между ними приливные силы перегоняют воду в «подлунную точку» и в «анти-лунную точку».
Количественно рассчитать приливный эффект очень просто. Гравитация Земли старается сделать океан шарообразным, а приливная часть лунного и солнечного влияния – вытянуть его вдоль оси. Если оставить Землю в покое и дать ей возможность свободно падать на Луну, то высота выпуклости достигла бы примерно полуметра, т.е. всего-то на 50 см океан приподнимается над своим средним уровнем. Если Вы плывёте на пароходе по открытому морю или океану, полметра – это не ощутимо. Это называют статическим приливом.
Почти на каждом экзамене мне попадается студент, который уверенно утверждает, что прилив происходит только на одной стороне Земли – на той, которая обращена к Луне. Как правило, такое говорит девушка. Но бывает, хотя и реже, что и юноши в этом вопросе заблуждаются. При этом в целом знания астрономии более глубокие у девушек. Любопытно было бы выяснить причину этой «приливно-гендерной» асимметрии.Но чтобы создать в подлунной точке полуметровую выпуклость, нужно сюда большое количество воды перегнать. А ведь поверхность Земли не остаётся неподвижной, она по отношению к направлению на Луну и на Солнце быстро вращается, делая полный оборот за сутки (а Луна по орбите медленно идёт – один оборот вокруг Земли почти за месяц). Поэтому приливный горб постоянно бегает по поверхности океана, так что твёрдая поверхность Земли за сутки 2 раза оказывается под приливной выпуклостью и 2 раза – под отливным понижением уровня океана. Прикинем: 40 тысяч километров (длина земного экватора) в сутки, это 463 метра в секунду. Значит, эта полуметровая волна, типа мини-цунами набегает на восточные побережья континентов в районе экватора со сверхзвуковой скоростью. На наших широтах скорость достигает 250-300 м/с – тоже довольно много: хоть волна и не очень высокая, за счёт инерции она может создать большой эффект.
Второй объект по масштабу влияния на Землю – это Солнце. Оно в 400 раз дальше от нас, чем Луна, но в 27 млн раз массивнее. Поэтому эффекты от Луны и от Солнца получаются сравнимыми по величине, хотя Луна все же действует чуть сильнее: гравитационный приливный эффект от Солнца примерно вполовину слабее, чем от Луны. Иногда их влияние складывается: это происходит в новолуние, когда Луна проходит на фоне Солнца, и в полнолуние – когда Луна с противоположной от Солнца стороны. В эти дни – когда Земля, Луна и Солнце выстраиваются в линию, а происходит это каждые две недели – суммарный приливный эффект получается в полтора раза больше, чем только от Луны. А через неделю Луна проходит четверть своей орбиты и оказывается с Солнцем в квадратуре (прямой угол между направлениями на них), и тогда их влияние ослабляет друг друга. В среднем высота приливов в открытом море меняется от четверти метра до 75 сантиметров.
Морякам приливы известны давно. Что делает капитан, когда корабль сел на мель? Если вы читали морские приключенческие романы, то знаете, что он сразу смотрит, в какой фазе Луна, и ждёт, когда будет ближайшее полнолуние либо новолуние. Тогда максимальный прилив может поднять корабль и снять с мели.
Береговые проблемы и особенности
Приливы особенно важны для портовых работников и для моряков, которые собираются ввести свой корабль в порт либо вывести из порта. Как правило, проблема мелководья возникает вблизи берегов, и чтобы она не мешала движению судов, для входа в бухту прорывают подводные каналы – искусственные фарватеры. Их глубина должна учитывать высоту максимального отлива.
Если мы посмотрим в какой-то момент времени на высоту приливов и проведём на карте линии равной высоты воды, то получатся концентрические окружности с центрами в двух точках (в подлунной и анти-лунной), в которых прилив максимальный. Если бы орбитальная плоскость Луны совпадала с плоскостью земного экватора, то эти точки всегда бы перемещались по экватору и за сутки (точнее – за 24ʰ 50ᵐ 28ˢ) делали бы полный оборот. Однако Луна ходит не в этой плоскости, а близ плоскости эклиптики, по отношению к которой экватор наклонен на 23,5 градуса. Поэтому подлунная точка «гуляет» также и по широте. Таким образом, в одном и том же порту (т. е. на одной и той же широте) высота максимального прилива, повторяющегося через каждые 12,5 часов, в течение суток меняется в зависимости от ориентации Луны относительно земного экватора.
Эта «мелочь» важна для теории приливов. Посмотрим еще раз: Земля вращается вокруг своей оси, а плоскость лунной орбиты наклонена к ней. Поэтому каждый морской порт в течение суток «обегает» вокруг полюса Земли, один раз попадая в область максимально высокого прилива, а через 12,5 часов – опять в область прилива, но менее высокого. Т.е. два прилива в течение суток не равноценны по высоте. Один всегда больше другого, потому что плоскость лунной орбиты не лежит в плоскости земного экватора.
Для жителей побережья приливный эффект жизненно важен. Например, во Франции есть , который соединен с материком асфальтовой дорогой, проложенной по дну пролива. На острове живёт много людей, но они не могут пользоваться этой дорогой, пока уровень моря высокий. По этой дороге можно проехать только два раза в сутки. Люди подъезжают и ждут отлива, когда уровень воды понизится и дорога станет доступной. Люди ездят на побережье на работу и с работы, пользуясь специальной таблицей приливов, которая публикуется для каждого населённого пункта побережья. Если не учитывать это явление, вода по пути может захлестнуть пешехода. Туристы просто приезжают туда и гуляют, чтобы посмотреть на дно моря, когда нет воды. А местные жители что-то при этом со дна собирают, иногда даже для пропитания, т.е. по сути этот эффект кормит людей.
Жизнь вышла из океана благодаря именно приливам и отливам. Некоторые прибрежные животные в результате отлива оказывались на песке и вынуждены были научиться дышать кислородом непосредственно из атмосферы. Если бы не было Луны, то жизнь, может быть, не так активно выходила бы из океана, потому что там во всех отношениях хорошо – термостатированная среда, невесомость. Но если ты вдруг попал на берег, то надо было как-то выживать.
Побережье, особенно если оно плоское, во время отлива сильно обнажается. И на некоторое время люди теряют возможность пользоваться своими плавсредствами, беспомощно лежащими как киты на берегу. Но в этом есть кое-что полезное, потому что период отлива можно использовать для ремонта судов, особенно в какой-нибудь бухточке: кораблики приплыли, потом вода ушла, и их можно в это время подремонтировать.
Например, есть такой залив Фанди на восточном побережье Канады, в котором, говорят, самые высокие в мире приливы: перепад уровня воды может достигать 16 метров, что считается рекордом для морского прилива на Земле. Моряки к этому свойству приспособились: они во время прилива подводят судно к берегу, укрепляют его, а когда вода уходит, судно повисает, и ему можно подконопатить дно.
Люди издавна стали следить и регулярно записывать моменты и характеристики высоких приливов, чтобы научиться прогнозировать это явление. Вскоре изобрели мареограф – прибор, в котором поплавок вверх-вниз ходит в зависимости от уровня моря, а показания автоматически вычерчиваются на бумаге в виде графика. Кстати, средства измерения почти не изменились с момента первых наблюдений и до наших дней.
На основе большого количества записей гидрографов математики стараются создать теорию приливов. Если у вас есть многолетняя запись периодического процесса, вы можете разложить его на элементарные гармоники – разной амплитуды синусоиды с кратными периодами. И потом, определив параметры гармоник, продлить суммарную кривую в будущее и на этой основе сделать таблицы приливов. Сейчас такие таблицы опубликованы для каждого порта на Земле, и любой капитан, собирающийся войти в порт, берёт для него таблицу и смотрит, когда там будет достаточный для его корабля уровень воды.
Самая известная история, связанная с прогностическими расчётами, произошла во Вторую мировую войну: в 1944-м году наши союзники – англичане и американцы – собирались открыть второй фронт против гитлеровской Германии, для этого надо было высадиться на французское побережье. Северное побережье Франции в этом отношении очень неприятное: берег обрывистый, высотой 25-30 метров, а дно океана довольно мелкое, так что корабли могут подойти к берегу только в моменты максимальных приливов. Если бы они сели на мель, их бы просто расстреляли из пушек. Чтобы этого избежать, была создана специальная механическая (электронных тогда еще не было) вычислительная машина. Она выполняла Фурье-анализ временных рядов морского уровня с помощью вращающихся каждый со своей скоростью барабанов, через которые проходил металлический трос, который суммировал все члены ряда Фурье, а связанное с тросом пёрышко выписывало график высоты прилива в зависимости от времени. Это была совершенно секретная работа, которая сильно продвинула теорию приливов, потому что оказалось возможным с достаточной точностью предсказать момент наиболее высокого прилива, благодаря чему тяжёлые военные транспортные корабли переплыли Ла-Манш и высадили десант на берег. Так математики и геофизики сохранили жизнь многим людям.
Некоторые математики стараются обобщить данные в масштабе всей планеты, стараясь создать единую теорию приливов, но сравнивать записи, сделанные в разных местах, трудно, потому что Земля очень неправильная. Это лишь в нулевом приближении единый океан всю поверхность планеты покрывает, а на самом деле есть материки и несколько слабо связанных океанов, и у каждого океана своя частота собственных колебаний.
Предыдущие рассуждения о колебаниях уровня моря под действием Луны и Солнца касались открытых океанских просторов, где от одного берега к другому приливное ускорение очень сильно меняется. А в локальных водоёмах – например, озёрах – может ли прилив создать заметный эффект?
Казалось бы, не должно быть, ведь во всех точках озера приливное ускорение примерно одинаково, разница маленькая. Например, в центре Европы есть Женевское озеро, оно всего около 70 км в длину и никак не связано с океанами, но люди давно заметили, что там есть существенные суточные колебания воды. Почему они возникают?
Да, приливная сила чрезвычайно мала. Но главное – она регулярна, т.е. действует периодически. Все физики знают эффект, который при периодическом действии силы иногда вызывает увеличенную амплитуду колебаний. Например, вы берёте в столовой на раздаче тарелку супа и . Это значит, что частота Ваших шагов попала в резонанс с собственными колебаниями жидкости в тарелке. Заметив это, мы резко меняем темп ходьбы – и суп «успокаивается». Своя базовая резонансная частота есть у каждого водоёма. И чем больше размер водоёма, тем ниже частота собственных колебаний жидкости в нём. Так вот, у Женевского озера собственная резонансная частота оказалось кратной частоте приливов, и малое приливное влияние «разбалтывает» Женевское озеро так, что на его берегах уровень меняется вполне ощутимо. Эти стоячие волны большого периода, возникающие в замкнутых водоемах, называются сейши .
Энергия приливов
В наше время пытаются один из альтернативных источников энергии связать с приливным эффектом. Как я уже говорил, главный эффект приливов не в том, что вода поднимается и опускается. Главный эффект – это приливное течение, которое за сутки перегоняет воду вокруг всей планеты.
В неглубоких местах этот эффект очень важен. В районе Новой Зеландии через некоторые проливы капитаны даже не рискуют проводить корабли. Парусникам там вообще никогда не удавалось пройти, да и современные корабли проходят с трудом, потому что дно мелкое и приливные течения имеют колоссальную скорость.
Но раз вода течёт, эту кинетическую энергию можно использовать. И уже построены электростанции, на которых турбины туда-сюда вращаются за счёт приливного и отливного течения. Они вполне работоспособны. Первая приливная электростанция (ПЭС) была сделана во Франции, она до сих пор самая крупная в мире, мощностью 240 МВт. По сравнению с ГЭС не ахти, конечно, но ближайшие сельские районы она обслуживает.
Чем ближе к полюсу, тем скорость приливной волны меньше, поэтому в России побережий, у которых были бы очень мощные приливы, нет. У нас вообще выходов к морю немного, а побережье Северного ледовитого океана для использования приливной энергии не особенно выгодно ещё и потому, что прилив гонит воду с востока на запад. Но всё-таки подходящие для ПЭС места есть, например, губа Кислая.
Дело в том, что в заливах прилив создаёт всегда больший эффект: волна набегает, устремляется в залив, а он сужается, сужается – и амплитуда нарастает. Похожий процесс происходит, как если бы щёлкнули кнутом: сначала длинная волна идёт медленно по кнуту, но потом масса вовлечённой в движение части кнута уменьшается, поэтому скорость увеличивается (импульс mv
сохраняется!) и к узкому концу достигает сверхзвуковой, в результате чего мы слышим щелчок.
Создавая экспериментальную Кислогубскую ПЭС небольшой мощности, энергетики пытались понять, насколько эффективно можно использовать приливы на околополярных широтах для производства электроэнергии. Особого экономического смысла она не имеет. Однако сейчас есть проект очень мощной российской ПЭС (Мезенской) – на 8 гигаватт. Для того чтобы достичь этой колоссальной мощности, нужно перегородить большой залив, отделив дамбой Белое море от Баренцева. Правда, весьма сомнительно, что это будет сделано, пока у нас есть нефть и газ.
Прошлое и будущее приливов
Кстати говоря, из чего черпается энергия приливов? Турбина крутится, электроэнергия вырабатывается, а какой объект теряет при этом энергию?
Поскольку источником энергии прилива служит вращение Земли, то раз мы черпаем из него, значит, вращение должно замедляться. Казалось бы, у Земли есть внутренние источники энергии (тепло из недр идёт благодаря геохимическим процессам и распаду радиоактивных элементов), есть чем компенсировать потери кинетической энергии. Это так, но энергетический поток, распространяясь в среднем практически равномерно по всем направлениям, едва ли может существенно повлиять на момент импульса и изменить вращение.
Если бы Земля не вращалась, приливные горбы смотрели бы точно в направлении Луны и ему противоположном. Но, вращаясь, тело Земли сносит их вперёд по направлению своего вращения – и возникает постоянное расхождение приливного пика и подлунной точки в 3-4 градуса. К чему это приводит? Горб, который ближе к Луне, притягивается к ней сильнее. Эта сила притяжения стремится затормозить вращение Земли. А противоположный горб дальше от Луны, он старается ускорить вращение, но притягивается слабее, поэтому равнодействующий момент сил оказывает на вращение Земли тормозящее действие.
Итак, наша планета всё время уменьшает скорость своего вращения (правда, не совсем регулярно, скачками, что связано с особенностями массопереноса в океанах и атмосфере). А какое влияние оказывают земные приливы на Луну? Ближняя приливная выпуклость тянет Луну за собой, дальняя – напротив, замедляет. Первая сила больше, в результате Луна ускоряется. Теперь вспомните из предыдущей лекции, что происходит со спутником, который принудительно тянут вперёд по движению? Поскольку его энергия увеличивается, он отдаляется от планеты и его угловая скорость при этом падает, потому что растёт радиус орбиты. Кстати, увеличение периода обращения Луны вокруг Земли было замечено ещё во времена Ньютона.
Если говорить в цифрах, то Луна отдаляется от нас примерно на 3,5 см в год, а длительность земных суток каждые сто лет возрастает на сотую доли секунды. Вроде бы ерунда, но вспомните, что Земля существует миллиарды лет. Легко подсчитать, что во времена динозавров в сутках было около 18 часов (нынешних часов, разумеется).
Поскольку Луна отдаляется, приливные силы становятся меньше. Но ведь она всегда удалялась, и если мы обратим взгляд в прошлое, то увидим, что раньше Луна была ближе к Земле, а значит, и приливы были выше. Можете оценить, например, что в архейскую эру, 3 млрд лет назад приливы были километровой высоты.
Приливные явления на других планетах
Разумеется, в системах других планет со спутниками происходят такие же явления. Юпитер, например, – очень массивная планета, у которой большое число спутников. Четыре его крупнейших спутника (их называют галилеевыми, потому что Галилей их обнаружил) подвергаются влиянию со стороны Юпитера вполне ощутимо. Ближайший из них, Ио, весь покрыт вулканами, среди которых более полусотни действующих, причём они выбрасывают «лишнее» вещество на 250-300 км вверх. Это открытие было весьма неожиданным: на Земле таких мощных вулканов нет, а тут маленькое тело размером с Луну, которое должно бы остыть уже давно, а вместо этого оно пышет жаром во все стороны. Где источник этой энергии?
Вулканическая активность Ио была сюрпризом не для всех: за полгода до того, как первый зонд подлетел к Юпитеру, два американских геофизика опубликовали работу, в которой они рассчитали приливное влияние Юпитера на этот спутник. Оно оказалось настолько велико, что способно деформировать тело спутника. А при деформации всегда выделяется тепло. Когда мы берём кусок холодного пластилина и начинаем мять его в руках, он становится после нескольких сжатий мягким, податливым. Это происходит не потому, что рука нагрела его своим теплом (точно так же получится, если его плющить в холодных тисках), а потому что деформация вложила в него механическую энергию, которая преобразовалась в тепловую.
Но с какой стати форма спутника меняется под действием приливов со стороны Юпитера? Казалось бы, двигаясь по круговой орбите и синхронно вращаясь, как наша Луна, стал один раз эллипсоидом – и нет повода для последующих искажений формы? Однако рядом с Ио ещё и другие спутники есть; все они заставляют немножко смещаться туда-сюда его (Ио) орбиту: она то приближается к Юпитеру, то удаляется. Значит, приливное влияние то ослабевает, то усиливается, и форма тела всё время меняется. Кстати, я ещё не говорил про приливы в твёрдом теле Земли: они, конечно, тоже есть, они не такие высокие, порядка дециметра. Если вы посидите часов шесть на своих местах, то благодаря приливам сантиметров на двадцать «погуляете» относительно центра Земли. Это колебание для человека неощутимо, конечно, но геофизические приборы его регистрируют.
В отличие от земной тверди, поверхность Ио за каждый орбитальный период колеблется с многокилометровой амплитудой. Большое количество энергии деформации рассеивается в виде тепла и нагревает недра. На ней, кстати, не видно метеоритных кратеров, потому что вулканы постоянно забрасывают всю поверхность свежим веществом. Стоит ударному кратеру образоваться, как лет через сто его засыпают продукты извержения соседних вулканов. Работают они непрерывно и очень мощно, к этому добавляются разломы в коре планеты, через которые из недр вытекает расплав разных минералов, в основном сера. При высокой температуре она темнеет, поэтому струя из кратера выглядит чёрной. А светлый ободок вулкана – остывшее вещество, которое опадает вокруг вулкана. На нашей планете выброшенное из вулкана вещество обычно тормозится воздухом и падает близко к жерлу, образуя конус, а на Ио атмосферы нет, и оно летит по баллистической траектории далеко во все стороны. Пожалуй, это пример самого мощного приливного эффекта в Солнечной системе.
Второй спутник Юпитера, Европа вся выглядит, как наша Антарктида, она покрыта сплошной ледяной коркой, кое-где потрескавшейся, поскольку её тоже что-то постоянно деформирует. Поскольку этот спутник подальше от Юпитера, приливный эффект здесь не так силён, но тоже вполне ощутим. Под этой ледяной корой жидкий океан: на снимках видно, как из некоторых разошедшихся трещин бьют фонтаны. Под действием приливных сил океан бурлит, а на его поверхности плавают и сталкиваются ледяные поля, почти как у нас в Северном ледовитом океане и у берегов Антарктиды. Измеренная электропроводность жидкости океана Европы свидетельствует о том, что это солёная вода. Почему бы там не быть жизни? Заманчиво было бы опустить в одну из трещин прибор и посмотреть, кто там живёт.
На самом деле не для всех планет концы с концами сходятся. Например, у Энцелада, спутника Сатурна, тоже есть ледяная кора и океан под ней. Но расчёты показывают, что энергии приливов недостаточно, чтобы поддерживать подлёдный океан в жидком состоянии. Конечно, кроме приливов у любого небесного тела есть и другие источники энергии – например, распадающиеся радиоактивные элементы (уран, торий, калий), но на малых планетах они едва ли могут играть значимую роль. Значит, чего-то мы пока не понимаем.
Приливный эффект чрезвычайно важен для звёзд. Почему – об этом на следующей лекции.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Сибирский государственный аэрокосмический университет
имени академика М.Ф. Решетнева»
Научно-образовательный центр
«Институт космических исследований и высоких технологий»
Кафедра технической физики
Отчет по учебной (ознакомительной) практике
Влияние Луны как естественного спутника на планету Земля
Направление: 011200.62 «Физика»
Выполнила:
Студентка 3 года обучениягруппы БФ12-01
Персман Кристина Викторовна
Руководитель:
к.ф.-м.н., доцент
Паршин Анатолий Сергеевич
Красноярск 2014
ВВЕДЕНИЕ
1Происхождение Луны
2Движение Луны
3Форма Луны
4Фазы Луны
5Внутреннее строение Луны
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
1Приливы и отливы
2Землетрясения и Луна
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Луна своим воздействием оказывает очень большое влияние на планету Земля и имеет очень большую роль в ее, а главное, нашем существовании, не меньшем чем Солнце. Чтобы понять ее роль в нашей жизни, откинемся на 4,5 миллиарда лет назад, когда Солнечная система была ещё молода, а у Земли ещё не было Луны. Наша планета летала вокруг Солнца в одиночестве, бомбардируемая кометами, астероидами, словно в гигантском космическом бильярде. В наши дни уже не найти шрамов от столь древних ударов. Некоторые из триллионов, летавших в космосе обломков, соединились в протопланету Тейю. Орбита, которой выводила её к столкновению с Землёй. Удар по молодой Земле был скользящий. Ядра планет слились воедино, а огромные массы расплавленной породы была выброшена на околоземную орбиту. Так как это вещество было жидким, то оно легко собралось в сферический объект, ставший Луной.
Хотя масса Луны в 27 млн раз меньше массы Солнца, она в 374 раза ближе к Земле и оказывает на нее сильное влияние, вызывая поднятия воды (приливы) в одних местах и отливы в других. Это происходит каждые 12 ч 25 мин, так как Луна делает полный оборот вокруг Земли за 24 ч 50 мин.
Луна является попутчицей Земли в космическом пространстве. Ежемесячно Луна совершает полное путешествие вокруг Земли. Она светится только светом, отраженным от Солнца.
Луна - единственный спутник Земли и единственный внеземной мир, который посетили люди. Изучая его, человек научился использовать его свойства для своих нужд, не причиняя при этом вреда окружающей среде.
1 Происхождение Луны
Происхождение Луны окончательно еще не установлено. Проблема в том, что у нас слишком много предположений и слишком мало фактов. Все это происходило настолько давно, что ни одну из гипотез невозможно проверить.
Теорий в разное время было предложено немало. Наиболее вероятными считались три взаимоисключающих гипотезы. Одна - гипотеза захвата, согласно которой Луна сформировалась независимо от Земли и была позднее захвачена ее гравитационным полем. Другая - гипотеза совместного образования, согласно которой Земля и Луна сформировались из единого газопылевого облака. И третья - гипотеза центробежного отделения, согласно которой Луна оторвалась от Земли под действием центробежных сил.
Однако анализ доставленных американскими астронавтами образцов лунного грунта поставил все эти гипотезы под сомнение. Ученым пришлось выдвинуть новую - гипотезу столкновения, согласно которой Луна сформировалась в результате столкновения протопланеты Земля с другим крупным космическим телом - протопланетой Тейя.
Гипотеза гигантского столкновения
Рисунок 1 - столкновение Земли с Тейей
Гипотеза столкновения была предложена Уильямом Хартманом
Гипотеза столкновения в настоящее время считается основной, поскольку она хорошо объясняет все известные факты о химическом составе и строении Луны, а также и физические параметры системы Земля-Луна. Первоначально большие сомнения вызывала возможность столь удачного соударения (косой удар, невысокая относительная скорость) такого крупного тела с Землей. Но затем было предположено, что Тейя сформировалась на орбите Земли, в одной из точек Лагранжа
Для объяснения дефицита железа на Луне приходится принимать допущение, что ко времени столкновения (4,5 млрд лет назад) и на Земле, и на Тейе уже произошла гравитационная дифференциация, то есть выделилось тяжёлое железное ядро и образовалась лёгкая силикатная мантия. Однозначных геологических подтверждений этому допущению не найдено.
Если бы Луна так или иначе оказалась на орбите Земли в столь далёкое время и после этого не претерпевала существенных потрясений, то на её поверхности по расчётам якобы успел бы скопиться многометровый слой оседающей из космоса пыли
2 Движение Луны
Луна движется вокруг Земли со средней скоростью 1,02 км/сек по приблизительно эллиптической орбите в том же направлении, в котором движется подавляющее большинство других тел Солнечной системы, то есть против часовой стрелки, сели смотреть на орбиту Луны со стороны Северного полюса мира. Большая полуось орбиты Луны, равная среднему расстоянию между центрами Земли и Луны, составляет 384 400 км (приблизительно 60 земных радиусов). Вследствие эллиптичности орбиты и возмущений расстояние до Луны колеблется между 356 400 и 406 800 км. Период обращения Луны вокруг Земли, так называемый сидерический (звездный) месяц равен 27,32166 суток, но подвержен небольшим колебаниям и очень малому вековому сокращению. Движение Луны вокруг Земли очень сложно, и его изучение составляет одну из труднейших задач небесной механики.
Эллиптическое движение представляет собой лишь грубое приближение, на него накладываются многие возмущения, обусловленные притяжением Солнца, планет и сплюснутостью Земли. Главнейшие из этих возмущений, или неравенств, были открыты из наблюдений задолго до теоретического вывода их из закона всемирного тяготения. Притяжение Луны Солнцем в 2,2 раза сильнее, чем Землей, так что, строго говоря, следовало бы рассматривать движение Луны вокруг Солнца и возмущения этого движения Землей. Однако, поскольку исследователя интересует движение Луны, каким оно видно с Земли, гравитационная теория, которую разрабатывали многие крупнейшие ученые, начиная с И. Ньютона, рассматривает движение Луны именно вокруг Земли. В 20 веке пользуются теорией американского математика Дж. Хилла, на основе которой американский астроном Э. Браун вычислил (1919) математические, ряды и составил таблицы, содержащие широту, долготу и параллакс Луны. Аргументом служит время.
Плоскость орбиты Луны наклонена к эклиптике под углом 5о843, подверженным небольшим колебаниям. Точки пересечения орбиты с эклиптикой, называются восходящим и нисходящим узлами, имеют неравномерное попятное движение и совершают полный оборот по эклиптике за 6794 суток (около 18 лет), вследствие чего Луна возвращается к одному и тому же узлу через интервал времени - так называемый драконический месяц, - более короткий, чем сидерический и в среднем равный 27.21222 суток, с этим месяцем связана периодичность солнечных и лунных затмений. Луна вращается вокруг оси, наклоненной к плоскости эклиптики под углом 88°28", с периодом, точно равным сидерическому месяцу, вследствие чего она повернута к Земле всегда одной и той же стороной.
Такое совпадение периодов осевого вращения и орбитального обращения не случайно, а вызвано трением приливов, которое Земля производила в твердой или некогда жидкой оболочке Луны. Однако сочетание равномерного вращения с неравномерным движением по орбите вызывает небольшие периодические отклонения от неизменного направления к Земле, достигающие 7° 54" по долготе, а наклон оси вращения Луны к плоскости ее орбиты обусловливает отклонения до 6°50" по широте, вследствие чего в разное время с Земли можно видеть до 59 % всей поверхности Луны (хотя области близ краев лунного диска видны лишь в сильном перспективном ракурсе); такие отклонения называются либрацией Луны. Плоскости экватора Луны, эклиптики и лунной орбиты всегда пересекаются по одной прямой (закон Кассини).
1.3 Форма Луны
Форма Луны очень близка к шару с радиусом 1737 км, что равно 0,2724 экваториального радиуса Земли. Площадь поверхности Луны составляет 3,8 * 107 км2, а объем 2,2 * 1025см3. Более детальное определение фигуры Луны затруднено тем, что на Луне, из за отсутствия океанов, нет явно выраженной уровненной поверхности по отношению к которой можно было бы определить высоты и глубины; кроме того, поскольку Луна повернута к Земле одной стороной, измерять с Земли радиусы точек поверхности видимого полушария Луны (кроме точек на самом краю лунною диска) представляется возможным лишь на основании слабого стереоскопического эффекта, обусловленного либрацией.
Изучение либрации позволило оценить разность главных полуосей эллипсоида Луны. Полярная ось меньше экваториальной, направленной в сторону Земли, примерно на 700 м и меньше экваториальной оси, перпендикулярной направлению на Землю, на 400 м. Таким образом, Луна под влиянием приливных сил, немного вытянута в сторону Земли. Масса Луны точнее всего определяется из наблюдений её искусственных спутников. Она в 81 раз меньше массы земли, что соответствует 7.35 *1025г. Средняя плотность Луны равна 3,34 г. см3(0.61 средней плотности Земли). Ускорение силы тяжести на поверхности Луны в 6 раз больше, чем на Земле, составляет 162.3 см. сек2и уменьшается на 0.187 см. сек2при подъеме на 1 километр. Первая космическая скорость 1680 м. сек, вторая 2375 м. сек. Вследствие малого притяжения Луна не смогла удержать вокруг себя газовой оболочки, а также воду в свободном состоянии.
1.4 Фазы Луны
Смена фазы Луны обусловлена переменами в условиях освещения Солнцем тёмного шара Луны при её движении по орбите. С изменением взаимного расположения Земли, Луны и Солнца терминатор (граница между освещённой и неосвещённой частями диска Луны) перемещается, что и вызывает изменение очертаний видимой части Луны.
Продолжительность полной смены фаз Луны (так называемый синодический месяц) непостоянна из-за эллиптичности лунной орбиты, и варьируется от 29,25 до 29,83 земных солнечных суток. Средний синодический месяц составляет 29,5305882 суток (29 суток 12 часов 44 минуты 2,82 секунды).
В фазах Луны, близких к новолунию (в начале первой четверти и в конце последней четверти), при очень узком серпе, неосвещённая часть образует т. н. пепельный свет Луны - видимое свечение неосвещённой прямым солнечным светом поверхности характерного пепельного цвета.
Луна проходит следующие фазы освещения:
.новолуние - состояние, когда Луна не видна.
.молодая луна - первое появление Луны на небе после новолуния в виде узкого серпа.
.первая четверть - состояние, когда освещена половина Луны.
.прибывающая луна
.полнолуние - состояние, когда освещена вся Луна целиком.
Убывающая луна
.последняя четверть - состояние, когда снова освещена половина луны.
Старая луна
1.5 Внутреннее строение Луны
Рисунок 2 - внутреннее строение луны
Луна, как и Земля, состоит из ярко выраженных слоев: кора, мантия и ядро. Такая структура, как полагают, сформировалась сразу после формирования Луны - 4.5 миллиарда лет назад. Толщина лунной коры составляет, как полагают, 50 км. В толщине лунной мантии случаются луннотрясения, но в отличии от землетрясений, которые вызываются движением тектонических плит, лунотрясения вызваны приливными силами Земли. Ядро Луны, также как и земное ядро, состоит из железа, но его размер значительно меньше и составляет 350 км в радиусе. Средняя плотность Луны 3.3 г/см3.
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
Для выполнения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
изучить Луну и ее влияние на Землю;
сравнить силы и процессы, которые влияют на Землю под действием Луны и других планет;
провести анализ землетрясений связанных Луной с планетой Земля;
В дальнейшем будет продолжаться работа по теме «Влияние Луны как естественного спутника на планету Земля» с исследованием действующих явлений Луны. Будет проведен анализ полученных данных, по результатам которые мы получим в процессе вычисления и изучения взаимодействия спутника с планетой.
2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
1 Приливы и отливы
Влияние Луны на земной мир существует, но оно не ярко выражено. Его практически нельзя увидеть. Единственное явление, которое зримо демонстрирует воздействие притяжения Луны, - это влияние Луны на приливы и отливы. Наши древние предки связывали их именно с Луной. И были абсолютно правы. Приливы и отливы в некоторых местах настолько сильны, что вода отступает от берега на сотни метров, обнажая дно, где народы, живущие на побережье, собирали дары моря. Но с неумолимой точностью отступившая от берега вода снова накатывает. Если не знать, с какой периодичностью происходят приливы и отливы, можно оказаться вдали от берега и даже погибнуть под наступающей водной массой. Прибрежные народы превосходно знали расписание прихода и ухода вод. Происходит это явление два раза в сутки. Причем приливы и отливы существуют не только в морях и океанах. Все водные источники испытывают влияние Луны. Но вдали от морей это почти незаметно: то вода немного поднимается, то немного опускается. Жидкость - это единственная природная стихия, которая движется за Луной, совершая колебания. Камень или дом не могут притянуться к Луне, потому что имеют твердую структуру. Податливая и пластичная вода наглядно демонстрирует воздействие лунной массы.
Наиболее сильно Луна воздействует на воды морей и океанов с той стороны Земли, которая в данный момент обращена непосредственно к ней. Если посмотреть на Землю в этот момент, то можно заметить, как Луна оттягивает к себе воды мирового океана, приподымает их, и толща вод вспучивается, образуя «горб», а точнее, появляются два «горба» - высокий со стороны, где находится Луна, и менее выраженный с противоположной стороны. «Горбы» точно следуют за движением Луны вокруг Земли. Поскольку мировой океан является единым целым и воды в нем сообщаются, то горбы двигаются то от берега, то к берегу. Поскольку Луна проходит два раза через точки, расположенные друг от друга на расстоянии 180 градусов, то мы наблюдаем два прилива и два отлива.
Наибольшие отливы и приливы бывают на океанских берегах. В нашей стране - на берегах Северного Ледовитого и Тихого океанов. Менее значительные приливы и отливы характерны для внутренних морей. Еще слабее это явление наблюдается в озерах или реках. Но даже на берегах океанов в одно время года приливы бывают мощнее, а в другое - слабее. Это уже связано с удаленностью Луны от Земли. Чем ближе Луна к поверхности нашей планеты, тем сильнее будут отливы и приливы. Чем дальше - тем, естественно, слабее. На водные массы оказывает влияние не только Луна, но и Солнце. Только расстояние от Земли до Солнца значительно больше, поэтому мы не замечаем его гравитационной активности. Зато давно известно, что иногда приливы и отливы становятся очень сильными. Это случается всякий раз, когда бывает новолуние или полнолуние. Вот тут как раз и включается в действие сила Солнца. В этот момент все три планеты - Луна, Земля и Солнце - выстраиваются по прямой. На Землю уже действуют две силы притяжения - и Луна, и Солнце. Естественно, высота подъема и спада вод увеличивается. Наиболее сильным будет совместное влияние Луны и Солнца, когда обе планеты оказываются по одну сторону от Земли, то есть когда Луна стоит между Землей и Солнцем. И сильнее вода будет подниматься со стороны Земли, обращенной к Луне.
Применительно к планете Земля причиной приливов является нахождение планеты в гравитационном поле, создаваемом Солнцем и Луной. Поскольку создаваемые ими эффекты независимы, то воздействие этих небесных тел на Землю можно рассматривать по отдельности. В таком случае для каждой пары тел можно считать, что каждое из них обращается вокруг общего центра гравитации. Для пары Земля - Солнце этот центр находится в глубине Солнца на расстоянии 451 км от его центра. Для пары Земля-Луна он находится в глубине Земли на расстоянии 2/3 её радиуса.
Каждое из этих тел испытывает действие приливных сил, источником которых являются сила гравитации и внутренние силы, обеспечивающие целостность небесного тела, в роли которых выступает сила собственного притяжения, далее называемая самогравитацией. Наиболее наглядно возникновение приливных сил прослеживается на примере системы Земля - Солнце.
Приливная сила представляет собой результат конкурирующего взаимодействия силы тяготения, направленной к центру гравитации и убывающей обратно пропорционально квадрату расстояния от него, и фиктивной центробежной силы инерции, обусловленной обращением небесного тела вокруг этого центра. Эти силы, будучи противоположными по направлению, совпадают по величине только в центре масс каждого из небесных тел. Благодаря действию внутренних сил Земля обращается вокруг центра Солнца как целое с постоянной угловой скоростью для каждого элемента составляющей её массы. Поэтому по мере удаления этого элемента массы от центра гравитации действующая на него центробежная сила растёт пропорционально квадрату расстояния. Более детальное распределение приливных сил в их проекции на плоскость, перпендикулярную плоскости эклиптики, приведены на (рис.3).
Рисунок 3 - схема распределения приливных сил в проекции на плоскость, перпендикулярную Эклиптике. Тяготеющее тело либо справа, либо слева.
Достигаемое в результате действия приливных сил воспроизводство изменений формы подвергаемого их действию тел может, в соответствие с ньютонианской парадигмой, быть достигнуто лишь в том случае, если эти силы полностью скомпенсированы иными силами, в число которых может входить и сила Всемирного тяготения.
Рисунок 4 - деформация водной оболочки Земли как следствие баланса приливной силы, силы самогравитации и силы реакции воды на усилие сжатия
В результате сложения этих сил и возникают симметрично по обе стороны земного шара приливные силы, направленные в разные стороны от него. Приливная сила, направленная к Солнцу, имеет гравитационную природу, а направленная от Солнца есть следствие фиктивной силы инерции.
Эти силы крайне слабы и не идут ни в какое сравнение с силами самогравитации (создаваемое ими ускорение в 10 миллионов раз меньше ускорения свободного падения). Однако они вызывают сдвиг частиц воды Мирового океана (сопротивление сдвигу в воде при малых скоростях движения практически равно нулю, в то время как сжатию - чрезвычайно велико), до тех пор, пока касательная к поверхности воды не станет перпендикулярной результирующей силе.
В итоге на поверхности мирового океана возникает волна, занимающая постоянное положение в системах взаимно тяготеющих тел, но бегущая по поверхности океана совместно с суточным движением его дна и берегов. Таким образом (в пренебрежении океаническими течениями) каждая частица воды дважды совершает в течение суток колебательное движение вверх-вниз.
Горизонтальное движение воды наблюдается лишь у берегов как следствие подъёма её уровня. Скорость движения тем больше, чем более полого расположено морское дно.
Приливные явления происходят не только в водной, но и в воздушной оболочке Земли. Они называются атмосферными приливами и отливами. Приливы происходят также в твердом теле Земли, поскольку Земля не является абсолютно твердой. Вертикальные колебания поверхности Земли вследствие приливов достигают нескольких десятков сантиметров.
2 Землетрясения и Луна
луна фаза прилив
Луна может вызывать на Земле не только приливы, но и является причиной землетрясений. Приближение спутника Земли каждый день поднимает поверхность нашей планеты на 30 см. Большие землетрясения не столь зависимы от влияния Луны, поскольку они происходят на сдвигах пород на большой глубине под огромным напряжением. В любом случае лунный эффект гораздо слабее, чем это представляется. Тектонические плиты копят напряжение веками. Если бы землетрясения напрямую зависели от лунных приливов, то они происходили бы каждый день, когда притяжение спутника достигало бы максимума.
Объясняется землетрясение наличием гравитационных связей Земли и Луны, приливов их твердой коры, взаимного вращения тел. Если учесть, что колебания твердой коры происходят упруго, в определенные моменты времени из-за наличия дефектов в твердой коре, в разломах, возникают пики «дребезга», - аналогичные «дребезгу» металлического прута. Если мы имеем металлический прут без дефектов и возбудим в нем механические колебания, - в каждой его точке мы будем наблюдать колебания, которые мы возбудили. Если в этом пруте имеются дефекты, трещины «дребезг» возникающий в трещине наложится на синусоидальные колебания. В тот момент, когда волна, несущая «дребезг» со всех сторон придет к соответствующей трещине, произойдет выделение энергии в месте расположения трещины.
Аналогичная картина развития землетрясения в земной коре. Незатухающие колебания земной коры создаются вращением Земли и гравитационными силами Луны, Солнца и проходят упруго по поверхности Земли. Дребезг возникает в местах «живых трещин», где колебания приливной волны в Земле не передается плавно, упруго, а происходят смещения. Направление гравитационной силы между Землей и Луной определяет направление линии связи волны дребезга от Земли до Луны (до Солнца). Во время существования и развития гравитационной связи две основные силы действуют на породы Земли. Это сила притяжения Земли и сила притяжения Луны. Когда Луна уходит и происходит разрыв связи, остается только притяжение Земли. Вся разность энергий притяжения Земли и Луны, направляется в место расположения будущего эпицентра землетрясения. В момент «разрыва» этой связи при вращении планет, возникает волна, направленная к месту зарождения дребезга. В этой волне, названной "KaY"-волной, характерно, что она возникает из-за возникновения гравитационной резонансной связи "дребезжащих зон" на Луне и Земле. При движении Луны происходит смещение этой линии связи, при балансе гравитационных сил планет. При потере связи с Луной, происходит разрыв линии и появляются обратные "KaY"волны ("Kay" - Kozyrev and Yagodin) на Земле и на Луне, несущие энергию в сторону будущих эпицентров землетрясения. Так как эта волна идет к одной точке с площади, энергия ее возрастает и к моменту прихода к точке она обладает огромной энергией, вызывая в том месте землетрясение. Очень часто можно наблюдать, как «дребезг» возникает на волне и засекается датчиком в виде «группы пиков». Им соответствует не одно землетрясение, а целая группа землетрясений на большом участке в разное время. При этом каждому пику соответствует толчок в этих землетрясениях и частное от деления расстояния от датчика до эпицентров этих землетрясений на время, прошедшее от появления пика на датчике до начала соответствующих землетрясений, является константой.
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Целью данной работы являлось расчет градиента силы Луны с которой он действует на планету Земля (сравним с Солнечным) :
Сила гравитационного притяжения пропорциональна массе M притягивающего тела и обратно пропорциональная квадрату расстояния R до него. Соответственно, на поверхности Земли сила притяжения к самой Земле (MЗемли = 6·1027 г. RЗемли = 6378 км) составляет 1 g, к Солнцу (MСолнца = 2· 1033 г. RСолнца = 150 · 106 км) - 0,00058g, а к Луне (MЛуны = 7· 1025 г. Луны = 384 · 103 км) - всего 0,0000031g, т. е. в 190 раз слабее, чем к Солнцу. Очевидно также, что в однородном силовом поле никаких приливов не будет.
Однако, поле тяготения не является однородным, а имеет центр в притягивающей массе M. Соответственно, для любого тела с конечными размерами будет существовать разница сил тяготения на противоположных краях, которая и называется приливной силой. Приливная сила будет пропорциональна первой производной от силы тяготения. Сила тяготения обратно пропорциональна квадрату расстояния, а производная от 1/r2 равна -2/r3, то есть обратно пропорциональна кубу расстояний.
Поэтому Луна, которая находится к Земле существенно ближе, несмотря на свою малую массу, создаёт приливную силу почти в 2 раза большую, чем Солнце.
А так же нужно объяснить, почему землетрясений нет на полюсах.
Землетрясения возникают на стыке литосферных плит. Границы плит соответствуют океаническим шельфам на географических картах. На северном полюсе нет тектонических плит, на южном - есть одна, но она никуда не движется. Мы выяснили, что Луна не создает землетрясения сама, на прямую, следовательно, землетрясения на полюсах отсутствуют. Разумеется, приливные силы не действуют на полюсах.
Рисунок 5 - расположение литосферных плит
Земля и Луна обращаются вокруг общего центра тяжести (барицентра) системы Земля - Луна с сидерическим (относительно звезд) периодом 27,3 суток (сут). Земля описывает орбиту, которая является зеркальным отображением орбиты Луны, но размеры ее в 81 раз меньше лунной орбиты. Барицентр всегда располагается внутри Земли, на расстоянии примерно 4670 км от её центра. Тело Земли обращается без вращения (поступательно) вокруг «неподвижного» (в системе Земля-Луна) барицентра. В результате такого месячного обращения Земли на все земные частицы действует точно такая центробежная сила, как в центре масс Земли. Сумма векторов центробежной силы и силы притяжения Луны называется приливной силой Луны. Аналогично определяется приливная сила Солнца. Величина приливной силы есть функция склонения и геоцентрического расстояния Луны (или Солнца). Амплитуда месячных колебаний склонения Луны изменяется с периодом 18,61 г. от 29° до 18°, из-за прецессии оси (регрессии узлов) лунной орбиты. Перигей лунной орбиты движется с периодом 8,85 г. Склонение и геоцентрическое расстояние Солнца изменяются с периодом 1 год. Земля вращается вокруг собственной оси с суточным периодом. В итоге амплитуда колебаний лунно-солнечных приливных сил изменяется во времени с периодами: 18,61 г., 8,85 г., 6,0 г., 1 г., 0,5 г., месячным, полумесячным, недельным, суточным, полусуточным и многими другими менее значимыми периодами.
Статистика наиболее опасных землетрясений и цунами с 1960 - 2011 г.
Великое Чилийское Землетрясение - вероятно, самое сильное землетрясение в истории наблюдения, магнитуда - от 9,3 до 9,5, произошло 22 мая 1960 года в 19:11 UTC.
Расположение эпицентра - 39°30? ю. ш. 74°30? з. д.
Луна: фаза 6% перед новолунием, расстояние 396679 км; астрономическое новолуние 25 мая 1960 года 12:27, расстояние от центра Земли до центра Луны 403567 км, но перед этим полнолуние 11 мая 1960 года 05:41 UTC, 362311 км, суперлуние.
Сила землетрясения (по моменту) -9.2.
Сила землетрясения (по поверхностным волнам) - 8.4
Широта61° 2" 24" с.ш. Долгота147° 43" 48" з.д.
Луна: фаза 0% - полнолуние, расстояние 393010 км.
Ташкентское землетрясение 26 апреля 1966 года в 5 часов 23 минуты. - катастрофическое землетрясение (магнитуда 5,2).
Широта. 41° 12" 0" с.ш. Долгота. 69° 6" 0" в.д.
Луна: фаза 27%, расстояние 371345 км;
Землетрясение в Таншане 28 июля 1976 года в 3:42 по местному времени (27 июля 1976 19:48 UTC) - катастрофическое землетрясение, магнитудой 8,2.
Широта 39° 39" 50" с.ш. Долгота 118° 24" 4" в.д.
Луна: фаза 1% - новолуние, расстояние 376365 км.
Спитакское землетрясение 7 декабря 1988 года в 10 часов 41 минуту MCK (7:41 UTC) катастрофическое землетрясение магнитудой 7,2 балла.
Широта. 40° 59" 13" с.ш. Долгота. 44° 11" 6" в.д.
Луна: фаза 4% до нов (2 дня), расстояние 394161 км;
Землетрясение в Кобе. Землетрясение произошло утром во вторник 17 января 1995 года в 05:46 местного времени (16 января 1995 20:46 UTC). Сила толчков доходила до 7,3 магнитуд по шкале Рихтера.
84° северной широты и 143,08° восточной долготы.
Луна: фаза 100% - полнолуние, расстояние 395878 км, предыдущее новолуние 1 января 1995 10:55 UTC, расстояние до Луны 362357 км. Суперлуние.
Землетрясение в Нефтегорске - землетрясение с трагическими последствиями магнитудой 7,6 балла по шкале Рихтера, произошло ночью 28 мая 1995 в 1:03 (27 мая 1995 13:03 UTC).
Эпицентр - 55° северной широты и 142° восточной долготы.
Луна: фаза 3% до новолуния, растояние 402328 (новолуние - 29 мая 1995 09:28), но перед этим: полнолуние 14 мая 1995 года 20:47 UTC, расстояние 358563 км. Суперлуние.
Измитское землетрясение - катастрофическое землетрясение (магнитуда 7,6), произошедшее 17 августа 1999 года в Турции в 3:01 по местному времени (UTC 00:01:39).
Широта 40° 44" 53" с.ш. Долгота 29° 51" 50" в.д.
Луна: фаза 30% после новолуния (5 дней), расстояние 400765 км;
Сычуаньское землетрясение - разрушительное землетрясение, магнитудой 7,9 балла, произошедшее 12 мая 2008 года в 14:28:01 по местному времени (06:28:01 UTC) в Китае.
Широта 31° 0" 7" с.ш. Долгота 103° 19" 19" в.д.
Луна: фаза 51%, 7 дней после новолуния, расстояние 379372 км: новолуние 5 мая 2008 года 10:55 UTC, расстояние до Луны 358184 км. Суперлуние.
Землетрясение и цунами в Индийском океане 26 декабря 2004 в 00:58 UTC - второе по мощности в истории наблюдений землетрясение (магнитуда 9,2) и самое смертоносное из всех известных цунами.
°30" северной широты и 95°87" восточной долготы.
Луна: фаза 100%, полнолуние 404408 км, но перед этим новолуние 12 декабря 01:28, 364922 км. Суперлуние.
Цунами 2 апреля 2007, Соломоновы острова (архипелаг). Вызвано землетрясением магнитудой 8 баллов, произошедшим в южной части Тихого океана в 07:39. Волны в несколько метров высотой достигли и Новой Гвинеи.
Луна: фаза 0%, полнолуние, расстояние 404000 км, предыдущее новолуние 19 марта 2007 в 02:44, 364311 км. Суперлуние.
Землетрясение и цунами Япония, Хонсю, 9,0, произошло 11 марта 2011 года в 14:46 по местному времени (05:46 UTC). Широта 38.30N и долгота 142.50E. Очаг землетрясения был расположен на глубине 32 км.
Луна: фаза 32% после новолуния (5 дней), расстояние 393837. Астрономическое новолуние 4 марта 2011 года 20:47, расстояние 404793 км; но ближайшее полнолуние 19 марта 2011 20:46. Суперлуние.
Выше приведены катастрофические землетрясения и цунами за последние 50 лет. Статистка показывает, что все они случились во время полнолуния или новолуния (за исключением Ташкентского и Измитского, что косвенно указывает на их техногенный характер). Кроме того, почти 80% из них так или иначе связаны с суперлунием. По данному анализу можно сделать вывод, что в периоды суперлуний опасность катастроф от природных стихий, действительно, возрастает.
Рисунок 6 - диаграмма распределения землетрясений в зависимости от фаз Луны и положения ее на орбите
При построении диаграммы мы полностью отвлекались от всех неравенств движения Луны. Были взяты средние значения синодического (29.5 дня) и аномалистического месяцев (27.5 дня). На диаграмме нанесены средние положения сизигий и квадратур, а апогей (А) показан как средний момент между соседними перигеями (Р). Для каждого землетрясения определялось его расстояние во времени до ближайшей, отмеченной на диаграмме, фазы Луны и до момента прохождения Луны через перигей или апогей. Возникающая от сделанных упрощений неопределенность построения едва ли достигает одних суток. На построенной диаграмме каждое землетрясение отмечено точкой. Землетрясения, попадающие на рамку диаграммы, отмечены по соседству с ней, внутри диаграммы, и повторены у каждой из противоположных сторон рамки.
Построенная диаграмма совершенно отчетливо показывает, что вблизи перигея землетрясения чаще всего происходят в сизигиях, т.е. при полнолунии и новолунии, и их в то время почти не бывает около квадратур. Второй хорошо выраженной особенностью диаграммы является группировка землетрясений вдоль направлений, идущих под углом 45 гр. от сизигиев в перигее. Эти направления представляют собой последовательность дней тех лунаций, у которых новолуние или полнолуние совпадало с перигеем. Следовательно, благоприятными для землетрясений являются не только дни максимальных приливов земной коры, но и дни, непосредственно следующие за ними. Таким образом, максимальные приливы в такой степени нарушают состояние наружных слоев Земли, что в течение времени порядка месяца сохраняются условия, благоприятствующие землетрясениям.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В ходе данной работы был изучен естественный спутник планеты Земля - Луна.
Были изучены влияния Луны, которые она оказывает на Землю.
По данным наблюдением можно сделать вывод, что Луна действительно оказывает свое воздействие на планету Земля как благоприятное, так и нет. Если рассматривать влияние фаз Луны на человека, есть предположение, что она так же может улучшать, либо ухудшать его самочувствие и тем самым оказывать влияние на его деятельность. Изучение спутника и его воздействия не является еще до конца изученным. Однако, человек уже научился использовать такое ее свойство, как гравитационную силу. Приливная электростанция - это особый вид гидроэлектростанции, использующий энергию приливов, а фактически кинетическую энергию вращения Земли. Приливные электростанции строят на берегах морей, где гравитационные силы Луны и Солнца дважды в сутки изменяют уровень воды. Колебания уровня воды у берега могут достигать 18 метров. Приливные гидроэлектростанции считаются наиболее экологически чистыми. Следовательно, изучение данной темы имеет огромнейшую роль. Именно поэтому я считаю выбранную тему достаточно актуальной.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
Фриш С. А., Тиморева А. В. // Курс общей физики, Учебник для физико-математических и физико-технических факультетов государственных университетов 1957. Т. 1, вып. 2. С. 312
Белонучкин В. // Приливные силы Квант. 1989. Т. 12, вып. 3. С. 435.
Марков А. Дорога к Луне // В журн. «Авиация и космонавтика». ? 2002. ? № 3. - С. 34.
Общий курс астрономии / Кононович Э.В., Мороз В.И.
Е изд., испр. - М.: Едиториал УРСС, 2004. - 544 с.
Рандзини Д.М. // Космос, 2002. - С. 320.
Звезды и планеты. / Я.М. Ридпат / Атлас звездного неба,
В.Д. Кротиков, В.С. Троицкий. Радиоизлучение и природа Луны // Успехи физич. наук, 1963. T.81. Вып.4. с.589-639
А.В. Хабаков. Об основных вопросах истории развития поверхности Луны. М, 1949, 195 с.
Репетиторство
Нужна помощь по изучению какой-либы темы?
Наши специалисты проконсультируют или окажут репетиторские услуги по интересующей вас тематике.
Отправь заявку
с указанием темы прямо сейчас, чтобы узнать о возможности получения консультации.
Действительно ли Луна влияет на наш организм? Как и почему это происходит?
Влияние Луны неоспоримо. Безусловно, наибольшее влияние на человека оказывает наша родная планета Земля, но и влияние других планет нельзя исключать.
В наше время уже никто не сомневается в том, что солнечные процессы отражаются на организме человека. При этом влияние Луны незаслуженно ставится под сомнение. А ведь Луна, хоть и значительно меньше Солнца, но находится гораздо ближе к Земле. Соотношение масса/расстояние указывает на немного большее влияние Луны на находящиеся на Земле объекты.
Уже давно учеными подмечено, что приливы и отливы управляются Луной. Лунная гравитация вызывает подъем уровня Океана на 1,5 метра, а в узких заливах эта величина достигает 12-16 метров. Даже твердая оболочка Земли реагирует на движение Луны - она поднимается на 50 сантиметров (происходит такой подъем достаточно равномерно, поэтому мы не замечаем этого). Поэтому неудивительно, что человеческий организм, состоящий на 80% из жидкости, подвержен лунному влиянию.
Кроме того, Луна оказывает воздействие и на магнитное поле Земли, а про опасность магнитных бурь мы все наслышаны.
Что мы чувствуем, когда Луна растет, и когда она убывает?
На растущей Луне человек чувствует прилив сил, оптимизм, готовность справиться с любой задачей и уверенность в твоих силах. На убывающей - наоборот, упадок сил, слабость, желание все бросить. В это время наблюдается наибольшее число обращений людей в депрессивном состоянии.
В связи с этим на растущей Луне следует начинать любые проекты, а на убывающей - завершать. Это, конечно, не означает, что нужно успеть провернуть свой проект в течение одного и того же лунного месяца. Просто желательно учитывать этот момент и разбивать свои проекты на этапы, которые и стоит подгонять под лунный календарь.
В соответствии с этим, на растущей Луне стоит начинать оздоровительные курсы, связанные с укреплением организма, увлажнением кожи - в общем, любые процедуры, связанные с впитыванием в себя нового. Тогда как на убывающей Луне нужно избавляться от всего того, что уже не нужно: проводятся различные чистки (кожи, пищеварительной системы и т.д.). При этом важно помнить, что это не относится к стрижке волос - в этом случае мы не столько избавляемся от ненужных кончиков волос, сколько формируем новую прическу - а это созидательный процесс! И начинать его нужно на растущей Луне.
Растущая Луна:
1 фаза (1-7 лунные сутки). Начало фазы - Новолуние. Луна и Солнце на одной стороне от Земли и их силы гравитации суммируются. Максимальные приливы и отливы. Для организма лучше всего начинать оздоровительные процедуры. Это время, когда мужская сила достигает своего максимума.
2 фаза (8-15 лунные сутки). Начало фазы - Первая четверть. Организм полон сил и активен. На эту фазу лучше всего назначать активные тренировки, возможна максимальная физическая нагрузка.
Убывающая Луна:
3 фаза (16-22 лунные сутки). Начало фазы - Полнолуние. Луна противостоит Солнцу, и их силы гравитации противодействуют. Минимальные приливы и отливы, меньше всего штормов и наводнений. Активна женская сила, мужчины ослаблены. Энергетическая насыщенность, эмоции яркие, активизируется бессознательное. Это время хорошо для творчества. Для организма в это время опасны хирургические вмешательства и травмы, так как органы полнокровны и свертываемость крови плохая. Кроме того, активны и микроорганизмы - повышена опасность заражения. Также повышена рождаемость и смертность. Первая - из-за влияния луны на околоплодные воды, а вторая - из-за влияния на кровь (происходит больше сердечных приступов и активизируются злокачественные опухоли). Кроме того, в полнолуние отмечаются всплески самоубийств.
4 фаза (23-29, 30 лунные сутки).
Начало фазы - Последняя четверть.
В это время нужно завершать все проекты и готовить новые. Организм ослаблен и активные нагрузки противопоказаны.
Исследования показывают, что новолуние - самое спокойное время, а полнолуние - самое беспокойное. Это хорошо проиллюстрировано на детских группах, когда исследователи проанализировали успеваемость учащихся 5, 7 и 9 классов. В каждой из обследуемых групп наблюдалось резкое падение успеваемости во время полнолуния и подъем успеваемости в новолуние.
То же самое можно увидеть и в анализе статистики МВД: в начале лунного цикла нарушений мало и они не самые тяжелые (кражи, мошенничества и пр.), тогда как во время полнолуния количество преступлений резко возрастает и они становятся более тяжкими.
Мы тоже провели свое небольшое исследование: проанализировали данные по людям, которые обращались за помощью к психологу. Оказалось, что, если сопоставить даты их обращений, то можно обнаружить следующее распределение:
Если же объединить эти данные по лунным фазам, то получается еще более наглядно:
Получается, что 75% людей, обратившихся к психологу, сделали это на убывающей луне, после полнолуния. При этом пик обращений приходится на само полнолуние и на неделю после него. Таким образом, подтверждается то описание лунных фаз, которое дано выше.
Опасно ли полнолуние?
Особой опасности нет. На каждого человека влияет не только Луна, а довольно большое множество факторов. Полнолуние скорее создает определенный фон, благоприятный для всякого рода отклонений в поведении, но не обуславливает их полностью. То есть, к примеру, для людей легковозбудимых, нервная система которых сильно подвержена влияниям извне, полнолуние действительно не самое легкое время. У таких людей повышается раздражительность, они мучаются бессонницей, становятся более склонными к импульсивным поступкам. Особенно подвержены влиянию полнолуния дети, поэтому основные рекомендации будут для них.
Перед сном играть в шумные игры
Смотреть боевики и страшилки
Уходить далеко от дома
Посещать шумные мероприятия, соревнования, вызывающие сильные волнения
Больше гулять перед сном, проветривать комнату
Надо ли подстраиваться под лунные фазы? Каким образом?
Подстраиваться не нужно, но учитывать - желательно. Как я уже упоминала, на каждого человека оказывает влияние множество факторов и поэтому подстроиться под все из них одновременно невозможно. Но при этом, стоит все-таки ознакомиться с влиянием лунных фаз на организм. Эти знания могут оказаться полезными, если опираться на них в качестве задающих общее направление.