Wasserhüllenmodell der Gezeitenwirkung: Die Entstehung von Flutbergen

Einfaches schematisches Wasserhüllenmodell der Entstehung von Flutbergen durch die Gezeitenwirkung des Mondes
Einfaches schematisches Wasserhüllenmodell der Entstehung von Flutbergen durch die Gezeitenwirkung des Mondes
Bildquelle: in Anlehnung an Ahnert 1996, S. 361 und Press & Siever 1995, 376

Das einfachste Modell ist die von einer Wasserhülle völlig umgebene Erde (vergleiche Abbildung). Die Wasserstandsschwankungen sind hier eine Folge von gravitativen und zentrifugalen Kräften zwischen Erde und Mond:

  • Erde und Mond ziehen sich gegenseitig an; es wirken die Erdanziehungskraft und die Anziehungskraft des Mondes.
  • Erde und Mond bewegen sich um einen gemeinsamen Schwerpunkt.

Dieser gemeinsame Schwerpunkt liegt infolge der größeren Masse der Erde als der des Mondes ungefähr ¾ des Erdradius vom Erdmittelpunkt entfernt. Das heißt, die Zentrifugalbeschleunigung durch gemeinsame Drehung um den Schwerpunkt des Systems Mond-Erde ist zu berücksichtigen.

Dabei halten sich im Gravitationszentrum die Zentrifugalkraft des Systems Mond-Erde und die Anziehungskraft des Mondes die Waage. Auf der dem Mond zugewandten Seite der Erde ist die Anziehungskraft des Mondes stärker, auf der dem Mond abgewandten Seite der Erde ist die Zentrifugalkraft stärker.

Für jeden Punkt der Erde ist aus den Vektoren für:

  • die Zentrifugalkraft des Systems Mond-Erde
  • der Anziehungskraft der Erde
  • der Anziehungskraft des Mondes

ein Kräfteparallelogramm konstruierbar, dessen Resultierende die fluterzeugende Kraft angibt.

Die Beziehung zwischen Zentrifugalkraft des Systems Mond-Erde und Anziehungskraft des Mondes bewirkt, dass an den Stellen der Erdoberfläche, für die der Mond im Zenit steht, die leicht beweglichen Wassermassen Flutberge ausbilden, während in den anderen Meergegenden Wassermassen abgezogen werden. Dies führt zur Deformierung der Wasserhülle.

Die feste Erde dreht sich unter den beiden Hochwasserbergen hinweg. Da sich der Mond selbst in seiner Umlaufbahn in Richtung der Erdumlaufbahn weiterbewegt und dabei die Position der beiden Hochwasserberge mitzieht, braucht die sich drehende Erde 24 Stunden und 50 Minuten, bis diese Flutberge wieder an derselben Stelle des Erdkörpers liegen wie am Tag zuvor. Mit der Erdrotation kommt es demnach zur täglichen Wanderung der Flutberge!

Zu bedenken ist aber, dass dies nur ein vereinfachtes Modell ist. Der Umlauf der Gezeitenwelle, wie soeben anhand des einfachen Wasserhüllenmodells dargestellt, ist in der Realität durchaus komplexer. Empfohlen sei eine Beschäftigung mit der entsprechenden Literatur!

Ergänzung zur Abbildung: Die Pfeile zeigen Richtung und Stärke der Anziehungskräfte an (grün: Anziehungskraft der Erde; blau: Anziehungskraft des Mondes). Die Vektoren sind jedoch nicht maßstabsgetreu dargestellt.