潮汐漲退的奇觀
海灘一日遊!男孩沒有耐性等待。他走在家人前頭,越過棕櫚樹向海灘奔去。但他在半路突然停下來,臉上的高興神色一掃而空。
「爸爸!」他叫喊,「海不見了!水去了那裡?」
「孩子,不要擔心,」父親答。「這是潮水。潮水退了,你會看到它在午餐之後的時間再來。」
在岸上不遠處,一群用通氣管潛游的青年對潮退表示欣喜。由於沒有高潮時候的大浪,海砂輕柔地沉底,海水澄如水晶,既和暖又安全。他們在蔚藍色的淺水裡繞著珊瑚礁慢慢地游泳,以驚異的心情欣賞著一個全新的世界,那裡有珊瑚、貝殼動物、綠色植物和無數顏色鮮豔的游魚。
兩小時之後潮水重來。這時男孩已在一個高崖頂上,探頭望海。他看著滾滾而來的浪潮沖激下面的岩石,浪花如霧般飛濺在空中。啊,另一個浪又來了,海水被攪成白色的泡沫。
他被這個令人生畏的驚濤拍岸景象迷住了,再也不能抑制他的好奇心。
「爸爸,大水是從那裡來的?它為什麼又去又來?」
你能解釋這項偉舉是怎樣完成的嗎?把幾十億噸的海水推到預測的「水線」數吋以內的力量是什麼?
難以置信的偉舉
幾千年來,海潮每日的漲退曾經被人視為一項奧祕。有人認為它是地球的呼吸。只有像牛頓這麼絕頂聰明的人才能想出答案。他在關於引力的著作中提出潮水流動的解釋。
潮水的漲退基本上是太陽和月球對海洋的引力牽扯的結果。既然月球離地球較近,因此牽力比太陽大一倍。月球把海水直接從最底部吸引或拉高成為潮水「高漲」。在大洋的中央,高漲的程度也許只有一英尺(30公分)。可是,當高漲的潮水沖激一片廣大的陸地,例如加拿大新斯科夏半島的芬地灣,潮漲就成為奇景了。由於海口廣闊和海岸線徐徐收狹而集中於一點的奇妙湊合,高潮和低潮的相差可能達到50英尺(15米)之巨。因此在明月當頭時,你就能期望高潮出現。
月球的移動同時把地球上的水牽動。潮水於是開始退下或落下,直至月球行至環繞地球軌道的四分之一為止。既然月球需時24小時另50分才環繞地球一次,低潮通常出現在高潮之後6小時左右。
那麼,你也許納罕,何以低潮發生在月球從你那裡環繞地球軌道的四分之一的時候而不是在行到地球背面的時候。關於這點,我們可以再度查考引力定律來取得答案。簡單地說,物體越近引力來源,吸引力就越強。當月球在地球的一面造成高潮時,另一面的水是在8000英里(12,800公里)以外,它只受到較弱的引力。事實上,這水被遺留下來形成一個與在月球之下的潮水相同的高潮。
因此,在第一次高潮之後,月球環繞地球半週或12小時另25分之後時,你會見到第二次高潮。隨之而來的另一次低潮則在大約6小時之後,在月球從你那裡環繞地球四分之三週時發生。因此,在大多數地方每日都可見到兩次高潮和兩次低潮,每日的漲退都比前一日遲50分鐘左右。
請記得太陽對潮水也有影響力。太陽可以增加或減少月球的牽引力,視乎相對的位置而定。每隔兩週,在新月和滿月時,太陽和月球在同一線上合力牽引。這時候高潮和低潮兩者都達到極點,因而稱為大潮。在上弦月和下弦月的時候,太陽和月球在直角上互相牽引而造成所謂小潮,小潮漲得不高,退得不遠。
浪潮的無窮變化
太陽和月球雖是潮水漲退的背後力量,但海岸線和海底的實際地形以及許多其他因素卻能決定最後的結果。因此,潮水的漲退因地而異,變化無窮。
在近岸海床十分淺平的地方,潮退時海水一退數百米,露出大片陸地。例如,諾曼第的著名聖米迦勒島在退潮時全島又高又乾,人們可以踏砂步行前往島上。但在潮水高漲時,這個中世紀的要塞完全被水圍繞,只有高架的道路和大陸相連。因此你下次行一條遠道去探究露出的珊瑚礁時,要確知海潮何時復返。急漲的潮水能使你留落在遠離岸邊的深水之處。
在亞美遜河口、英國的塞汶河和許多其他河流,潮滿時的潮水被奔流入海的河水擊退。水位在河口以外增高。隨後,激潮以萬馬奔騰的聲勢衝回河裡。在中國大陸的錢塘江,壁立的奔騰水勢可達25英尺(7.6米)之高!
在太平洋的若干島嶼,每日潮水漲退只有一次而非通常的兩次。墨西哥灣有些地方每月有些日子天天有兩次高潮和低潮,其餘的日子只有一次。因為月球並非恆常直接在赤道之上的軌道運行,在環繞的方式改變時,引力中心隨之向北和向南移動。同時,大量的水在移動時也有本身的動力。這一切會使海洋對太陽和月球的影響的反應發生變化。
潮水的漲退雖然因地而異,但在特定地點的正確水位高度卻可以在一年多之前準確地預測出來。各地的『潮汐表』也告訴我們太陽和月球在什麼時候最接近地球而帶來該年最高和最低的潮水。
例如,打撈作業船從不同的潮汐獲得頗大幫助。當船擱在礁上時,往往要等待下一次滿潮才能將之『浮起。』可是那船若在大潮滿潮時堅牢地擱在礁上就有禍了!它可能要被留在那裡成為棄船。請記得,切勿在滿潮時用短索繫住小船。否則,在潮退時你的小船可能仍然留在那裡,安全地繫著,只是在沒有水的地方高懸起來。
在大潮退落的時候,漁夫們正好乘機修補捕魚機,它們在其他時候是半浸在水裡的。新碼頭的打樁工作、人造斜坡的完成或其他近水的建造工程也可在這時進行。高潮飄來的浮木可以製成檯燈或其他裝飾品。高潮可讓船舶安全地駛離港口。目前有人甚至打算利用高潮的巨大力量作為發電動力。
無言的證據
你曾試過在月明之夜坐在海灘,悠然神往地欣賞海浪輕柔地在砂灘滑上滑落的低語嗎?沿著海岸慢步最好是在黎明時分。感受一下那清潔的幼砂在足趾間滑動的瑟瑟之聲,在你的四週只看見自己的足印。一夜之間,潮水沖去了昨日的一切痕跡,好像在以前從沒有人到過似的。這時你豈不懷有深刻的安寧與滿足感嗎?
請想想——這一切的美與和諧都是太空中的太陽和月球無言地日復一日帶給我們的。但這僅是太陽和月球之功嗎?它豈不是設立律則,支配天體運行的造物主的功勞嗎?變化無窮的潮汐奇觀乃是將造物主的仁愛和體貼表露無遺的無言證據。「自從造天地以來,上帝的永能和神性是明明可知的,雖是眼不能見,但藉著所造之物就可以曉得。」——羅馬書1:20。
[第28頁的圖解]
(排版後的式樣,見出版物)
大潮
太陽
新月
月的引力
太陽的引力
高潮
低潮
地球
低潮
高潮
月的引力
滿月
在每個月的新月和滿月時,地球、月球和太陽成一直線,太陽和月球合力產生特別的高潮和低潮,稱為大潮
小潮
太陽
太陽的引力
上弦月
月的引力
地球
月的引力
下弦月
在上弦月和下弦月時期,月球和太陽彼此在直角位置相牽,潮位相差不大而成為小潮