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大地记 [:1705423883]
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大地记 第二十四章 潮汐
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盆里静止的液体，如果不去动它，它就会一直保持静止。如果没有什么不安的机制来打扰海水的平静，它就会永远保持静止。但是这种静止是会导致海水腐烂的，它们需要不断地澎湃地涌动才不会腐烂，同时产生无数动物和植物所需的空气。因此海水的涌动，是造福世界最基本的条件，而大气层的运动也同样很有趣。不比空气少的海水需要猛烈的涌动，才能阻止停滞，从而保证卫生状况。现在，海水由于大气、地球附近天体的引力和地球内部热量的影响而不断激荡着。
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大气层的骚乱触怒了海平面，让海水发生了运动。如果暴风突然袭来，就会引起海浪相互撞击，溅起浪花和泡沫；如果暴风够强、持续够久的话，就会掀起向海岸平行移动的巨浪，一个接一个，非常有规律，最后破灭在沙滩上。但是这些骚乱只影响了海面，30米以下的海水还是静止的，即使是在最强暴风来袭的天气。在海岸不远处，最大的海浪也不会超过3米；但是南海的某些部分，例如合恩角和好望角周围，在最强暴风来袭时，浪高达到了10~12米。这些海浪就像垂直移动的小山一样，两个海浪之间都会有又宽又深的距离。在风的打击下，它们的浪尖会溅起浪花和泡沫，最后在一个足以破坏最坚固的容器的可怕力量的作用下倒塌。
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打在岩石上的海浪的冲击力是大到无法想象的。打在暴露的崎岖海岸上面的巨浪，甚至可以让地球产生震动。最坚固的堤坝和防浪堤也会被摧毁，然后冲走，巨大的石头撒得到处都是，像小石子一样滚来滚去。就是在海水不断的作用下，才会有悬崖或者竖直的峭壁，它们都沿着海岸分布。这种峭壁在法国和英国共有的英吉利海峡的海岸随处可见。这些悬崖不断地遭受着海浪的破坏，所以经常会有碎片掉进水里，然后滚来滚去，蜕变成小石子。海洋中越来越多的地方就被这种小石子占据。历史告诉我们，轻的房屋、塔、住宅区，甚至是小村，由于受到海水的破坏，不得不被遗弃，现在这些东西都已经深深地埋在了海浪下面。
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在海岸的其他部分，海洋为陆地带来了新的物质，把大量的沙冲上岸，这些细沙被风堆积在一起，形成又长又矮的小山——山丘。法国加莱海峡的海岸有很多这样的山丘，从布伦的海岸一直延伸；南斯和萨博斯德欧罗尼附近的布列塔尼也有；波尔多到比利牛斯山的兰德斯海岸的沙丘有240千米长。单单是兰德斯这部分的沙丘面积就有75000亩。
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这些沙丘呈现的是多么单一的景色啊！从其中一座深度只没过膝盖的山丘的顶上看，让人眼前一亮：延伸到很远的地方的淡黄色地平线，覆盖着不均匀的地面，到处都是圆圆的小山丘。站在白得发光的小山丘之间，就会感到迷失，风横扫它们的顶部，把细沙吹向天空，这跟海浪遭到暴风的打击时产生的结果很像。我们把它视为跟单一的起伏的巨浪一样，跟海一样，不同之处在于：这里的浪是沙，而且是不动的。没有什么能够打破这种死一般的寂静，除非有时候上方的海鸟经过发出嘶嘶声，或者有规律的海浪超越了沙丘的最远线。
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这就预示着：在暴风的天气，这些鲁莽的探险者会跑进这些荒野地带；然后沙子会被风向上吹，吹到密云里。像水柱一样的风沙柱证实了暴风的威力，空气中到处飘着沙子。当暴风停息时，周围的区域就改变了：曾经是小山的地方现在变成了山谷，曾经是山谷的地方现在变成了小山。
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每一次暴风来袭，沙丘都会向内陆移一点点。从海上吹来的风把小山丘吹进洼地，洼地就变成了小山丘，如此这样交换，直到最重要的山丘被平铺在陆地上。同时，大海已经在海岸处堆积了新鲜的物质，提供给另一条沙丘，取代了原本已经形成的。按照这样的方式，沙丘慢慢地侵入不均匀的陆地，然后给它盖上一层层厚厚的草木不生的沙层。没什么可以用来检测风、水和沙的持续活动。如果森林也被沙子入侵，它就会被埋没，只剩下最高点可以看到。甚至是整个村子都会被吞噬，房屋、教堂和其他的一切都消失在沙子底下。在面对这样的一个敌人时，应该怎样做呢？这个敌人以不可抗拒的力量坚决前进，每一年就可以获得20米的耕地面积，但是这不代表什么，既不是成熟的庄稼，也不是居住者，也不是很美的森林。人类的聪明才智已经找到了控制这种掠夺的方法，而且很简单：在种植了松树的地方，山丘就会立起来。
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这种由风引起的海浪纯粹是偶然的，而且跟风本身的移动一样没有规则；除了这些，还有海浪本身周期性的规律运动。这些运动就是潮汐。在一个固定的时间里，海岸上所有的海水会从海滩退回去，露出之前被海水覆盖的很大一片地。海水的退回就叫做退潮。过一会儿，海浪又会重新回来，盖住沙滩。这种移动就叫做涨潮。每6个小时会完成一次退潮或涨潮。因此，在24小时内，会发生两次退潮，两次涨潮。
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对于不熟悉潮汐的人，肯定会觉得那是很神秘的东西。在固定的时间，没有明显的原因，不管是晴天还是暴风雨天，海浪就会停止拍打海岸，然后退回去，就好像海底有个很大的洞把海水都吸回去一样。这种后退会在离高潮不远的地方停止，距离取决于海滩倾斜度。这时候在涉水或游泳之前，就可以穿着鞋走在上面，鞋子也不会湿。
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我的小读者们，这对于你们来说是多么有趣呀：在低潮的时候，穿过海滩，看看退潮之后留在海滩上的小鱼和其他小生物，还有乱七八糟的海草、漂亮的贝壳以及光滑的白色小石子。但是不要在这些来自深海的宝藏之间徘徊太久，因为海水会再一次快速涨起来，它的白色海浪会涌上来，同时发出不祥的声音。有些海岸的潮水的速度连最快的马也追不上。当它涨上来时，就会迅速覆盖沙子、小石子、岩石和每一样退潮时留下的东西，直到打在阻止它进一步前进的暗礁上。
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现在让我们来解释涨潮和退潮。你们知道不同的天体之间都有引力，特别是太阳对地球的引力，它使地球落向那个巨大的发光体，而地球反过来对月球也有引力。你们应该还没忘记，在这个引力和物体本身重力的作用下，小的天体就会绕着大的天体转——地球围绕太阳转，月球围绕地球转。引力总是相互作用的，也就是说在大点的天体对小点的天体产生引力时，小点的天体也对大的天体有引力，只不过这个引力会小一些。如果地球吸引月球，月球也吸引地球，那么后者的引力大一些，就会控制它的卫星，但是不可否认的是卫星也对地球产生引力。如果两个人抓住一根绳子的两头，然后往相反的方向拉，试图把对方拽过中心处，那么比较强的那个人就会赢。但是弱一点的那个人也在努力拉：他或多或少地也会让对方移动。月球也是如此：在相互作用力的竞争中，它会让步于地球，然后绕着它转；但是在让步的同时，月球也会引起地球上海洋的骚乱，这是因为海水的流动性使它比固体的东西更容易失去平衡，从而发生移动。
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图26
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为了更清楚点，让我们想象一下整个地球全部被水覆盖，考虑到引力会随着距离的变大而减小，让我们想象一下，月亮的引力会对这片浩瀚的海洋产生怎样的作用呢？在右侧的图中，L代表月球，T代表地球，阴影部分代表海洋。现在，可以清楚地看到月球引力最强时是在A点，最弱的时候是在B点，这点是距月球最远的。因此，水流就会流向A点，海洋的整体水位就会在这个点和它附近的地方上升。不过，流向引力最强点的水并不是每个地方都一样的；你可以看到引力最弱时的B点，水位比其他地方都低，这是因为它让步于卫星对它的引力。这样让步之后，海水就会涨起来，与第一次完全相反。但是这两次的涨潮必须补偿相应的水位的下降；不过，水位下降最厉害的是在A点和B点的中间的两个点，也就是C点和D点，在这两个点时，月球的引力不是最大的也不是最小的，是介于两者之间的。因此，引力作用于A点和B点时就是涨潮，在C点和D点时就是退潮。
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站在A点的观察者，月球就在头顶上。站在B点的观察者，它和月球之间的距离就是地球的直径。最后，在C点和D点，月球的位置是在地平线上，在其中一个点上升，在另外一个点落下。月球正下方的海洋会涨潮，同样，地球另一边的海洋也会；月球在地平线上时，海水就会退去，不管是东边还是西边。由于地球一天的自转，所以地球的每个部分都会相继出现在月球下面，或者说月球好像是在围绕着地球自东向西转，周期是24小时；而且两次涨潮A点和B点，肯定有一点是离月球最近，一点是离月球最远，这是遵循着卫星的似动现象——月球围绕太阳自东向西转。当然C点和D点也是一样的。那么你可以看到，在24小时内，出现两次涨潮，两次退潮，每次涨潮和退潮间隔6个小时。因此我们找到了潮汐发生的原因：是由天上的伟大的时钟——月球，在控制着。
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即使你还不是很清楚我刚刚所讲的，但是至少你也对太阳对地球的引力有点印象吧，那个给我们光和热的巨大天体；你们肯定也纳闷：这个巨大的天体，我们行星系的中心，让地球围绕着它做周期运动的物体，对于潮汐的影响难道不比月球对潮汐的影响多吗？毫无疑问，太阳的引力确实对潮汐产生影响，但是我们必须记住太阳离地球是非常遥远的。尽管它非常巨大，但也只能使海水上涨两米，而月球却可以使海水上涨5米。因此，影响潮汐的最主要因素还是月球。
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尽管如此，太阳潮汐也是不可忽略的；原因和月球潮汐差不多。有时候，是两个天体共同作用于海水，有时候当两个力是相反方向的，那就只有一个在起作用。如果太阳和月球在地球的同一边，那么就是共同作用，而在共同作用下，海水很可能会涨到最高点。当两个天体一个在地球的一边，一个在另一边时，也会产生类似的结果，因为，就像我们所看到的，在地球两个相反的点上时，也就是其中一个力不作用时，就会发生涨潮。因此，最高的潮汐，是发生在合点时，也就是三个天体在同一直线上，不管它们的相对位置是怎样的。这时候的月球，不是满月就是新月。但是，如果月球在地球上方，而太阳在地平线上，太阳的引力就会引起退潮，同时月球的引力会产生相反的效果，这两个不一致的引力会形成大低潮。当太阳、月球、地球的相对位置是这种情况时，就叫做正交；在这个位置时月球是上弦月或下弦月。
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你们不可以把潮汐想象成流动的小溪，24小时之内发生的两次涨潮仅仅是表面涌动，冲走在涨潮过程中漂在表面的物体。其实是大不一样的：大海一定是在它所在的位置上升和下降，所以我们才会说，当月球在正上方时，它会涌起内部的海水，然后又下降下去。浪潮不会把船一起带走，不像扔进去的石头引起的波浪把稻草带走一样。一次涨潮和退潮的交替，是自东向西的，是发生在整片开阔的海洋的；如果地球全部被水覆盖，那么每个地方都一样。
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但是地球表面的四分之一是陆地，这些障碍就会对潮汐的自由运动产生很大的影响，从而改变它们的运动。首先，位于海洋中间的岛屿和陆地就会阻碍浪潮前进，所以潮汐到达最高点的时间就不是月球在正上方的时间。因此，人们会发现潮汐落在月球后面，不同结构的陆地和水域，落后的时间也不一样。例如，在直布罗陀海峡，延迟时间为零；在吉伦特派，延迟时间是3个小时53分；在洛里昂，3个小时32分；在圣马罗，6个小时10分；在瑟堡，8个小时；在迪普耶，11个小时；在敦刻尔克，12个小时13分；而且它是随着与英吉利海峡的距离的增加而增加的。延迟时间就叫做潮候时，对航海来说，在任何港口，知道海水的涨潮时间是非常重要的。当已经确定了海岸任何一个地方的候潮时，就可以事先计算涨潮和退潮的具体时间，这个计算依据的是月球的运行时间。
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在外海，会有涨潮，但是很少。南海岛的海水涨潮不会高于半米。我们的图显示的潮汐是过于夸张的，事实上，海水的涨潮不会达到那么高，仅仅一点的涨潮还会延伸到很远的地方，即使是高潮，也不会很高。在陆地附近，特别是在狭窄的海峡，潮汐在延迟的时间内会大量增加，因此上升的高度也比外海大。因此，在圣马罗，每天的情况都不同，在涨潮时，海水的高度范围是6~7米，比平均水位高一米半，退潮的时候也会退这么多，高潮和低潮相差12~13米。除了英吉利海峡，法国海岸的潮汐也不会超过2~3米。
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在远离陆地的地方，高潮和低潮之间的高度不会相差太多，但是在陆地附近就完全相反了。当海水上升时，它很快会淹没稍微有点坡度的海滩，而且会很快退回去，只留下干的海滩。因此，有两个潮汐，来的和去的，一个是朝着海岸，一个是朝着大海。
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湖泊和像里海这样被陆地包围的海是没有潮汐的。回头看下我们的图（图26），你会看见如果海水在A点和B点上升，那么它就会C点和D点下降。对于每一次的上涨，都会在某个地方有相应的下降。海洋的水量几乎是不变的，如果在这个地方上升，那么肯定在另外一个地方下降；如果这里得到了那么那里肯定失去。不过，海水的上涨在A点，意味着那是最高潮的时候，相应的在C点下落，意味着是最低潮的时候，这两个点之间的距离是地球的四分之一周长。所以，水体要有地球四分之一周长的长度，才会有潮汐。没有任何内陆水体，甚至是里海，满足这个条件。地中海本身也没满足这个条件，它与大西洋之间的直布罗陀海峡太窄了，所以外海形成的浪潮也没办法进入。因此，除了一点点看得见的波动之外，并没有潮汐的形成。
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上涨的潮汐在进入河流的出口时，会受到阻碍。河流会停住，阻挡海浪的进入，然后被海水的推力、河流出口的聚集的沙扔回去。发生淡水与海水争斗的海峡对于航海是很危险的。在阿杜尔河的出口，海面总是一片混乱。这里的海洋不会停歇，即使是在最无风浪的天气，甚至没有一丝风吹动海面，海水仍会制止河流，结果形成了很宽的半圆形白色海浪。这个半圆就是海洋与河流的分界线；它就是阿杜尔出口的阻碍。
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