Marés

As marés são o movimento periódico de elevação e declínio das águas do mar devido às forças de atração gravitacional da Lua e do Sol.

A superfície da Terra é constituída de uma parte sólida que chamamos crosta terrestre e de uma parte líquida (rios, mares, etc). A região do nosso planeta que está mais próxima da Lua e do Sol sofre uma força maior, com isso a água é “puxada” mais fortemente que a da crosta, formando uma protuberância de água nessa região.

A atração gravitacional do Sol provoca um efeito semelhante nas águas do mar, se sobrepondo ao efeito produzido pela Lua. Por isso, quando o Sol, a Lua e a Terra estão alinhados, são observadas marés mais elevadas, pois nessa situação os efeitos se somam.

À medida que a Terra gira em torno de seu eixo, as marés alta e baixa se sucedem numa dada região.

A amplitude das mares, isto é, a diferença de nível entre a preamar e a baixa-mar, varia muito de um lugar para outro. Uma das maiores marés do mundo é a que ocorre na baía do Monte Saint-Michel, na França, podendo chegar a 14 metros. No Brasil, as maiores marés acontecem no litoral do Maranhão.

O fenômeno das marés ocorre em todas as superfícies de água da Terra, e não apenas nos oceanos. Embora menos evidente, as marés existem em rios e lagos.

O entendimento das marés permitiu compreender a razão pela qual a Lua volta sempre a mesma face para a Terra.

Outrora o nosso satélite encontrava-se provavelmente no estado líquido. A rotação desta esfera líquida em torno da Terra era acompanhada por um muito forte atrito de marés que tinha por efeito reduzir gradualmente a velocidade da rotação da Lua. Finalmente, cessou essa rotação em relação à Terra, as mares desapareceram e a Lua escondeu-nos metade da sua superfície.

Sir Isaac Newton (1687) explicou que as marés são causadas pela gravitação, ou seja, pela atração que uma massa tem pela outra.

1 – A GRAVIDADE

G = g(m1m2)/d2

Em que m1 e m2 são as massas dos corpos envolvidos, g é a constante gravitacional, G é a força gravitacional e d é a distância entre os corpos.

Como se vê facilmente pela fórmula, quanto maiores as massas envolvidas maior, maior a força gravitacional e quanto maior a distância menor essa força.

De acordo com a teoria da gravitação universal, as marés são protuberâncias de terra ou de água causadas pelo puxão do sol e da lua sobre o planeta.

Quando a terra se move em torno do sol ela se mantém em órbita devido ao equilíbrio de duas forças:

A força da gravidade
A força centrífuga

As mesmas forças estão presentes no sistema terra-lua, de forma que essas forças envolvidas em conjunto causam as saliências de maré em lados opostos do planeta.

2 – MARÉS SOLARES E LUNARES

O sol tem 27 milhões de vezes mais massa que a lua, mas esta está 387 vezes mais próxima da terra. Sendo assim, os efeitos de gravitação da lua acabam sendo maiores e as marés lunares são cerca de duas vezes maiores que as solares (a influência do sol nas marés vale cerca de 46% da influência da lua).

3 – MARÉS DE SIZÍGIA E DE QUADRATURA

Quando a lua é nova ou cheia, o sol está alinhado com a lua, de forma que as forças gravitacionais e centrífugas dos dois sistemas vão se somar e causar maiores saliências de maré (marés de sizígia).

Já quando a lua é crescente ou minguante, as forças dos dois sistemas (terra-sol e terra-lua) fazem ângulo reto, de forma que não contribuem umas com as outras.

Por isso, as saliências serão relativamente pequenas (marés de quadratura).

4 – PERIODICIDADE DAS MARÉS

O tempo necessário para que a terra faça uma rotação completa em relação à lua é de 24 horas e 50 minutos, ou um dia lunar.

Portanto, as duas águas altas e as duas águas baixas de um dias ocorrem cerca de 50 minutos mais tarde que no dia anterior

5 – COMO SE CLASSIFICAM AS MARÉS

As marés podem ser:

a. Diurnas: ocorrem apenas uma vez ao dia
b. Semidiurnas: ocorrem duas vezes ao dia
c. Mistas: combinação dos dois tipos anteriores

6 – AS MARÉS SÃO IGUAIS EM QUALQUER PONTO DA TERRA?

As marés são resultado de vários fatores interagindo. Para predizer precisamente as marés, mais de 150 fatores devem ser levados em consideração

A ÓRBITA DA LUA

A lua faz uma volta ao redor da terra a cada 29,5 dias portanto as saliências das marés lunares nem sempre estão alinhadas com aquelas causadas pelo sol.

Além disso, a terra não está exatamente no centro da órbita lunar e esta é elíptica.

A ÓRBITA DA TERRA EM RELAÇÃO AO SOL

A órbita é elíptica e seu período é de 365 dias, 5 horas, 48 minutos e 46 segundos – ano tropical.

A INCLINAÇÃO DO EIXO DE ROTAÇÃO EM RELAÇÃO À ÓRBITA DE TRANSLAÇÃO

Devido ao fato de o eixo de rotação ser inclinado em 23º27′ ao plano da órbita terrestre (eclíptica), as marés variam com a latitude, com o dia do mês e do ano.

A INCLINAÇÃO DA ÓRBITA LUNAR

O plano da órbita da lua em torno da terra faz 5º9′ com o eixo de rotação do planeta.

O CICLO DE 18,6 ANOS

A cada 18,6 anos, o plano da órbita da lua fica na mesma posição relativa em relação ao eixo de translação da terra. Dessa forma, os padrões de maré se repetem a cada 18,6 anos.

A tabela a seguir mostra os principais efeitos dos astros sobre as marés:

Fenômeno	Período	Ciclo astronômico	Causa
Maré semidiurna	12 h, 25 min, 23,5 s	Tempo entre os trânsitos superiores e inferiores da lua	Rotação da terra
Maré diurna	24 h, 50 min, 47 s	Tempo entre dois períodos sucessivos do trânsito superior e inferior da lua	Rotação da terra e declinação do sol e da lua
Intervalo entre as marés de sizígia	14,7 dias (média)	Tempo entre a conjunção e oposição do sol e da lua e vice-versa	Fases da lua em relação ao sol
Efeito quinzenal da lua	13,66 dias	Tempo para que a lua mude a declinação de zero até o máximo e retorne a zero	Variação na declinação da lua
Efeito mensal	27,55 dias	Tempo para a lua ir de um perigeo a outro	Forma elíptica da órbita da lua
Efeito solar semianual	182,6 dias	Tempo para que o sol mude a declinação do zero até o máximo e retorne a zero	Variação na declinação do sol
Efeito anual	365,26 dias	Tempo para que a terra se desloque de um perihélio a outro	Forma elíptica da órbita da terra

7 – AS TÁBUAS DE MARÉ

Com todas as complicações mostradas até agora, pode-se imaginar quão difícil é prever as marés costeiras. Geralmente, são usados registros de 18 ou 19 anos atrás (por que?) com pequenas modificações.

Abaixo estão outros parâmetros levados em conta na previsão de marés:

Nível de redução- NR (datum): plano de referência ao qual todas as profundidades cartográficas estão relacionadas. Se refere à mais baixa maré astronômica registrada. É definido pela Organização Hidrográfica Internacional.
Nível médio – (NM ou MSL): é o plano médio entre a preamar média e a baixa-mar média.

8 – AS CORRENTES DE MARÉ

As correntes de maré são movimentos horizontais das águas causados por marés. Podem alcançar a velocidade de 10 nós (18,5 km/h) em alguns locais como, por exemplo, a ilha de Vancouver.

As correntes de maré são fracas em águas rasas e fortes em águas profundas.

INFLUÊNCIA DA LUA NAS MARÉS DA TERRA

Maré antes

Maré depois

A nossa galáxia, conhecida como Via Láctea, é um aglomerado de poeira, planetas e bilhões de estrelas, em forma de disco, inclusive o sol. A força que mantém unido tudo isso (a terra em torno do sol, da lua na órbita terrestre, você sobre a terra e os demais planetas do nosso sistema), é a FORÇA GRAVITACIONAL.

Como se sabe, a força gravitacional foi “descoberta” por Isaac Newton, que concluiu que a tal força é a mesma que faz uma maç㠓cair”, e que não é apenas a Terra que atrai a maçã, mas esta também atrai aquela, com força de mesmo módulo (terceira lei de Newton), dependendo, principalmente, da distância de separação entre os corpos, porém não da localização dos mesmos, estejam numa caverna ou no espaço distante. Foi com o entendimento da força gravitacional que o homem pôde lançar satélites artificiais no espaço.

Na verdade a curiosidade do homem sobre o universo começou na Grécia antiga, com Ptolomeu que explicou de forma razoável e, com alguns mecanismos, conseguiu prever alguns eclipses lunares e solares, além como se daria o arranjo dos corpos celestes. Contudo, Ptolomeu precisou de muitos ajustes em suas explicações, pois naquela época acreditava-se que a Terra era o centro do universo (modelo geocêntrico) – vejam que grande parte da história da humanidade foi computada com tal crença – teoria que permaneceu em torno de quinze séculos como a verdadeira. Em torno dos séculos XIV e XV, Nicolau Copérnico afirmou que possivelmente o Sol era o centro de nosso sistema (modelo heliocêntrico). Algum tempo depois Kepler deu grande contribuição à compreensão, formulando a três leis de Kepler dando entendimento sobre o período e a trajetória dos planetas do nosso sistema. Posteriormente Galileu Galilei apontou pela primeira vez um telescópio para o céu, confirmando tais afirmações. Logo após estava em cena Isaac Newton que deu grande contribuição a compreensão dos fenômenos relacionados à gravitação.

A força gravitacional que age sobre a Terra é a causa do efeito das marés, principalmente nas luas nova e cheia, pois é neste período que os astros Terra, Lua e Sol estão alinhados, ou seja, a força gravitacional devido à Lua e ao Sol somam-se, no entanto nas luas minguante e crescente a posição do Sol e Lua formam um ângulo de noventa graus, prevalecendo assim a força devido a Lua, embora a atração do Sol (maré solar) minimize a maré lunar com pouca intensidade. Tal fenômeno faz com que as águas dos oceanos de todo planeta “subam” devido à atração gravitacional da lua.

O interessante é que a força gravitacional exercida pelo Sol sobre a Terra é cento e setenta e cinco (175) vezes maior que a força exercida pela Lua, todavia quem provoca as marés é a lua – por quê? – na verdade a força que provoca as marés é devida a diferença entre duas distâncias: a distância do centro da Terra até o centro da Lua e da superfície da Terra até o centro da Lua. A forças correspondente a essa diferença de entre as duas distancia é duas (02) vezes àquela diferença que equivale a distancia do centro da Terra até o centro do Sol e a superfície da Terra ao Centro do Sol. Respeitadas as devidas proporções, o raio da Terra comparado a distancia que separa a Terra da Lua, possui um valor significativo, no entanto o mesmo raio comparado a distancia que separa a nosso planeta do sol praticamente pode ser desprezado.

A onda formada pelas marés é mais alta próxima a Lua, devido à atração, isso faz com que as águas nos pólos baixem para convergir no ponto próximo a Lua, porém ,no lado oposto da Terra, a inércia excede, em módulo, a força devido a Lua, conforme princípio da ação-reação proposto por Newton, causando assim a mesma elevação nas águas nesse lado oposto, o que isso quer dizer? Que, devido à lei de ação e reação da terceira lei de Newton (além da força centrifuga), a maré ira subir do outro lado da terra tanto quando sobe no lado que está próximo a da lua. A Terra não pode se mover em direção a esta força, mas fluidos como o ar atmosférico e águas o fazem, no entanto não percebemos, exceto por observadores que estão na costa.

Existem algumas considerações mais complexas no entendimento das marés, por exemplo, poderíamos citar que a lua não se encontra na órbita da linha do equador, ela move-se semanalmente ao extremo 28°30′ (28 graus e 30 minutos) acima e abaixo da linha do equador, causando as marés em praticamente todos os pontos do nosso planeta.

Fonte: br.geocities.com/www.maraberto.ufc.br/curiofisica.com.br