III. Der Mond

Gezeiten
Dass sich der Mond allmählich von uns entfernt ebenso wie die Tatsache, dass er uns immer die
selbe Seite zuwendet, hat mit dem Effekt der Gezeiten zu tun.
Manche Leute denken, der Mond zieht die Wassermassen der Erde an, also sollte die Flut auf der
Seite des Monds sein, die Ebbe auf der entgegengesetzten Seite der Erde.
Das stimmt aber nicht: Die Flut tritt in etwa (siehe unten) auf der Seite des Monds und ebenso auf der
Gegenseite auf, die Ebbe dazwischen. Daher hat die Flut eine Periode von 12 Stunden und nicht von
24 Stunden.
Wie erklärt sich das?
Genau genommen dreht nicht der Mond um die Erde, sondern Erde und Mond drehen sich um den
gemeinsamen Schwerpunkt. Dieser liegt noch in der Erde, aber nicht in der Erdmitte.
Wenn die Erde im monatlichen Rhythmus um diesen Punkt dreht, entsteht eine Zentrifugalkraft.
Wegen des grösseren Abstands zum Drehpunkt ist sie auf der mondabgewendeten Seite wesentlich
grösser als auf der mondzugewendeten.
Umgekehrt ist die Gravitationskraft (deren Stärke mit dem Quadrat des Abstands abnimmt) auf der
mondzugewandten Seite grösser.
Insgesamt ist die Differenz von Zentrifugal- und Gravitationskraft auf der mondabgewandten Seite von
ähnlicher Grösse wie die Summe der beiden Kräfte auf der mondzugewandten Seite. Auf beiden
Seiten werden so die Wassermassen von der Erdoberfläche hoch gezogen. Die Sonne moduliert den
Effekt: wenn sie etwa in der selben Linie steht wie Erde und Mond, verstärkt sie die Flut (Springflut),
wenn sie senkrecht dazu steht, kompensiert sie den Effekt (Nippflut).
Übrigens sind die Kräfte relativ klein, der starke Fluteffekt kommt dadurch zustande, das sich die
Wassermassen von Flut zu Flut aufschaukeln (bis zu einer Höhe, die v.a. durch Reibeffekte limitiert
wird). Das erklärt auch, warum es keine Gezeiten in Binnenmeeren gibt.
Wenn gesagt wurde, das die Flut dort hoch ist, wo gerade der Mond steht (und auf der Gegenseite),
so ist das nicht korrekt. Reibung (am Meeresgrund und an den Küsten) bewirkt ein Nachhinken der
Flut, die erst dann am Maximum ist, wenn der Mond schon wieder sinkt.
Mond
Die Flutwelle entspricht einer Ausbauchung der Erde, dort ist die Anziehung durch den Mond etwas
grösser und so gerichtet, dass die Bewegung gebremst wird. Man spricht von "Gezeitenreibung".
Durch diesen Effekt ist die Erde in ihrer Drehung nach und nach immer mehr verlangsamt worden.
Früher waren die Tage etwas kürzer.
(Aus feinen Streifen in Korallen lässt sich die Anzahl Tage pro Jahr rekonstruieren. Für die
Zeit des Devon vor 400 Mio Jahren findet man 400 Tage pro Jahr, für die Zeit des Karbon vor
300 Mio Jahren findet man 380 Tage/Jahr).
Heute beträgt die Verlangsamung der Erddrehung etwa 1 ms pro Jahr.
Ähnliche Gezeiteneffekte spielen nicht nur beim Wasser, sondern sogar beim Gestein. Es bewegt sich
zwar nicht um Meter, sondern nur um Zentimeter, aber der Effekt ist da und auch die Gezeitenreibung.
Für den Mond, der kein Wasser besitzt, ist die Gesteins-Gezeitenreibung ausschlaggebend. Sie hat
den Mond nach und nach immer mehr abgebremst, bis er unserer Erde immer die gleiche Seite
zudrehte, damit ist eine stabile Situation erreicht.
Die Gezeitenbauchung der Erde beschleunigt andererseits den Mond auf seiner Umlaufbahn und das
ist der Grund, weshalb sein Abstand von der Erde sich allmählich vergrössert.