تعد ظاهرة المد والجزر واحدة من الظواهر الطبيعية اللافتة التي تؤثر على مياه البحار والمحيطات. وهذه الظاهرة تحدث بفعل تأثير القمر، ولا تظهر على اليابسة.
تصنيفات المد والجزر
المد والجزر هو عبارة عن موجات مرتفعة من مياه البحر تغمر اليابسة، وتقسم هذه الظاهرة إلى مرحلتين رئيسيتين:
- المد: ويشير إلى ارتفاع مستوى مياه البحر أو المحيط.
- الجزر: ويشير إلى انخفاض مستوى مياه البحر أو المحيط. تتشكل هذه الظاهرة نتيجة التآثر بين قوى جاذبية القمر والشمس بالإضافة إلى حركة دوران الأرض التي تولد قوة طرد مركزية عند خط الاستواء.
المد والجزر الكامل
يحدث هذا النوع من المد والجزر عندما يتواجد القمر والشمس والأرض في مستوى متقارب، مما يؤدي إلى زيادة ارتفاع المد أكثر من المستويات الطبيعية بينما ينخفض مستوى الجزر بصورة أكبر. ويسمى هذا النوع بالمد الملك أو المد الربيعي، حيث يحدث مرتين خلال كل شهر قمري. ومن الأسباب التي تؤدي إلى حدوث المد والجزر الكامل:
- تواجد الأرض، والشمس، والقمر في وضع تقريبي واحد.
- التأثير المتبادل للجاذبية بين القمر والشمس.
- زيادة مستوى المد بمعدل أكبر بالمقارنة بانخفاض مستوى الجزر.
- ارتفاع مستويات المحيطات عن معدلاتها الطبيعية.
المد والجزر المعتدل
- تظهر هذه الظاهرة عندما تكون الشمس في زاوية قائمة مع القمر، مما يسهم في تأثير جاذبية الشمس بشكل سلبي على جاذبية القمر. وتعرف هذه الحالة بالمد والجزر المعتدل بسبب تكرارها بمعدل أقل من المستوى الطبيعي.
- يحدث المد والجزر المعتدل بعد سبعة أيام من حدوث المد والجزر الكامل، ويتواجد في بعض المناطق مثل: أفريقيا، وجنوب أستراليا، ومناطق في أمريكا الجنوبية.
- تعتبر هذه الظاهرة عكس المد والجزر الكامل من حيث قوة الجاذبية التي تؤثر عليها. ومن الأسباب التي تؤدي إلى حدوث المد والجزر المعتدل:
- تواجد الشمس بزاوية قائمة مع القمر.
- اختلاف مستويات قوة الجاذبية الناتجة عن القمر والشمس.
- انخفاض مستوى المد بمعدل أكبر من الطبيعي، بينما يرتفع مستوى الجزر عن المعدل المعتاد.
أنواع أخرى من المد والجزر
- المد اليومي: يعرف باللغة الإنجليزية (diurnal tide)، هو المد الذي يحدث خلال 24 ساعة ويتميز غالبًا بحدوث مد وجزر واحد.
-
المد نصف اليومي: الذي يُطلق عليه باللغة الإنجليزية (semidiurnal tide)، يحدث أيضًا خلال 24 ساعة ولكن يتميز بوجود مدين وجزرين. هذا النوع شائع على سواحل المحيط الأطلسي، حيث تستمر الفترات الجافة حوالي 12 ساعة.
- ويظهر في هذا النمط أهمية تأثير المد على كثافة التيارات المدية، المعروفة بالإنجليزية (tidal currents)، حيث يتسبب في حركة مياه أطول من المعتاد.
-
النمط المختلط: وهو نمط أكثر تعقيدًا يحدث فيه مدان وجزر ولكن لا يظهران بنفس مستويات الارتفاع والانخفاض. ويعبر في حركة الماء عن سلسلة من الانخفاضات والارتفاعات المتغيرة.
- يشتهر هذا النوع على الساحل الغربي للولايات المتحدة الأمريكية، أما في السواحل فيكون النمط عبارة عن انخفاض وارتفاع متباين، مما يظهر تفاوتًا كبيرًا في مستوى المياه خلال المد والجزر.
آلية حدوث ظاهرة المد والجزر
- تعتبر جاذبية القمر من العوامل الأساسية التي تؤثر في حدوث المد والجزر، حيث تلعب جاذبية الشمس والقمر دورًا كبيرًا في تحريك مياه البحار والمحيطات. ورغم صغر حجم القمر، إلا أن قربه من الأرض يجعل تأثير جاذبيته قويًا.
- تعتبر حركة دوران الأرض حول نفسها من العوامل المساعدة في حدوث هذه الظاهرة.
- تحدث ظاهرة المد والجزر مرتين في اليوم، حيث تحدث مرة كل 12 ساعة.
- أثناء دوران الأرض، يحدث المد في المناطق القريبة من القمر، بينما يسجل الجزر في الأماكن البعيدة عن القمر، مما يؤدي إلى تفاوت ارتفاع المد وفقًا لموقع القمر.
- يصل المد إلى أقصى مستوياته في فترات المحاق والبدر، عندما يتواجد الشمس والقمر في نفس الاتجاه، وتكون جاذبية القمر في أعلى مستوياتها خلال الكسوف.
- يكون مستوى المد في حدوده الدنيا في الأسبوعين الأول والثالث من كل شهر قمري، عندما يتواجد الشمس والقمر في عمود مركز الأرض مما يؤدي إلى تأثير جاذبية الشمس على جاذبية القمر.
- تختلف مستويات المد والجزر بشكل ملحوظ من القطب الشمالي إلى القطب الجنوبي ومرورًا بخط الاستواء.
- في محافظة البصرة، تأثرت المدينة بظاهرة المد والجزر حيث سجلت ارتفاعًا بالمياه تجاوز 80 سم، مع تأثيرات مستمرة تحدث أربع مرات يوميًا بمعدل كل 6 ساعات. وفي بعض المناطق، قد تصل هذه الارتفاعات إلى أكثر من 200 سم.
بالإضافة إلى ذلك، يمكنكم التعرف على:
خصائص المد والجزر
- أعلى المد: يعرف باللغة الإنجليزية (high tide)، وهو الوقت الذي يرتفع فيه مستوى المياه عن الطبيعي ويعبر عنه بذروة المد.
- أدنى الجزر: وهو الوقت الذي يكون فيه مستوى المياه أقل من المعتاد.
فوائد ظاهرة المد والجزر
- المدن الساحلية هي أكثر المناطق استفادةً من ظاهرة المد والجزر.
- تمثل مصدرًا لتوليد الطاقة الكهرومائية من خلال استغلال سرعة حركة المياه أثناء هذه الظاهرة.
- تغذي الكائنات البحرية التي تعيش على السواحل، مثل السرطانات وبلح البحر.
- تساهم حركة مياه المحيطات أثناء ظاهرة المد والجزر في تحقيق توازن في درجات الحرارة من خلال تداخل التيارات الدافئة مع التيارات الباردة.
- تسهل حركة السفن في الموانئ ذات منسوب المياه المنخفض، مما يعزز الملاحة البحرية.
- تعزز مستوى الاقتصاد للصيادين، عبر جذب الأسماك الكبيرة التي يسهل اصطيادها.
- تعمل على تنقية مياه المحيطات والأنهار من الشوائب والرواسب.
- تشغل الطواحين المائية وتساهم في طحن الحبوب.
- تتواجد منشآت تعتمد على هذه الظاهرة، حيث تتأثر الأرض بجاذبية الشمس والقمر.
- يؤدي تأثير جاذبية الشمس إلى ما يُعرف بالمد الشمسي (solar tide)، بينما تعرف الجاذبية القمرية بـ (Lunar tide) وتبقى هذه المدود في حركة دائمة على الشواطئ.
- في العصور السابقة، استغل الإنسان هذه الظاهرة لتشغيل الطواحين، ولا تزال بعض الطواحين قائمة على شواطئ مقاطعة (بريتاني) في شمال فرنسا.
- تتجمع مياه المد في خزانات أثناء الظاهرة، مما يؤدي إلى تراكم كميات كبيرة من المياه.
- يعتبر وقت المد مثاليًا للسباحين بسبب سهولة التنقل بين المياه.
- أما في حالات الجزر، فإن البحث عن المحار يصبح أكثر سهولة.
- تساهم حركة المد والجزر في نقل الملوثات بعيدًا عن الشواطئ، مما يسهم في تنظيف الموانئ.
- تعتبر الاستفادة من هذا النظام هو الفارق بين مستويات المد والجزر المرتفعة والمنخفضة.
إيجابيات المد والجزر
- تقلل من التلوث الناتج عن المحطات الحرارية المعتمدة على الفحم أو البترول.
- تعتبر طاقة المد والجزر طاقة متجددة، ويمكن الاستفادة منها في توليد الطاقة عبر بناء سدود لمنع تدفق الماء أثناء انحسار المد والجزر، حيث يتم تمرير المياه من خلال توربينات مرتبطة بمولدات كهربائية.
- لا تتطلب استخدام الوقود.
- تتميز بتكاليف صيانة منخفضة.
- تنتج كميات هائلة من الكهرباء.
- على عكس طاقتي الرياح والشمس، طاقة المد والجزر يمكن التنبؤ بها بشكل دقيق، بينما يصعب التنبؤ بحالة الرياح والأشعة الشمسية.
- لا تؤدي إلى إنشاء رواسب.
- تعمل على حماية الشواطئ من الانهيارات المرتبطة بالأمواج القوية.
- تحمي اليابسة من الفيضانات خلال فترات المد المرتفع.
سلبيات طاقة المد والجزر
- تتطلب إنشاء المصبات تكاليف عالية.
- قد يؤدي انخفاض مستوى المياه المتبادل مع البحر إلى نمو مفرط للطحالب البحرية نتيجة لزيادة أشعة الشمس.
- يؤثر بتأثير سلبي على البيئة نتيجة لانخفاض مستوى الملوحة بسبب تناقص كمية المياه.
- يمكن أن تفقد أسماك كثيرة حياتها أثناء المد والجزر، حيث تقدر الخسائر ما بين 5 إلى 15% من الأسماك.
- تؤثر على الحياة البحرية بشكل سلبي.
- قد يؤدي تدفق فضلات الصرف الصحي إلى ترسبات في البحر.
- توجد مواقع قليلة مناسبة لبناء محطات توليد الطاقة، مما يؤدي إلى قلة الطاقة المتاحة بصورة واضحة.
