تحقيق مسبار
تمّ تفسير ظاهرة المد والجزر وعلاقتها بالقمر من قبل العلماء المُختصّين في مجال الفلك وتفسير ظواهر الأرض، ويذكر هذا المقال علاقة المدّ والجزر بالقمر، إضافة إلى ذكر أبرز أنواع هذه الظاهرة، ويشير المقال كذلك إلى العديد من التّفاصيل حول توليد الطّاقة بالاعتماد على ظاهرة المدّ والجزر أيضًا؛ بما في ذلك العيوب والمميّزات؛ فإنّ العالم يتّجه إلى أنواع الطّاقة المُتجدّدة في الوقت الرّاهن بدلًا من أنواع الطّاقة الأخرى؛ مثل الوقود.
هل يمكن تفسير ظاهرة المد والجزر وعلاقتها بالقمر؟
تنتج ظاهرة المدّ والجزر بسبب جاذبيّة القمر للأرض، كما أنّ للشّمس قوّة جذب أيضًا؛ إلّا أنّها منخفضة جدًّا مقابل قوّة جذب القمر؛ بسبب البعد الكبير بين الشّمس وكوكب الأرض، وتقوم قوّة الجذب المذكورة بارتفاع المياه وانخفاضها على نحوٍ مستمرٍّ، ويتعاقب كلّ من المدّ والجزر بسبب دوران الأرض ودوران القمر؛ فإنّ القمر إذا اقترب من الأرض زادت قوّة التّجاذب؛ ممّا يؤدّي إلى ارتفاع منسوب المياه، وعندما يبتعد تقلّ قوّة الجذب؛ ممّا يتسبّب بنقصان منسوب المياه.
ما هي أبرز أنواع المد والجزر؟
يهتمّ كثيرٌ من الباحثين بدراسة المدّ والجزر ومدى تأثيرهما على كوكب الأرض بعد معرفة ظاهرة المد والجزر وعلاقتها بالقمر، وذلك خلال دراسة الحياة البحريّة أو عند الرّغبة بإنتاج الطّاقة البديلة بالاعتماد على قوّة المدّ والجزر، وفيما يأتي الأنواع الأربعة الأبرز من هذه الظّاهرة:
- المدّ والجزر اليوميّ: يحدث هذا النّوع في المناطق البعيدة عن خطّ الاستواء غالبًا، وينتج عنه ارتفاع منسوب المياه مرّةً واحدةً خلال اليوم فحسب، إضافةً إلى انحسارها طيلة اليوم مرّةً واحدةً أيضًا دون تكرار العمليّة عدّة مرّات يوميًّا.
- المدّ والجزر شبه اليوميّ: يظهر المدّ والجزر شبه اليوميّ عندما يكون القمر على خطّ الاستواء، وينتج عن ذلك ارتفاع المياه مرّتين وانخفاضها مرّتين خلال اليوم الواحد، مع تساوي الارتفاعين والانخفاضين في منسوب المياه.
- المدّ والجزر المُختلط: يؤدّي المدّ والجزر المختلط إلى ارتفاعين وانخفاضين في منسوب المياه يوميًّا كما في النّوع السّابق؛ إلّا إنّ منسوب الارتفاع والانخفاض يختلف بين المرّة الأولى والمرّة التي تليها.
- المدّ والجزر الجويّ: يشير هذا النّوع إلى المدّ والجزر الذي يحدث نتيجةً للعوامل الجويّة المُختلفة؛ مثل: الرّياح والأمطار وذوبان الجليد وجفاف الأرض، وهذا يعني أنّه على خلاف الأنواع الثّلاثة الأولى؛ فإنّها تنتج عن قوّة الجذب.
هل يتأثر المد والجزر باختلاف أطوار القمر؟
يتأثّر المدّ والجزر بشكلٍ مباشرٍ عند اختلاف أطوار القمر ومنازله؛ حيث يرتفع منسوب المياه عندما يكون القمر في طور المُحاق، كما أنّ الفرق في منسوب المياه ينخفض بشكلٍ كبيرٍ عندما يكون القمر في طور الهلال، وذلك لأنّ المدّ والجزر يظهر بالاعتماد على قوّة الجذب التي تنشأ بين القمر وكوكب الأرض كما سبق في بيان ظاهرة المد والجزر وعلاقتها بالقمر، ويؤدّي اختلاف موقع القمر من الأرض إلى اختلاف خصائص المدّ والجزر على نحوٍ ملحوظٍ مع إمكانيّة التّنبّؤ بهذه الخصائص؛ بناءً على الحسابات الفلكيّة.
هل توجد فوائد لظاهرة المد والجزر؟
يجني الأفراد الذين يعيشون بالقرب من الشّاطئ العديد من الفوائد التي تنتج عن ظاهرة المدّ والجزر، كما أنّ هذه الظّاهرة مفيدة في إنتاج الطّاقة أيضًا، وفيما يأتي بعضًا من أبرز فوائد المدّ والجزر:
- صيد الأسماك: يتتبّع صيّادوا الأسماك وقت الجزر؛ لأنّ الأسماك تتمركز في مكانٍ أفضلٍ عند حدوث هذه الظّاهرة؛ ممّا يساعدهم على الاستفادة من وقتهم بكفاءةٍ أكبرٍ، وهو ما يؤدّي إلى تحسين أوضاعهم الاقتصاديّة نتيجة لزيادة الصّيد.
- الحفاظ على حياة بعض الكائنات: تعيش العديد من الكائنات الحيّة في أماكن المدّ والجزرّ، ومنها: سرطانات البحر والأعشاب البحريّة وبلح البحر؛ فإنّ المدّ والجزر يساعد هذه الكائنات في العثور على غذائها والمحافظة على حياتها.
- التنقّل: يعتمد بعض الطّيّارون على ظاهرة المدّ والجزر لضمان العبور تحت الجسور عندما يكون الماء منحسرًا، كما أنّ هذه الظّاهرة تساعد في تقدّم السّفينة إلى الأمام أثناء سيرها، ويؤدّي الفهم الدّقيق للمدّ والجزر إلى تحسين كفاءة النّقل.
- تحسين الطّقس: يَعمل المدّ والجزر على تحريك مياه المحيطات، وينتج عن ذلك امتزاج مياه القطب الشّماليّ مع المياه الدّافئة، ويؤدّي ذلك إلى توفير مناخ دافئ في العديد من المناطق، ويُسهم في الحصول على بيئةٍ مناسبةٍ للسكن.
- توليد الطّاقة: يُمكن أن يساعدنا التّنبّؤ الدّقيق بحركة المدّ والجزر على توليد طاقة مُتجدّدة بالاعتماد على سرعة تدفّق المياه؛ حيث تستطيع المحطّات الكهرومائية الاستفادة من هذا التدفّق بطريقة مشابهة لتدفّق مياه الأنهار وتوليد الطّاقة.
ما هي طاقة المد والجزر؟
تستطيع ظاهرة المدّ والجزر توفير كميّات كبيرة من الطّاقة المُتجدّدة إلى البشر عند فهم طبيعتها ومعرفة الطرّقية الصّحيحة للاستفادة منها؛ حيث تقوم قوّة المدّ والجزر بتحريك كميّة هائلة من المياه يوميًّا، ويُمكن للتوربين الذي يُحوّل الطّاقة الحركيّة إلى طاقة كهربائية الاعتماد على الحركة المذكورة للمياه في توليد الطّاقة، وتتميّز هذه الطّريقة في توليد الكهرباء بالقدرة على التنبّؤ بها خلافًا لمصادر الطّاقة المُتجدّدة الأخرى على كوكب الأرض، ويجدر الذّكر بأنّ الطّاقة الحركيّة هي طاقة يمتلكها الجسم بسبب حركته، وهي الطّاقة التي تعتمد عليها المحطّات الكهرومائية لتوليد الطّاقة من المدّ والجزر.
كيف يمكن إنتاج الطاقة الكهربائية من المد والجزر؟
تعتمد كافّة أنظمة توليد الكهرباء من الطّاقة الحركيّة للمدّ والجزر على توربينات يُمكنها الدّوران عندما تدفعها المياه؛ للحصول على الكهرباء، وفيما يأتي أنواع التّوربينات المُستخدمة لهذه الغاية بعد معرفة ظاهرة المد والجزر وعلاقتها بالقمر:
- جسور المدّ والجزر: يعمل هذا النّظام على حصر المياه لتدفّق بسرعة عند المرور بالجسور المُخصّصة لهذه الغاية؛ ممّا يعمل على تحريك التوربينات بسرعة كبيرة وتوليد الطّاقة الكهربائيّة، وهو شبيه بنظام السدّ الكهرومائيّ إلى حدٍّ كبيرٍ.
- توربينات المدّ والجزر: تعتمد بعض أنظمة توليد الطّاقة من المدّ والجزر على وضع توربين بسيط في الماء؛ ليتحرّك عند انحسار الماء وارتفاع منسوبه ويقوم بتوليد الطّاقة، وهي أقلّ الطّرق تكلفة وأدناها كفاءة في توليد الكهرباء.
- بوّابات المدّ والجزر: يتمتّع هذا النّظام بتصميم يحتوي على عدّة أبوابٍ تنفتح وتنغلق تلقائيًّا؛ بسبب حركة المياه عند المدّ والجزر، ويُمكن للتّوربينات المُخصّصة في النّظام المذكور بتحويل طاقة حركة البوّابات إلى طاقة كهربائيّة.
ما هي إيجابيات طاقة المد والجزر؟
فيما يأتي قائمة بأبرز مميّزات طاقة المدّ والجزر:
- عدم تلويث البيئة: لا يتسبّب توليد الطّاقة الكهربائيّة من المدّ والجزر بأيّة تلوّثات بيئيّة تؤثّر على صحّة البشر؛ بخلاف العديد من الطّرق الأخرى لتوليد الطّاقة؛ كتوليد الكهرباء باستخدام الوقود.
- طاقة مُتجدّدة: تُعدّ طاقة المدّ والجزر من أنواع الطّاقة المُتجدّدة، وهذا يعني أنّها لانهائيّة ويُمكن الاستفادة منها في توليد الكهرباء على نحوٍ دائمٍ دون توقّف كما هو حال الأنواع الأخرى من الطّاقة المُتجدّدة.
- عدم الحاجة إلى مساحة كبيرة: تشغل أنظمة توليد الطّاقة الكهربائيّة من المدّ والجزر مساحةً منخفضةً مقارنةً بالمساحة التي تحتاجها الأنظمة الأخرى للطّاقة المُتجدّدة، وهو ما يساعدنا في زيادة كفاءة توليد الطّاقة من المدّ والجزر.
- الموثوقيّة المُرتفعة: تشهد المحيطات ظاهرة المدّ والجزر بشكلٍ دقيقٍ ومنتظمٍ يُمكن التّنبّؤ به، وهو ما يجعلها من أنواع الطّاقة ذات الموثوقيّة الكبيرة نتيجة لعدم تعرّضها إلى تغيّرات غير متوقّعة؛ كأنواع الطّاقة المُتجدّدة الأخرى.
- المعدّات ذات العُمر الطّويل: تتمتّع المعدّات التي يتمّ استخدامها لإنتاج الطّاقة من المدّ والجزر بعُمُرٍ تشغيليٍّ طويلٍ؛ حيث يصل عُمُرها إلى مائة سنة تقريبًا، وهو عُمر طويل مقارنةً بألواح الطّاقة الشّمسيّة التي تعمل مدّة 30 سنة تقريبًا.
- الفعاليّة الكبيرة: تستطيع أنظمة توليد الطّاقة الكهربائيّة من المدّ والجزر توفير الطّاقة في جميع الأوقات؛ بما فيها الأوقات التي يمرّ الماء خلالها ببطءٍ شديدٍ، وذلك لأنّ كثافة الماء تزيد على كثافة الهواء بألف ضعف.
هل توجد سلبيات لطاقة المد والجزر؟
بالرّغم من الإيجابيّات الكبيرة التي تتمتّع بها أنظمة توليد الطّاقة الكهربائيّة من المدّ والجزر؛ إلّا أنّ هناك العديد من السّلبيّات لاستخدام هذه الأنظمة، ومنها ما يأتي:
- الأضرار على الكائنات البحريّة: تحتاج أنظمة الطّاقة البديلة من المدّ والجزر إلى أساسات ضخمة يتمّ بناؤها في قاع المياه، ويؤدّي ذلك إلى تدمير موائل الكثير من الكائنات البحريّة وموتها لعدم إيجاد المسكن المناسب.
- التكاليف المُرتفعة: يحتاج إنشاء أنظمة توليد الطّاقة من المدّ والجزر إلى مبالغ طائلة مقارنةً بالأموال التي تحتاجها أنواع الطّاقة البديلة الأخرى؛ حيث تتمتّع هذه الأنظمة بتصميم خاصّ لمقاومة المياه والعوامل البيئيّة الأخرى.
- نُدرة الأماكن المناسبة: لا تحتاج أنظمة الطّاقة المُتجدّدة من المدّ والجزر إلى مساحات كبيرة، لكنّ إنشاءها يتطلّب عوامل مُحدّدة يندر وجودها في كثير من الأنحاء، وهو أبرز العوامل التي تتسبّب بعدم انتشار هذا النّوع من الطّاقة.
اقرأ/ي أيضًا:
هل يمكن معرفة المسافة بين الأرض والقمر؟
