Marés

As marés são variações do nível do mar ligadas principalmente à resposta dos oceanos à gravitação da Lua e do Sol. O mecanismo não depende apenas de um astro “puxar a água”. Depende da diferença de atração entre pontos separados da Terra. Essa diferença explica o padrão ideal com duas regiões de elevação, mas a costa real modifica a resposta do oceano.

A gravidade não é igual em toda a Terra

A atração lunar é mais intensa no lado terrestre voltado para a Lua e menos intensa no lado afastado. O centro da Terra recebe uma aceleração intermediária. Para compreender a deformação relativa, compare a aceleração de cada região com a do centro, em vez de imaginar uma Terra imóvel enquanto somente a água é atraída.

No lado próximo, a atração adicional em relação ao centro aponta para a Lua. No lado distante, a atração menor produz uma aceleração relativa para longe dela. A gravitação lunar continua apontando para a Lua nos dois lados; a seta relativa do lado distante não representa repulsão gravitacional.

O esquema de duas protuberâncias é um modelo de equilíbrio, com oceanos idealizados. As deformações são desenhadas exageradas para permitir visualização. O efeito não atua exclusivamente na água: a Terra sólida também responde à ação diferencial, embora sua deformação tenha outras características.

Força total e efeito de maré

A aceleração gravitacional de um astro de massa M a distância d varia como $GM/d^2$. Já a diferença de aceleração ao longo de uma região pequena comparada com d varia aproximadamente como $GM R/d^3$, onde R representa a escala espacial da região comparada.

Ao comparar efeitos sobre a mesma Terra, R é comum, então a intensidade característica do efeito de maré varia como $M/d^3$. Essa aproximação pressupõe R muito menor que d. O cubo da distância ajuda a explicar por que a Lua pode dominar o efeito de maré apesar de ter massa muito menor que o Sol.

Considere dois astros idealizados: B tem oito vezes a massa de A, mas está três vezes mais distante. A razão dos efeitos de maré é $8/3^3=8/27$, aproximadamente 0,296. Sua atração por unidade de massa, em contraste, tem razão $8/3^2=8/9$. As duas comparações respondem a perguntas diferentes.

Sizígia: efeitos reforçados

Perto das luas nova e cheia, Sol, Terra e Lua ficam aproximadamente alinhados. Os efeitos de maré solar e lunar se reforçam no modelo, aumentando a diferença entre níveis altos e baixos. Esse regime é chamado maré de sizígia ou maré viva.

Na lua cheia, Sol e Lua estão em direções opostas vistos da Terra, mas isso não significa cancelamento do efeito de maré. Cada ação diferencial possui dois lados; os alongamentos principais podem se somar ao longo do mesmo eixo. A força gravitacional total e a deformação diferencial não devem ser tratadas como se fossem a mesma seta.

Quadratura: amplitude menor

Perto dos quartos crescente e minguante, as direções Terra–Lua e Terra–Sol são aproximadamente perpendiculares. A combinação tende a reduzir a variação entre preamar e baixa-mar, produzindo marés de quadratura ou marés mortas.

“Menor amplitude” não significa que o nível deixa de variar. Além da contribuição lunar, a solar continua presente, e o oceano responde à combinação. Distâncias variáveis e inclinações das órbitas também modificam a intensidade e a desigualdade dos ciclos.

O relógio lunar não prevê sozinho cada praia

O intervalo ideal associado à principal componente lunar semidiurna é de aproximadamente 12 h 25 min entre máximos. Não é uma regra universal de horário local. Algumas regiões apresentam duas preamares aproximadamente semelhantes; outras, duas desiguais; outras, uma preamar e uma baixa-mar por dia lunar. Continentes, formato da costa e relevo submarino alteram os padrões. Essa distinção é descrita pela NOAA na explicação dos ciclos de maré.

O modelo explica tendências astronômicas; a previsão para uma localidade exige dados e características regionais. Não se conclui que a preamar ocorrerá exatamente quando a Lua passa pelo ponto mais alto do céu, nem que duas localidades próximas terão sempre o mesmo horário e amplitude.

Ler um gráfico de nível

Em um gráfico de altura da água pelo tempo, a preamar é um máximo local e a baixa-mar, um mínimo. Se um ciclo idealizado varia de 0,4 m a 2,0 m em relação ao mesmo nível de referência, a diferença entre os extremos é 1,6 m. Em uma aproximação senoidal, a amplitude em torno da linha média é 0,8 m, e a linha média fica em 1,2 m.