3月28日深夜，蘇伊士運(yùn)河潮水大漲，十幾艘拖船深夜出動(dòng)，趁機(jī)幫助擱淺的20萬噸級巨輪“長賜”號成功起浮。被它“封鎖”了近一周后的蘇伊士運(yùn)河終于復(fù)航。在這次“世紀(jì)大堵船”的救援過程中，“潮汐”成了最大的功臣，一時(shí)之間也成了網(wǎng)上的熱搜詞。
一天兩次，隨月而行
潮汐是海邊常見的一種自然現(xiàn)象。漲潮時(shí)，海水涌向岸邊，淹沒大片海灘；落潮時(shí)，海水從岸邊退去，留下一地貝殼。這種海水上漲的現(xiàn)象，出現(xiàn)在白天的叫做“潮”，出現(xiàn)在晚上的叫做“汐”，合起來便是“潮汐”。
古人很早就認(rèn)識到潮汐與月亮的盈虧有關(guān)，我國東漢時(shí)期的學(xué)者王充在《論衡》中就曾說：“濤之起也，隨月盛衰，大小滿損不齊同。”但是其中的原理，直到英國科學(xué)家牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律之后才得以闡明。
我們知道，地球和月亮都在圍繞地月系的質(zhì)心轉(zhuǎn)動(dòng)。在朝向月面的這半個(gè)地球上，海水受到月球的引力比較大，被月球引力吸引而“鼓起”，形成漲潮。在背向月面的那半個(gè)地球，海水受到的月球引力比較小，在隨地球繞地月系質(zhì)心旋轉(zhuǎn)的過程中，因慣性離心力“甩出”而向外隆起，也形成漲潮。而與它們經(jīng)度相隔90度的那兩個(gè)地方，則正好是落潮。例如當(dāng)我國黃海、東海沿岸漲潮時(shí)，經(jīng)度相差180度的美國東海岸也在漲潮，而經(jīng)度相差90度左右的阿拉伯海和夏威夷等地正值落潮。
由于地球每天自轉(zhuǎn)一圈，一天之中我們總會有一次面向月亮和一次背向月亮。因此在地球上的任何一個(gè)海灘，每天都能經(jīng)歷兩次漲潮和兩次落潮。又因?yàn)樵谕粋€(gè)地方，月出的時(shí)間每天都要比前一天推遲50分鐘左右，所以到了第二天，這里漲潮的時(shí)間就要比前一天推遲大約50分鐘。一天之中兩次漲潮的時(shí)間，平均相隔約12小時(shí)25分鐘。
日地加持，漲落復(fù)雜
蘇伊士運(yùn)河每天都會漲潮兩次，為什么到了3月28日“長賜”號才得以脫身呢？
這又牽出月亮的一個(gè)“同伙”——太陽。太陽的質(zhì)量占整個(gè)太陽系的99.8%以上，是太陽系的絕對主宰。它對地球的引力是月亮對地引力的150多倍，不過由于潮汐力與距離的3次方成反比，月亮因?yàn)殡x得更近（月地距離只有日地距離的1/400），產(chǎn)生的潮汐力大約為太陽的2.2倍，成為潮汐的主導(dǎo)。
但這并不意味著太陽的影響可以無視，它的介入使得潮汐又有了“大潮”和“小潮”之分：每逢新月（農(nóng)歷初一）和滿月（農(nóng)歷十五前后）時(shí)，月亮、太陽、地球基本處于同一直線，日月的潮汐力疊加，形成大潮；每逢上弦月和下弦月時(shí)，地月方向和日地方向幾乎垂直，月亮引起的落潮與太陽引起的漲潮同時(shí)發(fā)生，兩者相互拮抗而月亮勝出，形成小潮；在其他時(shí)候，潮水漲幅處于二者之間。
這還不算完，地球本身也為潮汐帶來了更多復(fù)雜性。地球上海洋面積約占71％，陸地占29％。陸地的形狀和分布不規(guī)則，海岸線彎彎曲曲、海底形狀高低不平，而且海水又有黏滯性，這使得漲潮的幅度、時(shí)刻、持續(xù)時(shí)間非常復(fù)雜，因地而異。每天漲潮的時(shí)間并不和月亮同步，而是要延遲1個(gè)小時(shí)或幾個(gè)小時(shí)；每月大潮也并不正好發(fā)生在初一和十五，經(jīng)常會落后兩三天，著名的錢塘江潮常常在十八這天最壯觀：“八月十八潮，壯觀天下無”。
可見，在蘇伊士運(yùn)河大潮的時(shí)候，才是“長賜”號脫困的最好時(shí)機(jī)。3月27日正是農(nóng)歷十五，運(yùn)河漲潮幅度達(dá)1.96米（與低潮時(shí)相比），巨輪在救援下移動(dòng)了17米，但還是未能脫困。到了28日夜里11點(diǎn)多開始的大潮，漲潮幅度增至2.06米，“長賜”號終于成功起浮。
可資利用，影響重大
潮汐除了在航運(yùn)、農(nóng)田灌溉、漁業(yè)、鹽業(yè)等方面可資利用外，人們還利用它來發(fā)電。潮汐發(fā)電的能量龐大而且穩(wěn)定，是難得的清潔能源。
潮汐也在給地球自轉(zhuǎn)“踩剎車”。潮汐導(dǎo)致的海水和淺海海底摩擦、固體地球物質(zhì)的黏滯性產(chǎn)生的內(nèi)摩擦，都會耗散地球的自轉(zhuǎn)動(dòng)能，使它的轉(zhuǎn)動(dòng)變慢，一天的長度每過100年大約增加1.64毫秒。在地球自轉(zhuǎn)減速的同時(shí)，由于地月系的角動(dòng)量守恒，地月距離也在逐漸增加，平均每年增加約3.8厘米。大約6億年后，地球上將再也看不到日全食，只能見到日環(huán)食。
還有天文學(xué)家認(rèn)為，地球生命的起源可能也是因?yàn)槌毕呱?。彗星等天體的碰撞把基本的氨基酸等原始有機(jī)物帶到了地球海洋里，太陽輻射和潮汐作用提供的能量，引起化學(xué)反應(yīng)生成了更加復(fù)雜的有機(jī)化合物，例如脂肪酸和蛋白質(zhì)，并最終形成了生命。如果沒有月亮和潮汐，地球上的生命將難以形成，或可能要延遲幾億年等待其他的合適條件。（作者系北京天文館副研究員，“大手拉小手”科普志愿者）
