Припливи і відливи в морях і у Всесвіті

1. Тяжіння плющить і роздирає
2. Небезпеки відкритого космосу
3. Планета-океан
4. Берегові проблеми і особливості
5. енергія припливів
6. Минуле і майбутнє припливів
7. Приливні явища на інших планетах

Наш союзник Bikinika

Продовжуємо розмову про силах, що діють на небесні тіла і викликаються при цьому ефекти. Сьогодні я розповім про припливи і негравітаціонних збурення.

Що це означає - «негравітаціонние обурення»? Збуреннями зазвичай називають малі поправки до великої, головною силою. Т. е. Мова піде про якісь силах, вплив яких на об'єкт значно менше гравітаційних

Які ще в природі бувають сили крім гравітації? Сильні і слабкі ядерні взаємодії залишимо осторонь, вони мають локальний характер (діють на вкрай малих відстанях). А ось електромагнетизм, як відомо, набагато сильніше гравітації і поширюється так само далеко - безмежно. Але оскільки електричні заряди протилежних знаків зазвичай врівноважені, а гравітаційний «заряд» (роль якого виконує маса) завжди одного знака, то при досить великих масах, звичайно ж, гравітація виходить на перший план. Так що реально ми будемо говорити про збурення руху небесних тіл під дією електромагнітного поля. Більше варіантів немає, хоча є ще темна енергія, але про неї - пізніше, коли мова піде про космології.

Як я розповідав на однією з попередніх лекцій , Простий ньютонів закон тяжіння F = G ∙ M ∙ m / R ² дуже зручно використовувати в астрономії, тому що більшість тіл мають близьку до сферичної форму і досить віддалені один від одного, так що при розрахунку їх можна замінити точками - точковими об'єктами, що містять всю їх масу. Але тіло кінцевого розміру, який можна порівняти з відстанню між сусідніми тілами, все-таки, відчуває силовий вплив різний в різних своїх частинах, тому що ці частини по-різному віддалені від джерел гравітації, і це потрібно враховувати.

Тяжіння плющить і роздирає

Щоб відчути приливний ефект, виконаємо популярний у фізиків уявний експеримент: уявімо себе в вільно падаючому ліфті. Відрізаємо утримує кабіну мотузочку і починаємо падати. Ще не впали, можемо дивитися, що навколо нас відбувається. Підвішуємо вільні маси і спостерігаємо, як вони себе поведуть. Спочатку вони падають синхронно, і ми говоримо - це невагомість, тому що всі об'єкти в цій кабіні і вона сама відчувають приблизно однакове прискорення вільного падіння.

Але з часом наші матеріальні точки почнуть міняти свою конфігурацію. Чому? Тому що нижня з них на початку була трохи ближче до центру тяжіння, ніж верхня, тому нижня, притягаючи сильніше, починає випереджати верхню. А бічні точки завжди залишаються на однаковій відстані від центру тяжіння, але в міру наближення до нього вони починають зближуватися один з одним, тому що рівні по модулю прискорення не паралельні. В результаті система незв'язаних об'єктів деформується. Це і називають приливні ефектом.

З точки зору спостерігача, який розсипав навколо себе крупу і дивиться, як окремі крупинки переміщаються, поки вся ця система падає на масивний об'єкт, можна ввести таке поняття як поле приливних сил. Визначимо ці сили в кожній точці як векторну різницю гравітаційного прискорення в цій точці і прискорення спостерігача або центру мас, і якщо брати тільки перший член розкладу в ряд Тейлора за відносним відстані, то вийде симетрична картина: ближні крупинки будуть випереджати спостерігача, далекі - відставати від нього, тобто система буде розтягуватися вздовж осі, спрямованої на тяжіє об'єкт, а вздовж перпендикулярних їй напрямків частинки будуть притискатися до спостерігача.

Як ви думаєте, що буде відбуватися при затягуванні планети в чорну діру? Хто не слухав лекцій з астрономії, тим зазвичай здається, що чорна діра тільки з зверненої до себе поверхні буде зривати речовина. Вони не знають, що майже так само сильний ефект проявляється на зворотному боці вільно падаючого тіла. Тобто воно розривається в двох діаметрально протилежних напрямках, аж ніяк не в одному.

Небезпеки відкритого космосу

Щоб показати, наскільки важливо враховувати приливної ефект, візьмемо Міжнародну космічну станцію. Вона, як і всі супутники Землі, вільно падає в гравітаційному полі (якщо не включені двигуни). І поле приливних сил навколо неї - це цілком відчутна річ, тому космонавт, коли працює на зовнішній стороні станції, обов'язково себе до неї прив'язує, причому, як правило, двома тросами - про всяк випадок, хіба мало що може статися. А якби він неприв'язаним в тих умовах, де приливні сили його відтягують від центру станції, він запросто може втратити з нею контакт. Таке часто буває з інструментами, адже всі їхні не прив'яжеш. Якщо у космонавта щось випало з рук, то цей предмет йде вдалину і стає самостійним супутником Землі.

План робіт на МКС включає випробування у відкритому космосі індивідуального реактивного ранця. І коли його двигун відмовляє, приливні сили забирають космонавта, і ми його втрачаємо. Імена зниклих без вести засекречуються.

Це, звичайно, жарт: подібної події поки ще, на щастя, не було. Але таке цілком могло б статися! І, можливо, коли-небудь трапиться.

Планета-океан

Повернемося до Землі. Це найцікавіший для нас об'єкт, і діючі на нього приливні сили відчуваються цілком помітно. З боку яких небесних тіл вони діють? Головний з них - це Місяць, тому що вона близько. Наступне за масштабом впливу - Сонце, тому що воно масивне. Решта планети теж роблять деякий вплив на Землю, але воно ледь відчутно.

Щоб аналізувати зовнішнє гравітаційне впливу на Землю, її зазвичай представляють у вигляді твердого кулі, покритого рідкою оболонкою. Це непогана модель, оскільки у нашої планети дійсно є рухома оболонка у вигляді океану і атмосфери, а все інше досить тверде. Хоча земна кора і внутрішні шари мають обмежену жорсткість і трохи піддаються приливні впливом, їх пружною деформацією можна знехтувати при розрахунках ефекту, виробленого на океан.

Якщо в системі центру мас Землі намалювати вектори приливних сил, то отримаємо таку картину: поле приливних сил витягує океан уздовж осі «Земля - ​​Місяць», а в перпендикулярній їй площині притискає його до центру Землі. Таким чином, планета (у всякому разі, її рухлива оболонка) прагне прийняти форму еліпсоїда. При цьому виникають дві опуклості (їх називають приливними горбами) на протилежних сторонах земної кулі: одна звернена до Місяця, інша - від Місяця, а в смузі між ними виникає, відповідно, «впуклості» (точніше, поверхня океану там має меншу кривизну).

Більш цікава річ відбувається в проміжку - там, де вектор припливної сили намагається змістити рідку оболонку уздовж земної поверхні. І це природно: якщо в одному місці ви хочете підняти море, а в іншому місці - опустити, то вам треба перемістити воду звідти сюди. І між ними приливні сили переганяють воду в «підмісячному точку» і в «анти-місячну точку».

Кількісно розрахувати приливний ефект дуже просто. Гравітація Землі намагається зробити океан кулястим, а приливна частина місячного і сонячного впливу - витягнути його уздовж осі. Якщо залишити Землю в спокої і дати їй можливість вільно падати на Місяць, то висота опуклості досягла б приблизно півметра, тобто всього-то на 50 см океан піднімається над своїм середнім рівнем. Якщо Ви пливете на човні по відкритому морю або океану, півметра - це не відчутно. Це називають статичним припливом.

Але щоб створити в підмісячної точці півметрову опуклість, потрібно сюди велику кількість води перегнати. А адже поверхня Землі не залишається нерухомою, вона по відношенню до напрямку на Місяць і на Сонце швидко обертається, роблячи повний оборот за добу (а Місяць по орбіті повільно йде - один оборот навколо Землі майже за місяць). Тому приливний горб постійно бігає по поверхні океану, так що тверда поверхня Землі за добу 2 рази виявляється під приливної опуклістю і 2 рази - під відливним зниженням рівня океану. Прикинемо: 40 тисяч кілометрів (довжина земного екватора) на добу, це 463 метри в секунду. Значить, ця півметрова хвиля, типу міні-цунамі набігає на східні узбережжя континентів в районі екватора з надзвуковою швидкістю. На наших широтах швидкість досягає 250-300 м / с - теж досить багато: хоч хвиля і не дуже висока, за рахунок інерції вона може створити великий ефект.

Другий об'єкт за масштабом впливу на Землю - це Сонце. Воно в 400 раз далі від нас, ніж Місяць, але в 27 млн ​​разів масивніше. Тому ефекти від Місяця і від Сонця виходять порівнянними за величиною, хоча Місяць все ж діє трохи сильніше: гравітаційний приливний ефект від Сонця приблизно наполовину слабкіша, ніж від Місяця. Іноді їх вплив складається: це відбувається в молодика, коли Місяць проходить на тлі Сонця, і в повний місяць - коли Місяць з протилежного від Сонця сторони. У ці дні - коли Земля, Місяць і Сонце шикуються в лінію, а відбувається це кожні два тижні - сумарний приливний ефект виходить в півтора рази більше, ніж тільки від Місяця. А через тиждень Місяць проходить чверть своєї орбіти і виявляється з Сонцем в квадратурі (прямий кут між напрямками на них), і тоді їх вплив послаблює один одного. В середньому висота припливів у відкритому морі змінюється від чверті метра до 75 сантиметрів.

Морякам припливи відомі давно. Що робить капітан, коли корабель сів на мілину? Якщо ви читали морські пригодницькі романи, то знаєте, що він відразу дивиться, в якій фазі Місяць, і чекає, коли буде найближчим повний місяць або молодик. Тоді максимальний приплив може підняти корабель і зняти з мілини.

Берегові проблеми і особливості

Припливи особливо важливі для портових працівників і для моряків, які збираються ввести свій корабель в порт або вивести з порту. Як правило, проблема мілководдя виникає поблизу берегів, і щоб вона не заважала руху суден, для входу в бухту проривають підводні канали - штучні фарватери. Їх глибина повинна враховувати висоту максимального відпливу.

Якщо ми подивимося в якийсь момент часу на висоту припливів і проведемо на карті лінії рівної висоти води, то вийдуть концентричні кола з центрами в двох точках (в підмісячної і анти-місячної), в яких прилив максимальний. Якби орбітальна площину Місяця співпадала з площиною земного екватора, то ці точки завжди б переміщалися по екватору і за добу (точніше - за 24ʰ 50ᵐ 28ˢ) робили б повний оборот. Однак Місяць ходить не в цій площині, а поблизу площини екліптики, по відношенню до якої екватор нахилений на 23,5 градуса. Тому підмісячному точка «гуляє» також і за широтою. Таким чином, в одному і тому ж порту (т. Е. На одній і тій самій широті) висота максимального припливу, що повторюється через кожні 12,5 годин, протягом доби змінюється в залежності від орієнтації Місяця щодо земного екватора.

Ця «дрібниця» важлива для теорії припливів. Подивимося ще раз: Земля обертається навколо своєї осі, а площина місячної орбіти нахилена до неї. Тому кожен морський порт протягом доби «оббігає» навколо полюса Землі, один раз потрапляючи в область максимально високого припливу, а через 12,5 годин - знову в область припливу, але менш високого. Тобто два припливу протягом доби не рівноцінні по висоті. Один завжди більше іншого, тому що площина місячної орбіти не лежить в площині земного екватора.

Для жителів узбережжя приливний ефект життєво важливий. Наприклад, у Франції є цікавий острів , Який з'єднаний з материком асфальтовою дорогою, прокладеною по дну протоки. На острові живе багато людей, але вони не можуть користуватися цією дорогою, поки рівень моря високий. Цією дорогою можна проїхати тільки два рази на добу. Люди під'їжджають і чекають відпливу, коли рівень води знизиться і дорога стане доступною. Люди їздять на узбережжі на роботу і з роботи, користуючись спеціальною таблицею припливів, яка публікується для кожного населеного пункту узбережжя. Якщо не враховувати це явище, вода по шляху може захлеснути пішохода. Туристи просто приїжджають туди і гуляють, щоб подивитися на дно моря, коли немає води. А місцеві жителі щось при цьому з дна збирають, іноді навіть для прожитку, тобто по суті цей ефект годує людей.

Узбережжя, особливо якщо воно плоске, під час відливу сильно оголюється. І на деякий час люди втрачають можливість користуватися своїми плавзасобами, безпорадно лежать як кити на березі. Але в цьому є щось корисне, тому що період відливу можна використовувати для ремонту судів, особливо в який-небудь бухточке: кораблики припливли, потім вода пішла, і їх можна в цей час підремонтувати.

Наприклад, є такий затоку Фанді на східному узбережжі Канади, в якому, кажуть, найвищі в світі припливи: перепад рівня води може досягати 16 метрів, що вважається рекордом для морського припливу на Землі. Моряки до цієї властивості пристосувалися: вони під час припливу підводять судно до берега, зміцнюють його, а коли вода йде, судно повисає, і йому можна подконопатіть дно.

Люди здавна стали стежити і регулярно записувати моменти і характеристики високих припливів, щоб навчитися прогнозувати це явище. Незабаром винайшли мареографа - прилад, в якому поплавок вгору-вниз ходить в залежності від рівня моря, а показання автоматично викреслюються на папері у вигляді графіка. До речі, засоби вимірювання майже не змінилися з моменту перших спостережень і до наших днів.

На основі великої кількості записів гідрографів математики намагаються створити теорію припливів. Якщо у вас є багаторічна запис періодичного процесу, ви можете розкласти його на елементарні гармоніки - різної амплітуди синусоїди з кратними періодами. І потім, визначивши параметри гармонік, продовжити сумарну криву в майбутнє і на цій основі зробити таблиці припливів. Зараз такі таблиці опубліковані для кожного порту на Землі, і будь-який капітан, що збирається увійти в порт, бере для нього таблицю і дивиться, коли там буде достатній для його корабля рівень води.

Найвідоміша історія, пов'язана з прогностичними розрахунками, сталася під час Другої світової війни: в 1944-му році наші союзники - англійці і американці - збиралися відкрити другий фронт проти гітлерівської Німеччини, для цього треба було висадитися на французьке узбережжя. Північне узбережжя Франції в цьому відношенні дуже неприємне: берег обривистий, висотою 25-30 метрів, а дно океану досить дрібне, так що кораблі можуть підійти до берега тільки в моменти максимальних припливів. Якби вони сіли на мілину, їх би просто розстріляли з гармат. Щоб цього уникнути, була створена спеціальна механічна (електронних тоді ще не було) обчислювальна машина. Вона виконувала Фур'є-аналіз часових рядів морського рівня за допомогою обертових кожен зі своєю швидкістю барабанів, через які проходив металевий трос, який підсумовував всі члени ряду Фур'є, а пов'язане з тросом пір'їнка виписувало графік висоти припливу в залежності від часу. Це була цілком таємна робота, яка сильно просунула теорію припливів, тому що виявилося можливим з достатньою точністю передбачити момент найвищого припливу, завдяки чому важкі військові транспортні кораблі перепливли Ла-Манш і висадили десант на берег. Так математики і геофізики зберегли життя багатьом людям.

Деякі математики намагаються узагальнити дані в масштабі всієї планети, намагаючись створити єдину теорію припливів, але порівнювати записи, зроблені в різних місцях, важко, тому що Земля дуже неправильна. Це лише в нульовому наближенні єдиний океан всю поверхню планети покриває, а насправді є материки і кілька слабко пов'язаних океанів, і у кожного океану своя частота власних коливань.

Попередні міркування про коливання рівня моря під дією Місяця і Сонця стосувалися відкритих океанських просторів, де від одного берега до іншого приливної прискорення дуже сильно змінюється. А в локальних водоймах - наприклад, озерах - чи може прилив створити помітний ефект?

Здавалося б, не повинно бути, адже у всіх точках озера приливної прискорення приблизно однаково, різниця маленька. Наприклад, в центрі Європи є Женевське озеро, воно лише близько 70 км в довжину і ніяк не пов'язане з океанами, але люди давно помітили, що там є суттєві добові коливання води. Чому вони виникають?

Так, приливна сила Надзвичайно мала. Альо головне - вона регулярна, тобто Діє періодічно. Все фізики Знають ефект, Який при періодічному Дії сили іноді віклікає збільшену амплітуду коливання. Например, ви берете в їдальні на роздачі тарілку супу и спокійно йдет до свого столу, но Раптен суп начинает з Тарілки вістрібуваті . Це означає, що частота Ваших кроків потрапила в резонанс із власними коливаннями рідини в тарілці. Помітивши це, ми різко міняємо темп ходьби - і суп «заспокоюється». Своя базова резонансна частота є у кожного водоймища. І чим більше розмір водойми, тим нижче частота власних коливань рідини в ньому. Так ось, у Женевського озера власна резонансна частота виявилося кратної частоті припливів, і мале приливної вплив «розбовтує» Женевське озеро так, що на його берегах рівень змінюється цілком відчутно. Ці стоячі хвилі великого періоду, що виникають в замкнутих водоймах, називаються сейши.

енергія припливів

У наш час намагаються один з альтернативних джерел енергії зв'язати з приливним ефектом. Як я вже говорив, головний ефект припливів не в тому, що вода піднімається і опускається. Головний ефект - це приливна течія, яка за добу переганяє воду навколо всієї планети.

У неглибоких місцях цей ефект дуже важливий. У районі Нової Зеландії через деякі протоки капітани навіть не ризикують проводити кораблі. Вітрильників там взагалі ніколи не вдавалося пройти, та й сучасні кораблі проходять з працею, тому що дно дрібне і приливні течії мають колосальну швидкість.

Але раз вода тече, цю кінетичну енергію можна використовувати. І вже побудовані електростанції, на яких турбіни туди-сюди обертаються за рахунок приливної і отливного течії. Вони цілком працездатні. Перша приливна електростанція (ПЕС) була зроблена у Франції, вона досі найбільша в світі, потужністю 240 МВт. У порівнянні з ГЕС не дуже, звичайно, але найближчі сільські райони вона обслуговує.

Чим ближче до полюса, тим швидкість припливної хвилі менше, тому в Росії узбереж, у яких були б дуже потужні припливи, ні. У нас взагалі виходів до моря трохи, а узбережжі Північного льодовитого океану для використання приливної енергії не особливо вигідно ще й тому, що приплив жене воду зі сходу на захід. Але все-таки підходять для ПЕС місця є, наприклад, губа Кисла.

Справа в тому, що в затоках прилив створює завжди більший ефект: хвиля набігає, спрямовується в затоку, а він звужується, звужується - і амплітуда наростає. Схожий процес відбувається, як якщо б клацнули батогом: спочатку довга хвиля йде повільно по батога, але потім маса залученої в рух частини батога зменшується, тому швидкість збільшується (імпульс mv зберігається!) І до вузького кінця досягає надзвукової, в результаті чого ми чуємо клацання .

Створюючи експериментальну Кислогубская ПЕС невеликої потужності, енергетики намагалися зрозуміти, наскільки ефективно можна використовувати припливи на приполярних широтах для виробництва електроенергії. Особливої ​​економічного сенсу вона не має. Однак зараз є проект дуже потужною російської ПЕС (Мезенской) - на 8 гігават. Для того щоб досягти цієї колосальної потужності, потрібно перегородити великий затоку, відокремивши дамбою Біле море від Баренцева. Правда, дуже сумнівно, що це буде зроблено, поки у нас є нафта і газ.

Минуле і майбутнє припливів

До речі кажучи, з чого черпається енергія припливів? Турбіна крутиться, електроенергія виробляється, а який об'єкт втрачає при цьому енергію?

Оскільки джерелом енергії припливу служить обертання Землі, то раз ми черпаємо з нього, значить, обертання повинно сповільнюватися. Здавалося б, у Землі є внутрішні джерела енергії (тепло з надр йде завдяки геохімічних процесів і розпаду радіоактивних елементів), є чим компенсувати втрати кінетичної енергії. Це так, але енергетичний потік, поширюючись в середньому практично рівномірно в усіх напрямках, навряд чи може істотно вплинути на момент імпульсу і змінити обертання.

Якби Земля не оберталася, приливні горби дивилися б точно в напрямку Місяця і йому протилежне. Але, обертаючись, тіло Землі зносить їх вперед у напрямку свого обертання - і виникає постійне розбіжність приливної піку і підмісячної точки в 3-4 градуси. До чого це призводить? Горб, який ближче до Місяця, притягається до неї сильніше. Ця сила тяжіння прагне загальмувати обертання Землі. А протилежний горб далі від Місяця, він намагається прискорити обертання, але притягується слабкіше, тому рівнодіюча момент сил надає на обертання Землі гальмівну дію.

Отже, наша планета весь час зменшує швидкість свого обертання (правда, не зовсім регулярно, стрибками, що пов'язано з особливостями масопереносу в океанах і атмосфері). А який вплив чинять земні припливи на Місяць? Ближня приливна опуклість тягне Місяць за собою, далека - навпаки, уповільнює. Перша сила більше, в результаті Місяць прискорюється. Тепер згадайте з попередньої лекції, що відбувається із супутником, який примусово тягнуть вперед по руху? Оскільки його енергія збільшується, він віддаляється від планети і його кутова швидкість при цьому падає, тому що зростає радіус орбіти. До речі, збільшення періоду обертання Місяця навколо Землі було помічено ще за часів Ньютона.

Якщо говорити в цифрах, то Місяць віддаляється від нас приблизно на 3,5 см в рік, а тривалість земної доби кожні сто років зростає на соту долі секунди. Начебто нісенітниця, але згадайте, що Земля існує мільярди років. Легко підрахувати, що за часів динозаврів в добі було близько 18 годин (нинішніх годин, зрозуміло).

Оскільки Місяць віддаляється, приливні сили стають менше. Але ж вона завжди була вилучена, і якщо ми звернемо погляд в минуле, то побачимо, що раніше Місяць була ближче до Землі, а значить, і припливи були вище. Можете оцінити, наприклад, що в архейську еру, 3 млрд років тому припливи були кілометрової висоти.

Приливні явища на інших планетах

Зрозуміло, в системах інших планет з супутниками відбуваються такі ж явища. Юпітер, наприклад, - дуже масивна планета, у якій велика кількість супутників. Чотири його найбільших супутника (їх називають галилеевой, тому що Галілей їх виявив) підпадають під вплив з боку Юпітера цілком відчутно. Найближчий з них, Іо, весь покритий вулканами, серед яких понад півсотні діючих, причому вони викидають «зайве» речовина на 250-300 км вгору. Це відкриття було досить несподіваним: на Землі таких потужних вулканів немає, а тут маленьке тіло розміром з Місяць, яке мало б зменшувався давно, а замість цього воно пашить жаром на всі боки. Де джерело цієї енергії?

Вулканічна активність Іо була сюрпризом не для всіх: за півроку до того, як перший зонд підлетів до Юпітера, два американських геофізика опублікували роботу, в якій вони розрахували приливної вплив Юпітера на цей супутник. Воно виявилося настільки велике, що здатне деформувати тіло супутника. А при деформації завжди виділяється тепло. Коли ми беремо шматок холодного пластиліну і починаємо м'яти його в руках, він стає після декількох стисків м'яким, податливим. Це відбувається не тому, що рука нагріла його своїм теплом (точно так само вийде, якщо його плющить в холодних лещатах), а тому що деформація вклала в нього механічну енергію, яка перетворилася в теплову.

Але з якого дива форма супутника змінюється під дією припливів з боку Юпітера? Здавалося б, рухаючись по круговій орбіті і синхронно обертаючись, як наш Місяць, став один раз еліпсоїдом - і немає приводу для подальших спотворень форми? Однак поряд з Іо ще й інші супутники є; всі вони змушують трошки зміщуватися туди-сюди його (Іо) орбіту: вона то наближається до Юпітера, то віддаляється. Значить, приливної вплив то слабшає, то посилюється, і форма тіла весь час змінюється. До речі, я ще не говорив про припливи в твердому тілі Землі: вони, звичайно, теж є, вони не такі високі, близько дециметра. Якщо ви посидьте годин шість на своїх місцях, то завдяки припливам сантиметрів на двадцять «погуляєте» щодо центру Землі. Це коливання для людини непомітним, звичайно, але геофізичні прилади його реєструють.

На відміну від земної тверді, поверхня Іо за кожен орбітальний період коливається з багатокілометрової амплітудою. Велика кількість енергії деформації розсіюється у вигляді тепла і нагріває надра. На ній, до речі, не видно метеоритних кратерів, тому що вулкани постійно закидають всю поверхню свіжим речовиною. Варто ударному кратера утворитися, як років через сто його засипають продукти виверження сусідніх вулканів. Працюють вони безперервно і дуже потужно, до цього додаються розломи в корі планети, через які з надр випливає розплав різних мінералів, в основному сірка. При високій температурі вона темніє, тому струмінь з кратера виглядає чорною. А світлий обідок вулкана - тепле речовина, яке опадає навколо вулкана. На нашій планеті викинуте з вулкана речовина зазвичай гальмується повітрям і падає близько до жерла, утворюючи конус, а на Іо атмосфери немає, і воно летить по балістичної траєкторії далеко на всі боки. Мабуть, це приклад найпотужнішого приливної ефекту в Сонячній системі.

Другий супутник Юпітера, Європа вся виглядає, як наша Антарктида, вона покрита суцільною кригою, подекуди потрісканої, оскільки її теж щось постійно деформує. Оскільки цей супутник подалі від Юпітера, приливний ефект тут не такий сильний, але теж цілком відчутний. Під цією крижаною корою рідкий океан: на знімках видно, як з деяких розійшлися тріщин б'ють фонтани. Під дією приливних сил океан вирує, а на його поверхні плавають і стикаються крижані поля, майже як у нас в Північному Льодовитому океані і біля берегів Антарктиди. Виміряна електропровідність рідини океану Європи свідчить про те, що це солона вода. Чому б там не за життя? Заманливо було б опустити в одну з тріщин прилад і подивитися, хто там живе.

Насправді не для всіх планет кінці з кінцями сходяться. Наприклад, у Енцелада, супутника Сатурна, теж є крижана кора і океан під нею. Але розрахунки показують, що енергії припливів недостатньо, щоб підтримувати підлідний океан в рідкому стані. Звичайно, крім припливів у будь-якого небесного тіла є й інші джерела енергії - наприклад, розпадаються радіоактивні елементи (уран, торій, калій), але на малих планетах вони навряд чи можуть відігравати значиму роль. Значить, чогось ми поки не розуміємо.

Приливний ефект надзвичайно важливий для зірок. Чому - про це на наступній лекції.