Woher kommt die Energie der 'Gezeiten'

Wissenschaft Astronomie
#1

Hallo Interessierte,

an der Ostsee gibt es sie sicher unmerklich, an der Nordsee schon
doch merklich und an allen grösseren Weltmeeren, -die Gezeiten.
Wieso wird eine unvorstellbare Wassermenge um mehrere Meter angehoben
und wieder fallen gelassen, wobei für uns, riesige Energiemengen toben.
Beispiel: Gezeitenkraftwerk (selbst noch nie gesehen, müsste aber
gut funktionieren)
-Die Massenanziehungskraft des Mondes soll es jawohl sein, was auch
logisch erscheint, da die „Tiede“ einen 6-Stunden-Takt erklärt.
Sollte dieses System einzig und allein aus der Rotationsernergie der
Erdkugel funktionieren, kann ich mir nicht vorstellen, dass dies
ca. 5 Milliarden Jahre funktionieren könnte, ohne dass der Erdkugel dabei Rotationsernerie entzogen würde.

Woher kommt also wirklich die Energie, die unsere Weltmeere glucksen,
rauschen und toben lässt.- Der Mond selbst könnte sie niemals abgeben
und die Rotationsenergie unserer Erde würde dafür für 5 Milliarden Jahre sicherlich auch nicht ausreichen.

Für Beantwortung dankt

ELRI

#2

Hi Elri,

ich bin zwar kein Physiker, aber als begeisterter Alpha-Centauri Gucker weiß ich, dass der für die Erde eigentlich zu große Mond durch seine Erdnähe und der daraus folgenden Anziehungskraft der alleinige Verantwortliche für die Gezeiten ist. Er verursacht zugleich eine leichte Hebung und Senkung der Landmassen. Die Erdrotation wird dadurch wirklich verringert, aber um eine Lächerlichkeit von wenigen Mikrosekunden im Jahr, und der Mond entfernt sich aufgrund der Erdrotation im Jahr um einige Zentimeter von unserem Planeten.

Ich wäre froh, wenn ein Experte dies bestätigen könnte und auch mein Wissen hier durch genauere Fakten aufbessern würde. Wird die Erde stehenbleiben, bevor sich die Sonne zum Roten Riesen ausbreitet?

Gruß,
Rudy

#3

x-Posting Mathematik und Physik owT
.

#4

brrr… das finde ich immer ärgerlich owT
.

#5

Hallo Interessierter,

offenbar unterschätzt Du die Rotationsenergie der Erde gewaltig.
Rechnen wir mal aus:
Nehmen wir die Erde als homogene Kugel, was sie natürlich nicht ist, gilt für ihr Trägheitsmoment: J = 2/5*mr² und für die Energie Wrot = 1/2*/Jw²
Setzen ich ein r = 6,37*10^6 m, m = 6*10^24 kg und w = 7,3*10^-5/s
bekomme ich Wrot ~ 2,6*10^29 Joule
Wollte ich diese Energie für die nächsten 5 milliarden Jahre gleichmäßig verbrauchen, stände mir ab jetzt 5 milliarden Jahre lang eine Dauerleistung von ca. 4*10^13 Watt = 40.000.000 Megawatt zur Verfügung. Zum Vergleich: Große Kraftwerke liefern um die 1.000 Megawatt. Natürlich mußt Du noch berücksichtigen, daß die Erde durch Gezeitenreibung nicht auf null abgebremst werden kann, aber selbst ein Bruchteil dieser Energie ist immer noch astronomisch hoch.

Jörg

an der Ostsee gibt es sie sicher unmerklich, an der Nordsee
schon
doch merklich und an allen grösseren Weltmeeren, -die
Gezeiten.
Wieso wird eine unvorstellbare Wassermenge um mehrere Meter
angehoben
und wieder fallen gelassen, wobei für uns, riesige
Energiemengen toben.
Beispiel: Gezeitenkraftwerk (selbst noch nie gesehen, müsste
aber
gut funktionieren)
-Die Massenanziehungskraft des Mondes soll es jawohl sein, was
auch
logisch erscheint, da die „Tiede“ einen 6-Stunden-Takt
erklärt.
Sollte dieses System einzig und allein aus der
Rotationsernergie der
Erdkugel funktionieren, kann ich mir nicht vorstellen, dass
dies
ca. 5 Milliarden Jahre funktionieren könnte, ohne dass der
Erdkugel dabei Rotationsernerie entzogen würde.

Woher kommt also wirklich die Energie, die unsere Weltmeere
glucksen,
rauschen und toben lässt.- Der Mond selbst könnte sie niemals
abgeben
und die Rotationsenergie unserer Erde würde dafür für 5
Milliarden Jahre sicherlich auch nicht ausreichen.

Für Beantwortung dankt

ELRI

#6

Hallo ELRI,

rauschen und toben lässt.- Der Mond selbst könnte sie niemals
abgeben
und die Rotationsenergie unserer Erde würde dafür für 5
Milliarden Jahre sicherlich auch nicht ausreichen.

In 5 Mia Jahren spielt das eh keine Rolle mehr, etwa dann ist unsere Sonne zu einem roten Riesen geworden und auf der Erde ist alles nur noch Asche und keinerlei Leben mehr möglich.

Der Rest wurde dir ja schon erklärt.

MfG Peter(TOO)

#7

Hallo Elri,

die URSACHE der Gezeiten ist dir ja klar: das Erde-Mond-System dreht sich um den gemeinsamen Schwerpunkt, und weil die Erde ausgedehnt ist, wirken auf das Wasser eben Scheinkräfte, die es vom Blickwinkel des Erdlings hin- und herschwappen lassen.

Diese Bewegung erzeugt natürlich Reibung. Nebenbei wird auch der Erdball kräftig durchgewalkt wie ein Autoreifen, was zu einer stetigen Abnahme sowohl der Erdrotation führt und damit asymptotisch zur gebundenen Rotation der Erde, als auch strenggenommen zu Abnahme der Drehung ErdeMond. Der Mond bewegt sich somit auch noch immer weiter von der Erde weg.

Nebenbei bemerkt: die gebundene Rotation des Mondes (er schaut ja immer mit der gleichen Seite nach uns) entstand ebenfalls durch dissipative Kräfte. Eine gebundene Rotation ist normalerweise die endgültige Eigenrotation eines Doppelsystems. Wie oben erwähnt, wird langfristig immer nur eine Seite der Erde den Mond sehen, dann gibt es keine Monate mehr.

Viele Grüße

Oliver

[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]

#8

Hallo,

Woher kommt also wirklich die Energie, die unsere Weltmeere
glucksen,
rauschen und toben lässt.- Der Mond selbst könnte sie niemals
abgeben
und die Rotationsenergie unserer Erde würde dafür für 5
Milliarden Jahre sicherlich auch nicht ausreichen.

Tja, da unterschätzt du die Rotationsenergien aber ganz gewaltig…

Die Energie, die für die Gezeiten notwendig ist, entstammt in der Tat dem Rotationssystem Erde-Mond. Bei den Gezeiten treten ja riesige Reibungskräfte auf, da ja gigantische Wassermassen bewegt werden. Und nicht nur das Wasser wird bewegt: Auch der feste Erdboden (auf dem du stehst) wird durch die Gezeitenkräfte im 6h-Takt um etwa 30 cm angehoben und wieder gesenkt. Auch hier und im inneren der Erde treten daher immense Reibungskräfte auf. Die Energie dafür fällt natürlich nicht einfach vom Himmel, sondern wird laufendem dem Rotationssystem Erde-Mond entzogen, was natürlich Konsequenzen hat:

  1. Die Mondration wurde immer langsamer:
    Der Mond drehte sich früher um seine eigene Achse, durch die Gezeitenreibung wurde er aber inzwischen so abgebremst, dass er der Erde ständig die gleiche Seite zeigt. Diesen Endzustand bezeichnet man als gebundene Rotation.

  2. Die Erdrotation nimmt ständig ab:
    So war vor ca. 350 Mio. Jahren ein Erdentag um 3 Stunden kürzer, er dauerte also nicht 24h sondern 21h. Irgendwann wird die Erdrotation so langsam sein, dass auch sie an den Mond gebunden ist, d.h. dass der Mond dann immer an der gleichen Stelle am Himmel stehen wird. Da die Erde aber viel größer ist und daher mehr Rotationsenergie hat als der Mond, dauert dieser Vorgang bei uns immer noch an, während der Mond schon gebunden rotiert. Die Abnahme der Erdrotation ist auch durch Messungen mit Atomuhren bestätigt: Pro 100 Jahre wird ein Tag daher im Mittel um etwa 2ms länger.

Auch interessant: Die Flutberge laufen aufgrund der Erdrotation etwas vor der Mondbewegung her. Dadurch ist der Schwerpunkt der Erde etwas in Rotationsrichtung des Mondes verschoben. Da dieser vorlaufende Flutberg natürlich auch eine Gravitationskraft auf den Mond auswirkt, erfährt der Mond eine klitzekleine Beschleunigung nach vorne. So entfernt sich der Mond deswegen um etwa 4cm pro Jahr von der Erde, weil eine höhere Geschwindigkeit zu einer höheren Umlaufbahn führt. Diese Entfernungszunahme kann man mittels Laserentfernungsmessung exakt nachmessen. Allerdings wird er sich nicht ewig von der Erde fortbewegen, weil ja einmal die Erdrotation langsamer wird und die Entfernung größer, was die Beschleunigung irgendwann zum Erliegen bringt. AFAIR wird das etwa in 2 Mrd Jahren bei einem 1,5 fachem Mondabstand sein.

Du siehst, das ganze ist ein sehr komplexes Thema. In Wirklchkeit spielen noch eine ganze Reihe anderer Faktoren eine wichtige Rolle in dem Spiel. Aber als Zusammenfassung kann man sagen, dass die Energie für die Gezeiten von der Abnahme der Rotationsenergie des Erde-Mond-Systems stammt.

mfg
deconstruct

#9

Nicht mehr, ist gelöscht (owT)

.

#10

Mit meiner Antwort, die so Falsch nicht war. owT
.

#11

Kleine Zusätze
Hallo,

eigentlich ist alles schon bestens gesagt, daher nur noch einige spezielle Anmerkungen.

an der Ostsee gibt es sie sicher unmerklich, an der Nordsee schon
doch merklich und an allen grösseren Weltmeeren, -die Gezeiten.

Auch die Nordsee schwingt nur mit den Wassermassen des Atlantiks mit, hätte als geschlossenes Meer wie die Ostse keine nennenswerten Gezeiten.
Auch im Atlantik läuft die Flutwelle mehr von Süd nach Nord. Der einzige Bereich, wo die Gezeitenwelle rund um die Erde laufen kann, ist das Südpolarmeer.

Wieso wird eine unvorstellbare Wassermenge um mehrere Meter angehoben
und wieder fallen gelassen, wobei für uns, riesige Energiemengen toben.

So viel ist das, wie schon gesagt, gar nicht. Auf dem Ozean sind das nur einige 10 cm.

Beispiel: Gezeitenkraftwerk

Die profitieren nur so stark von der Überhöhung des Tidenhubs in Buchten, Flussmündungen usw. Hier trifft die Welle auf einen Abschluss, kann nicht weiter und „schwappt“ dann besonders hoch - ist ja leicht in jeder Badewanne zu beobachten. Auch an der Ostküste Englands ist der Hub besonders groß durch die West-Ost-Drehung der Erde. Dadurch wird die Flutwelle, die von Nord nach Süd läuft, gegen die Küste gedrückt.

Gruß, Stucki

#12

Hallo zusammen!
Der Mond wird in ein paar Milliönchen Jahren sich der Graviatation der Erde entreissen und sich davonmachen. Ohne den Stabilisator Mond, würde sich die Erde schneller drehen, würde sich unvorstellbar neigen, lebensfeindliche Temperaturschwankungen etc,etc,etc. wären die Folgen. Also ob Mond oder Sonne, von beiden droht Unheil.
Was die Gezeiten angeht, ist allein die Gravitation des Mondes dran Schuld. Dazu ein Gedankenspiel:
2 Astronauten schweben in der Umlaufbahn des Mondes, zwischen Ihnen ein riesiger, stabartiger Gegenstand an dem sie sich festhalten. Das Astronaut-Stab-Astronaut-System wird vom Mond in Richtung seines Gravitations-Schwerpunkes gezogen, einfacher gesagt…der eine Astronaut ist dem Mond näher als der andere. Was passiert wenn beide Astronauten gleichzeitig den Stab loslassen? Die Astronauten behalten zwar die selbe Richtung, die Distanz zwischen beiden wird aber immer grösser. Der vordere (der näher zum Mond ist) schwebt ganz langsam vom Stab weg, während der hintere den Anschluss an den Stab verliert.

Bei den Gezeiten werden deshalb nicht nur die Gewässer angehoben die auf der „Mondseite“ stehen sonder auch die gegenüberliegenden.

mfG
ev

#13

2 Astronauten schweben in der Umlaufbahn des Mondes, zwischen
Ihnen ein riesiger, stabartiger Gegenstand an dem sie sich
festhalten. Das Astronaut-Stab-Astronaut-System wird vom Mond
in Richtung seines Gravitations-Schwerpunkes gezogen,
einfacher gesagt…der eine Astronaut ist dem Mond näher als
der andere. Was passiert wenn beide Astronauten gleichzeitig
den Stab loslassen? Die Astronauten behalten zwar die selbe
Richtung, die Distanz zwischen beiden wird aber immer grösser.
Der vordere (der näher zum Mond ist) schwebt ganz langsam vom
Stab weg, während der hintere den Anschluss an den Stab
verliert.

…und der Stab? Der bleibt bewegunslos im Raum, oder was?

Die Bewegung ist in deinem Beispiel auch von der Masse der Körper abhängig.

Obwohl das vielleicht absurd erscheint, würde ich bei der Bewegung der Gezeiten, eine Pulsation (Atmung) der Erde nicht gänzlich auschließen.

rolf

#14

Hi

Der Mond wird in ein paar Milliönchen Jahren sich der
Graviatation der Erde entreissen und sich davonmachen.

Schlichtwegs falsch.
Energetisch unmöglich.

Ohne
den Stabilisator Mond, würde sich die Erde schneller drehen,

Stimmt…

würde sich unvorstellbar neigen,

mehr wie 360°?
mehr kann ich mir nicht vorstellen

lebensfeindliche
Temperaturschwankungen etc,etc,etc. wären die Folgen. Also ob
Mond oder Sonne, von beiden droht Unheil.

warum droht vom Mond Unheil?

Was die Gezeiten angeht, ist allein die Gravitation des Mondes
dran Schuld.

Falsch, die Grvitation der Sonne hat auch noch einen nicht zu vernachlässigenden Einfluss auf die Gezeiten

Mike

1 Like
#15

Hallo,

Der Mond wird in ein paar Milliönchen Jahren sich der
Graviatation der Erde entreissen und sich davonmachen.

Dein Halbwissen in allen Ehren, aber das wird und kann er gar nicht machen. Der Mond wird sich im Gegenteil immer langsamer von der Erde entfernen bis die Erde eine gebundene Rotation aufweist. Denn dann gibt es keine Gezeitenkräfte mehr zwischen den beiden Himmelskörpern, die das Entfernen des Mondes überhaupt erst möglich machen. Der Mond bleibt dann auf dieser Bahn. Dieser Fall wird etwa in 3 Mrd. Jahren und etwa 1,5 fachem Mondabstand eintreten. Also kein Grund zur Panik, der Mond fliegt nicht davon.

den Stabilisator Mond, würde sich die Erde schneller drehen,
würde sich unvorstellbar neigen, lebensfeindliche
Temperaturschwankungen etc,etc,etc. wären die Folgen.

Dass der Mond ein wichtiger Stabilsator der Erdrotation ist, ist unbestritten, aber da er ohnehin nicht „davonfliegen“ kann, wie du das behauptest, stellen sich die Frage gar nicht.

Also ob
Mond oder Sonne, von beiden droht Unheil.

Vom Mond droht mit Sicherheit kein Unheil. Von der Sonne droht für die nächsten 1,5-2 Mrd. Jahre auch kein Unheil. Also Puls beruhigen und relaxen.

Was die Gezeiten angeht, ist allein die Gravitation des Mondes
dran Schuld.

Falsch. Gezeiten entstehen durch Gravitationskräfte von anderen Himmelskörpern. Der Mond ist aber nun wirklich nicht der einzige Himmelskörper in unserer Nähe, die Sonne gibts schließlich auch noch. Der Mond macht daher nur 2/3 der Gezeiten aus, die Sonne immerhin das verbleibende 1/3. Dass dies nicht zu vernachlässigen ist, ist jedem Küstenbewohner klar: Stichwort „Springflut“.

Dazu ein Gedankenspiel:

…

Bei den Gezeiten werden deshalb nicht nur die Gewässer
angehoben die auf der „Mondseite“ stehen sondern auch die
gegenüberliegenden.

Dein Gedankenspiel ist hier überhaupt nicht hilfreich und teilweise falsch.
Der doppelte Flutberg hat schon mal eine ganz andere Ursache, die mit dem Gedankenspiel so gut wie gar nichts zu tun hat. Der mondabgewandte Flutberg entsteht durch die Fliehkräfte, welche von der Drehung der Erde um den gemeinsamen Schwerpunkt des Systems „Erde-Mond“ erzeugt werden. Die Anziehungskraft des Mondes ist nun aber auf der mondzugewandten Seite größer, so dass er dort das Wasser stärker anziehen kann. Es bildet sich daher wegen der Differenz in der Anziehungskraft ein Flutberg auf der mondzugewandten Seite aus.

mfg
deconstruct

1 Like
#16

Hallo,

Vom Mond droht mit Sicherheit kein Unheil. Von der Sonne droht
für die nächsten 1,5-2 Mrd. Jahre auch kein Unheil. Also Puls
beruhigen und relaxen.

Was die Gezeiten angeht, ist allein die Gravitation des Mondes
dran Schuld.

Falsch. Gezeiten entstehen durch Gravitationskräfte von
anderen Himmelskörpern. Der Mond ist aber nun wirklich nicht
der einzige Himmelskörper in unserer Nähe, die Sonne gibts
schließlich auch noch. Der Mond macht daher nur 2/3 der
Gezeiten aus, die Sonne immerhin das verbleibende 1/3. Dass
dies nicht zu vernachlässigen ist, ist jedem Küstenbewohner
klar: Stichwort „Springflut“.

Hi,

ich wusste gar nicht, dass die Sonne für ein ganzes Drittel der Gezeiten verantwortlich ist, das ist ja eine ganze Menge. Was würde nun passieren, wenn man wie bei H.G. Wells den Mond abbauen (aushöhlen und Material zur Erde transportieren) und am Ende ganz sprengen würde? Was hätte das für einen Einfluss auf die Erde? Wäre das wirklich so ein Weltuntergangsszenario?

Schönen Gruß,
Rudy

#17

Hallo,

Dazu ein Gedankenspiel:

…

Bei den Gezeiten werden deshalb nicht nur die Gewässer
angehoben die auf der „Mondseite“ stehen sondern auch die
gegenüberliegenden.

Dein Gedankenspiel ist hier überhaupt nicht hilfreich und
teilweise falsch.
Der doppelte Flutberg hat schon mal eine ganz andere Ursache,
die mit dem Gedankenspiel so gut wie gar nichts zu tun hat.
Der mondabgewandte Flutberg entsteht durch die Fliehkräfte,
welche von der Drehung der Erde um den gemeinsamen Schwerpunkt
des Systems „Erde-Mond“ erzeugt werden. Die Anziehungskraft
des Mondes ist nun aber auf der mondzugewandten Seite größer,
so dass er dort das Wasser stärker anziehen kann. Es bildet
sich daher wegen der Differenz in der Anziehungskraft ein
Flutberg auf der mondzugewandten Seite aus.

In diesem Punkt hatte er aber Recht. Im Gegensatzt zu dem, was man oft hört und ließt, hat auch der mondabgewandte Flutberg nix mit irgendwelchen Fliehkräften zu tun sondern auch er ist einzig und alleine eine Folge der Gezeitenkräfte. Erde, Mond und Sonne befinden sich im freien Fall umeinander und werden über ihre gesamte Länge in Richtung des verursachenden Gravitationsfeldes auseinandergezerrt.

Jörg

#18

Hallo,

Dass der Mond ein wichtiger Stabilsator der Erdrotation ist,
ist unbestritten, aber da er ohnehin nicht „davonfliegen“
kann, wie du das behauptest, stellen sich die Frage gar nicht.

Hmmm… ich weiß nicht, immerhin nimmt die Gezeitenkraft mit der dritten Potenz des Abstandes ab und wenn sich der Mond um 50% entfernt, bedeutet das folglich, dass die Gezeitenkraft um 70% vermindert wird. Das könnte eventuell schon Probleme mit der Stabilität der Erdachse mit sich bringen.

Der doppelte Flutberg hat schon mal eine ganz andere Ursache,
die mit dem Gedankenspiel so gut wie gar nichts zu tun hat.
Der mondabgewandte Flutberg entsteht durch die Fliehkräfte […]

Wie Jörg schon sagte, ergeben sich die Gezeiten einzig und allein aus der differenziellen Form des Gravitationsfeldes des Mondes. So merkwürdig das auch klingt, aber es ist tatsächlich so, dass die Wassermassen auf der einen Seite der Erde vom Mond angezogen und auf der anderen Seite vom Mond abgestoßen werden.

Gruß
Oliver

#19

Danke für die Korrektur
Hi,

Hmmm… ich weiß nicht, immerhin nimmt die Gezeitenkraft mit
der dritten Potenz des Abstandes ab und wenn sich der Mond um
50% entfernt, bedeutet das folglich, dass die Gezeitenkraft um
70% vermindert wird. Das könnte eventuell schon Probleme mit
der Stabilität der Erdachse mit sich bringen.

Naja, der Mond ist aber im Vergleich zur Erde eh sehr groß, man könnte fast sagen, dass er „überdimensioniert“ ist. Da sehe ich keine Probleme, selbst 10% der Anziehungskraft sollte mehr als ausreichend sein.

Wie Jörg schon sagte, ergeben sich die Gezeiten einzig und
allein aus der differenziellen Form des Gravitationsfeldes des
Mondes. So merkwürdig das auch klingt, aber es ist tatsächlich
so, dass die Wassermassen auf der einen Seite der Erde vom
Mond angezogen und auf der anderen Seite vom Mond abgestoßen
werden.

Ja, danke an euch beide für die Korrektur und Asche auf mein Haupt. Habe mich gerade durch diverse Newsgroups-Postings in denen von einer nichtrotierenden Erde ausgegangen wird, davon überzeugen lassen.
Allerdings scheint die Fliehkraft-Erklärung weit verbreitet zu sein, denn ich finde in zwei Büchern von mir sowie auch in der FAQ von de.sci.astronomie (http://dsa-faq.berlios.de/dsa-faq-html/dsa-faq_3.htm…)
Das finde ich reichlich komisch, so „neu“ kann doch diese Erkenntnis nun auch nicht sein, schließlich ist Vektorrechnung keine Erfindung der Neuzeit. Gibts denn eigentlich keine „normale“ Literatur zu dieser Erklärung?
Auch finde ich die Bezeichnung „vom Mond abgestoßen“ irgendwie sehr verwirrend. Denn - so wie ich das jetzt verstehe - wird doch die abgewandte Seite genauso angezogen, aber eben nicht so stark. Aber richtig „abgestoßen“ wird doch da auch nichts, oder irre mich da?

mfg
deconstruct

#20

Hallo Namensvetter,

Der doppelte Flutberg hat schon mal eine ganz andere Ursache,
die mit dem Gedankenspiel so gut wie gar nichts zu tun hat.
Der mondabgewandte Flutberg entsteht durch die Fliehkräfte […]

Wie Jörg schon sagte, ergeben sich die Gezeiten einzig und
allein aus der differenziellen Form des Gravitationsfeldes des
Mondes. So merkwürdig das auch klingt, aber es ist tatsächlich
so, dass die Wassermassen auf der einen Seite der Erde vom
Mond angezogen und auf der anderen Seite vom Mond abgestoßen
werden.

Wie bitte? So ein Quatsch. Die Erklärung von deconstruct ist natürlich richtig.

Gruß

Oliver