เรื่องน่ารู้ของ “น้ำขึ้นน้ำลง” ปรากฏการณ์ธรรมชาติที่ดวงจันทร์มีบทบาทสำคัญ

เวลาไปเที่ยวทะเล หลายคนอาจเคยสังเกตว่า บางช่วงชายหาดมีน้ำทะเลขึ้นสูงจนพื้นที่ทรายหายไป ขณะที่อีกช่วงหนึ่งน้ำกลับลดลงจนเห็นพื้นทราย โขดหินหรือพื้นที่ชายฝั่งเป็นบริเวณกว้าง

ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า “น้ำขึ้นน้ำลง” (Tides) และเป็นหนึ่งในปรากฏการณ์ธรรมชาติที่เกิดขึ้นเป็นวัฏจักรอย่างสม่ำเสมอ โดยระดับน้ำทะเลจะเปลี่ยนแปลงขึ้น และลงตามเวลา ซึ่งแต่ละพื้นที่อาจมีช่วงเวลา และระดับน้ำขึ้นน้ำลงแตกต่างกัน

▪️ดวงจันทร์เกี่ยวข้องกับน้ำขึ้นน้ำลงอย่างไร ?

ปัจจัยสำคัญของน้ำขึ้นน้ำลงมาจากแรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์ และดวงอาทิตย์ที่มีต่อโลก โดยดวงจันทร์มีบทบาทสำคัญมาก เพราะแม้ดวงอาทิตย์จะมีมวลมากกว่าดวงจันทร์มหาศาล แต่ดวงจันทร์อยู่ใกล้โลกกว่ามาก ทำให้ความแตกต่างของแรงโน้มถ่วงที่มีต่อส่วนต่างๆของโลกมีผลต่อปรากฏการณ์น้ำขึ้นน้ำลงอย่างชัดเจน

NASA อธิบายว่า แรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์ ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของระดับน้ำในมหาสมุทร โดยบริเวณโลกที่หันเข้าหาดวงจันทร์จะเกิดบริเวณน้ำสูง ขณะเดียวกันอีกด้านหนึ่งของโลกก็เกิดบริเวณน้ำสูงเช่นกัน ส่วนบริเวณที่อยู่ระหว่างแนวน้ำสูงทั้งสองด้านจะมีระดับน้ำต่ำกว่า

เมื่อโลกหมุนรอบตัวเอง พื้นที่ชายฝั่งต่างๆ จึงเคลื่อนผ่านบริเวณที่มีระดับน้ำสูง และต่ำ ทำให้เราเห็นการเปลี่ยนแปลงของระดับน้ำทะเลเป็นวัฏจักร อย่างไรก็ตาม ภาพของน้ำทะเลที่โป่งขึ้นทั้งสองด้านไม่ควรเข้าใจว่าเป็นเพียงการที่ดวงจันทร์ “ดูดน้ำทะเล” ขึ้นไปด้านเดียวเท่านั้น เพราะระบบน้ำขึ้นน้ำลงเกี่ยวข้องกับแรงโน้มถ่วง และการเคลื่อนที่ของระบบโลก–ดวงจันทร์ร่วมกัน รวมถึงการตอบสนองของมหาสมุทรต่อแรงเหล่านี้

▪️สาเหตุที่บางพื้นที่น้ำขึ้นวันละ 2 ครั้ง

โดยทั่วไป พื้นที่ชายฝั่งจำนวนมากจะพบช่วงน้ำขึ้นประมาณ 2 ครั้ง และน้ำลงประมาณ 2 ครั้งภายในหนึ่งวันทางจันทรคติ ซึ่งมีความยาวประมาณ 24 ชั่วโมง 50 นาที

ด้วยเหตุนี้ เวลาของน้ำขึ้น และน้ำลงจึงไม่ได้เกิดตรงเวลาเดิมทุกวัน แต่โดยเฉลี่ยจะเลื่อนไปประมาณ 50 นาทีในแต่ละวัน อย่างไรก็ตาม ไม่ใช่ทุกพื้นที่บนโลกจะมีรูปแบบเหมือนกัน บางแห่งอาจมีน้ำขึ้น และน้ำลงวันละ 2 รอบ ขณะที่บางพื้นที่อาจมีเพียงวันละ 1 รอบหรือมีรูปแบบที่แตกต่างออกไป

สาเหตุสำคัญมาจากรูปร่างของชายฝั่ง ความลึกของทะเล อ่าว ปากแม่น้ำ เกาะต่างๆ และภูมิประเทศใต้ทะเล ซึ่งมีผลต่อการเคลื่อนที่ของคลื่นน้ำขึ้นน้ำลง ดังนั้น แม้อยู่ในประเทศเดียวกัน แต่ชายหาดคนละแห่งก็อาจมีเวลาน้ำขึ้นสูงสุด และน้ำลงต่ำสุดไม่ตรงกัน

▪️น้ำขึ้นสูงไม่ได้เท่ากันทุกวัน

ระดับของน้ำขึ้น และน้ำลงยังเปลี่ยนแปลงไปตามตำแหน่งของดวงจันทร์ และดวงอาทิตย์ด้วย โดยเมื่อดวงอาทิตย์ โลก และดวงจันทร์อยู่ในแนวเดียวกันหรือใกล้เคียงกัน แรงที่เกี่ยวข้องกับน้ำขึ้นน้ำลงจากดวงอาทิตย์ และดวงจันทร์จะเสริมกัน ทำให้ความแตกต่างระหว่างระดับน้ำขึ้นกับน้ำลงมากขึ้น ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า “Spring Tide” หรือช่วงน้ำเกิด โดยไม่ได้หมายถึงฤดูใบไม้ผลิ แต่หมายถึงช่วงที่ระดับน้ำขึ้นสูง และน้ำลงต่ำมีความแตกต่างกันมาก ช่วงดังกล่าวมักเกิดใกล้กับวันเดือนดับ และวันเพ็ญหรือช่วงดวงจันทร์ใหม่ และดวงจันทร์เต็มดวง

ในทางกลับกัน เมื่อดวงอาทิตย์ โลก และดวงจันทร์ทำมุมประมาณ 90 องศาต่อกัน แรงที่เกี่ยวข้องกับน้ำขึ้นน้ำลงจากดวงอาทิตย์ และดวงจันทร์จะหักล้างกันบางส่วน ทำให้ความแตกต่างระหว่างน้ำขึ้นกับน้ำลงลดลงเรียกว่า “Neap Tide” หรือช่วงน้ำตาย ซึ่งมักเกิดใกล้กับช่วงขึ้น 8 ค่ำ และแรม 8 ค่ำ

▪️ดวงอาทิตย์มีผลมากแค่ไหน ?

แม้ดวงอาทิตย์จะอยู่ห่างจากโลกมากกว่าดวงจันทร์อย่างมาก แต่มีมวลมหาศาล จึงยังมีอิทธิพลต่อปรากฏการณ์น้ำขึ้นน้ำลง โดยแรงที่เกี่ยวข้องกับน้ำขึ้นน้ำลงจากดวงอาทิตย์มีขนาดประมาณครึ่งหนึ่งของอิทธิพลจากดวงจันทร์

เมื่อแรงจากทั้งสองวัตถุท้องฟ้าสอดคล้องกัน ระดับน้ำขึ้น และน้ำลงจึงมีความแตกต่างมากขึ้น แต่เมื่อแรงทั้งสองทำงานในทิศทางที่ลดทอนกัน ความแตกต่างของระดับน้ำก็ลดลง จึงเป็นเหตุผลว่าทำไมระดับน้ำทะเลไม่ได้ขึ้น และลงด้วยรูปแบบเดิมตลอดทั้งเดือน

▪️สาเหตุที่ชายหาดบางแห่งน้ำขึ้นเร็ว บางแห่งน้ำขึ้นช้า

อีกเรื่องที่หลายคนอาจสงสัยคือ หากดวงจันทร์เป็นตัวการสำคัญ เหตุใดชายหาดแต่ละแห่งจึงมีเวลาน้ำขึ้นน้ำลงไม่เหมือนกัน คำตอบคือ มหาสมุทรไม่ได้เป็นผืนน้ำที่เชื่อมต่อกันแบบเรียบง่าย โดยชายฝั่งแต่ละแห่งมีรูปร่างแตกต่างกัน บางแห่งเป็นอ่าวแคบ บางแห่งเป็นชายหาดเปิด บางพื้นที่มีเกาะจำนวนมากหรือมีพื้นทะเลตื้นและลึกไม่เท่ากัน

ลักษณะเหล่านี้ส่งผลต่อการเคลื่อนที่ของน้ำ ทำให้บางพื้นที่มีช่วงน้ำขึ้นลงที่ชัดเจนมาก ขณะที่บางพื้นที่มีความแตกต่างของระดับน้ำไม่มากนัก โดยเฉพาะบริเวณอ่าว ปากแม่น้ำ และพื้นที่ชายฝั่งที่มีลักษณะทางภูมิศาสตร์เฉพาะ อาจเกิดการขยายหรือเปลี่ยนแปลงของระดับน้ำขึ้นน้ำลงได้มากกว่าพื้นที่ทะเลเปิด ดังนั้น หากวางแผนไปเที่ยวทะเล เดินหาด ชมโขดหินหรือทำกิจกรรมชายฝั่ง จึงควรตรวจสอบตารางน้ำขึ้นน้ำลงของพื้นที่นั้นโดยเฉพาะ ไม่ควรใช้เวลาเดียวกันจากชายหาดอีกแห่งมาเป็นข้อมูลแทนกัน

▪️น้ำขึ้นน้ำลงเกี่ยวข้องกับชีวิตประจำวันอย่างไร ?

น้ำขึ้นน้ำลงไม่ได้เป็นเพียงปรากฏการณ์ที่ทำให้ชายหาดเปลี่ยนไป แต่มีความสำคัญต่อกิจกรรมของมนุษย์ และระบบนิเวศชายฝั่งด้วย

• การเดินเรือ ต้องอาศัยข้อมูลระดับน้ำ เพื่อวางแผนการเดินทาง โดยเฉพาะเรือที่ต้องผ่านบริเวณน้ำตื้น ช่องแคบหรือปากแม่น้ำ

• การประมง ก็เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงของระดับน้ำ และกระแสน้ำ เพราะสัตว์น้ำบางชนิดมีพฤติกรรมสัมพันธ์กับรอบน้ำขึ้นน้ำลง

• ระบบนิเวศชายฝั่ง เช่น พื้นที่หาดโคลน ป่าชายเลน และพื้นที่น้ำขึ้นถึง ล้วนได้รับอิทธิพลจากการเปลี่ยนแปลงของระดับน้ำ สัตว์ และสิ่งมีชีวิตจำนวนมากจึงปรับพฤติกรรมให้สอดคล้องกับรอบน้ำ

• พื้นที่ปากแม่น้ำ น้ำขึ้นน้ำลงสามารถส่งผลต่อการไหลของน้ำ และการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อมบริเวณที่น้ำจืดจากแม่น้ำไหลมาบรรจบกับน้ำทะเล

▪️น้ำขึ้นน้ำลงไม่ใช่คลื่นทะเลทั่วไป

อีกประเด็นที่น่าสนใจคือ น้ำขึ้นน้ำลงกับคลื่นที่เราเห็นซัดเข้าหาชายหาดเป็นคนละปรากฏการณ์กัน

• คลื่นทะเลทั่วไป ส่วนใหญ่เกิดจากลมที่ถ่ายโอนพลังงานให้กับผิวน้ำ ขณะที่น้ำขึ้นน้ำลงเกี่ยวข้องกับแรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์ และดวงอาทิตย์ รวมถึงการเคลื่อนที่ของระบบโลก และดวงจันทร์

ในชีวิตจริง ทั้งสองปรากฏการณ์สามารถเกิดขึ้นพร้อมกันได้ จึงทำให้ระดับน้ำบริเวณชายฝั่งที่เราเห็นในช่วงเวลาหนึ่งได้รับอิทธิพลจากหลายปัจจัย ไม่ใช่เพียงน้ำขึ้นน้ำลงอย่างเดียว นอกจากนี้ สภาพอากาศ ลม และความกดอากาศยังสามารถทำให้ระดับน้ำบริเวณชายฝั่งแตกต่างจากระดับที่คาดการณ์จากน้ำขึ้นน้ำลงตามธรรมดาได้ด้วย

▪️สาเหตุที่เรื่องนี้น่าสนใจ

น้ำขึ้นน้ำลงเป็นตัวอย่างที่ดีของการที่ปรากฏการณ์บนโลกเชื่อมโยงกับวัตถุท้องฟ้าที่อยู่ห่างออกไปหลายแสนกิโลเมตร

ทุกครั้งที่เราเห็นชายหาดเปลี่ยนจากพื้นที่ที่มีน้ำปกคลุม กลายเป็นผืนทรายกว้างหรือเห็นโขดหินที่เคยจมหายกลับโผล่ขึ้นมา สิ่งที่เกิดขึ้นไม่ได้เป็นเรื่องบังเอิญ แต่เป็นส่วนหนึ่งของระบบธรรมชาติที่ได้รับอิทธิพลจากแรงโน้มถ่วง การหมุนของโลก การโคจรของดวงจันทร์ และลักษณะทางภูมิศาสตร์ของแต่ละพื้นที่ ดังนั้น ครั้งต่อไปที่เราไปเที่ยวทะเล ลองสังเกตดูว่า ช่วงเวลาที่เดินอยู่บนชายหาด อาจเป็นเพียงช่วงหนึ่งของวัฏจักรที่กำลังเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา และเบื้องหลังการเปลี่ยนแปลงของน้ำทะเลที่ดูเหมือนเป็นเรื่องธรรมดานั้น มีดวงจันทร์ และดวงอาทิตย์กำลังมีบทบาทสำคัญต่อโลกของเราอยู่เสมอ