Ieder schipper en iedereen, die aan de zeekust of in een havenstad
woont, kent de getijden, de wisseling van ebbe en vloed. Tweemaal
per dag stijgt het zeewater en stroomt in de baaien en riviermonden;
tweemaal daalt het en stroomt terug. Het hoogwater komt echter niet
altijd even laat; elken volgenden dag komt het ongeveer 50 minuten
later dan den vorigen dag: na 14 dagen is het 12 uur later gekomen,
zoodat dan het eene hoogwater op denzelfden tijd van den dag valt
als 14 dagen vroeger het andere hoogwater. Wat beteekent deze
regelmatige verschuiving? Ook de maan verlaat zich ongeveer 50
minuten per dag. _Ebbe en vloed volgen de maan; zij komen altijd een
vasten tijd na de oogenblikken, waarop de maan in het Zuiden het
hoogst, of in het Noorden onder den horizon het laagst stond_. Dit
tijdsverloop, dat het hoogwater na de maan komt -- dus de tijd van
hoogwater op den dag van volle of nieuwe maan, als de maan om 12 uur
in het Zuiden staat -- heet _haventijd_. Voor de schippers is het
van groot belang dezen haventijd, die voor elke zeeplaats en haven
verschillend is, te kennen, omdat vele havens alleen bij hoogwater
met diepgaande schepen te bereiken zijn, en bij andere het in- en
uitstroomende water de schepen meevoert.
Vergelijkt men nu den haventijd van een aantal naburige plaatsen,
dan ziet men dat hij regelmatig van plaats tot plaats verandert; op
het kaartje is hij voor de kusten der Noordzee van uur tot uur aan
gegeven. Men ziet hier, hoe het hoogwater als een golf voortschuift;
van uit het Noorden buigt een golf om Schotland heen, die langs de
Engelsche en Noorsche kusten naar het Zuiden loopt, terwijl uit het
Zuiden, uit het Kanaal een golf langs de Hollandsche en Duitsche
kusten oploopt. Deze vloedgolven loopen natuurlijk ook over de open
zee, al kan men ze daar bij gebrek aan peilschalen niet bemerken.
[Illustratie: Vloedgolf in de Noordzee.]
Van de beide golven, die van het Noorden en van het Zuiden komen,
nemen wij aan de kusten de vereenigde werking waar; aan de getallen
tusschen haakjes op de kaart, die de vloedhoogte in meters aangeven,
is te zien, hoe zij elkaar op sommige plaatsen versterken, op andere
verzwakken. Het eerste is het geval bij de wadden, van Den Helder
tot Esbjerg, waar de gescheurde kusten het geweld van de door
stormvloeden veroorzaakte overstroomingen toonen; het laatste is het
geval bij de gave kustlijn van Noord-Holland en van Jutland.
Wij zien hier hoe het verschil tusschen hoog en laag water niet
overal even groot is. Aan rechte kusten en bij eilanden in den
oceaan is het vaak niet eens een meter; waar echter de vloedgolf in
een zeeëngte dringt, die steeds nauwer wordt, wordt het water
opgestuwd, en daar groeit het verschil tot vele meters, op enkele
plaatsen zelfs tot 15 en 20 meter. Maar ook op dezelfde plaats is
dit verschil altijd niet even groot; _de vloedhoogte wordt in een
14-daagsche periode beurtelings grooter en kleiner_. Bij volle en
nieuwe maan is de vloed het hoogst, de ebbe het laagst (springtij),
terwijl zij in de kwartierstanden van de maan veel minder van den
gemiddelden zeespiegel verschillen (doodtij). De oorzaak van dit
verschijnsel is dadelijk in te zien. Zijn de getijden een werking
van de maan, _dan zal de zon een gelijksoortige werking uitoefenen_;
bij volle en nieuwe maan valt deze werking met die van de maan samen
en versterken zij elkaar, terwijl in de kwartierstanden maanvloed en
zonneebbe samenvallen, dus elkaar verzwakken. Ook neemt men dikwijls
waar, dat de beide op elkaar volgende hoogwaters, b.v. de dagvloed
en de nachtvloed niet even hoog zijn, zoodat een sterke en een
zwakke vloed met elkaar afwisselen.
Reeds voordat Newton zijn aantrekkingskracht als algemeene
wereldkracht ontdekt had, waren de getijden al aan een aantrekking
van de maan toegeschreven. Terwijl Galilei de oorzaak in
ongelijkheden door de aswenteling der aarde zocht, zei Kepler
daarover: "het klaarblijkelijkste bewijs voor de wederzijdsche
aantrekking van aarde en maan ligt in de ebbe en vloed der zeeën. De
maan in den top der oceanen trekt de wateren aan, die de aarde
omstroomen, en deze aantrekking bewerkt, dat zij van hun kusten
wegstroomen, omdat zij zich naar de open, niet door vastelanden
afgesloten gedeelten der zeeën spoeden, die juist onder de maan
liggen." Newton kon dus dadelijk op de getijden als bewijs voor de
algemeenheid der aantrekking wijzen; en omdat hij de wetten van deze
aantrekking nauwkeurig had vastgesteld, kon hij een volledige
verklaring geven.
Zon en maan trekken alle deeltjes van de aarde aan, en het totaal
van al deze aantrekkingen is de geheele kracht, die de beweging van
de aarde als geheel bepaalt, en die juist zoo groot is, alsof alle
deeltjes in het middelpunt verzameld waren, Maar al deze deeltjes
worden niet even sterk aangetrokken; die het dichtst bij de maan (of
de zon) zijn, worden het sterkst, die aan den achterkant liggen het
zwakst aangetrokken. Hier geldt nu hetzelfde als wij op bladzij 282
voor de krachten vonden, die op de maan werken; de beweging van de
aarde als totaallichaam wordt door de kracht bepaald, die op het
middelpunt werkt; wordt een deeltje aan den achterkant zwakker
aangetrokken, dan heeft het neiging om langzamer dan de totale aarde
naar de maan te bewegen, dus achter te blijven, d.w.z. omhoog te
stijgen. Zijn gewicht wordt zooveel verminderd, als de op hem
werkende kracht van de maan minder is dan die op het middelpunt
werkt. Het verschil tusschen de kracht op een of ander deeltje en de
kracht op het middelpunt bepaalt de beweging van dit deeltje ten
opzichte van het middelpunt. Nu blijft de aardkorst voor die
krachten ongevoelig -- alleen voor zooverre zij niet geheel vast, of
eenigszins veerkrachtig is, kan zij er iets door vervormd worden --
maar het beweeglijke water moet er aan gehoorzamen. Hoe zijn nu die
krachten?
[Illustratie]
Voor deze geldt hetzelfde, wat wij vroeger voor de op de maan
werkende storende zonnekrachten vonden; aan den voor- en den
achterkant zijn ze van het middelpunt af gericht en verzwakken zij
de zwaartekracht; zijdelings zijn ze naar het middelpunt toe gericht
en versterken zij de zwaartekracht. Denken wij ons de aarde geheel
met water bedekt, dan moet het water aan den kant tegenover en naar
de maan (of de zon) toe, waar de zwaarte verminderd is, omhoog
stijgen; daar stroomt het onder de werking van de maankracht van
alle kanten heen, terwijl het zijdelings, waar de zwaarte sterker is
geworden, lager komt. Het wateroppervlak krijgt zoo den vorm van een
ei met twee gelijke spitsen, of een naar twee kanten uitgerekten
bol. Alleen bij die gedaante blijft het wateroppervlak onder de
gezamenlijke werking van maankracht en zwaartekracht in evenwicht.
Zulk een afwijking van den bolvorm van het wateroppervlak wordt nu
zoowel door de zon als door de maan teweeggebracht; maar de
afwijking door de zon is de kleinste. Hoe is dat mogelijk, terwijl
de aantrekkende kracht van de zon op de aarde toch ruim 170 maal
grooter is dan die van de maan? De zon is 12000, de maan slechts 30
aardmiddellijnen van ons verwijderd; over denzelfden afstand, b.v.
tusschen den voorkant en het middelpunt der aarde, vermindert de
zonnekracht 400 maal minder snel dan de maankracht; en deze
vermindering, dit verschil, dat de oorzaak van ebbe en vloed is, is
dus bij de zon slechts half zoo groot als bij de maan. Daarom
bepaalt de maan de hoofdzaak van het verschijnsel, en werken de
zonnegetijden slechts als verzwakking of versterking van de
maangetijden. Wij zullen verder alleen maar over de maangetijden
spreken, alsof de maan er alleen was; wij denken er dan wel aan, dat
zij bij volle en nieuwe maan 1 1/2 maal zoo sterk, bij eerste en
laatste kwartier tot nagenoeg de helft verzwakt zijn.
Nu draait de aarde om haar as en keert in den loop van den dag alle
kanten naar de maan toe. De beide watereispitsen, die naar de maan
toe en van de maan afgekeerd zijn, kunnen natuurlijk niet
meedraaien; zij moeten naar de maan toe gekeerd blijven, terwijl de
vaste aarde en het diepere water van den oceaan als 't ware onder
hen door draait. Of, zooals het zich voor ons aardbewoners vertoont:
de maan loopt elken dag eens om de aarde heen en sleept de
waterbergen mee, die als twee reusachtige vloedgolven over de vaste
aarde en den wereldoceaan heen strijken. Ziet men ergens de maan in
het Oosten opkomen en hooger klimmen, dan begint ook het water te
stijgen; wanneer de maan in het Zuiden staat, gaat de hoogste
golfkam ons voorbij: hij is des te hooger, naarmate de maan dichter
langs het toppunt des hemels strijkt. Daalt de maan naar het Westen,
dan wordt het ebbe, en het water staat op zijn laagst als de maan
ondergaat. Dan komt de tegenoverliggende golf aanloopen, waarvan de
kam ons voorbij trekt, wanneer de maan in het Noorden het diepst
onder den horizon staat.
Wij zien hier nu meteen de verklaring voor een andere
eigenaardigheid der getijden. Bevindt zich de maan in den aequator
des hemels, dan loopen de vloedbergen juist over den evenaar.
[Illustratie]
Staat de maan echter in de noordelijkste of zuidelijkste deelen van
haar baan, dan staat het waterei scheef ten opzichte van de aardas;
de eene punt strijkt over het Noordelijk, de andere over het
Zuidelijk halfrond; de eerste bewerkt op een plaats ter hoogte van
Europa een sterken, de andere een veel zwakkeren vloed, nauwelijks
hooger dan de ebbe. Zoo wordt het begrijpelijk, waarom somtijds de
vloed afwisselend sterk en zwak is.
Volgens deze eenvoudige theorie moest nu overal de tijd van
hoogwater met den hoogsten en den laagsten stand van de maan
samenvallen, dus m.a.w. de haventijd overal 0 uur zijn. Dit is
echter niet het geval. Al dadelijk hierom niet, omdat het water wel
eene dunne beweeglijke vloeistof is, maar niet zoo licht beweeglijk,
dat zijn beweging in het geheel geen weerstand, geen wrijving zou
ondervinden. Stellen wij ons voor, dat niet een wateroceaan, maar
een hulsel van dikke, taaie olie de aarde omgaf, dan zou deze
vloeistof aan de aantrekking van de maan maar moeilijk en langzaam
gehoorzamen. Dit is in veel geringer mate ook nu het geval met het
water; de vloedgolf blijft bij de maan achter en wordt door haar
achter zich aan gesleept; of, anders gezegd, de rondwentelende vaste
aarde met de groote watermassa er om heen sleurt, door de taaiheid
van het water, de vloedbergen een eindje met zich mee, zoodat zij
niet precies onder de maan kunnen blijven staan. Daardoor moet een
algemeene, slechts met de diepte der zeeën eenigszins wisselende
verlating van de vloedgolf ontstaan.
Maar oneindig veel belangrijker is een andere omstandigheid. Wij
hebben tot nog toe aangenomen, dat de aarde overal met water bedekt
is. In werkelijkheid liggen groote vastelanden over den aardbol
verspreid, die de vloedgolf verhinderen regelmatig voort te loopen.
Waar deze tegen een vasteland stoot, moet zij uitwijken, ombuigen,
achterblijven, om later in de open zee weer vooruit te schieten. De
vastelanden verdeelen het water in een aantal bekkens, die slechts
door nauwe straten verbonden zijn; van een geregeld om de aarde
loopende vloedgolf kan dus eigenlijk in het geheel geen sprake zijn.
[Illustratie: De vloedgolf in den Atlantischen Oceaan.]
In ieder oceaanbekken ontstaat een eigen, uiterst ingewikkelde golf
beweging; waar zulk een golf aan den ingang van een zeearm komt,
rolt zij daarin voort volgens haar eigen wetten, zonder zich verder
om de maan te bekommeren, soms zelfs in oostelijke richting tegen de
beweging van de maan in.
Er is al dikwijls geprobeerd, om uit de haventijden van alle
mogelijke kustplaatsen op aarde op een kaart weer te geven, hoe de
vloedgolf over de oceanen voortloopt, op die manier, dat alle
plaatsen op zee, die tegelijkertijd hoogwater hebben, door lijnen
met elkaar verbonden worden. Natuurlijk is dat uiterst moeilijk,
omdat men alleen gegevens van kustplaatsen heeft; midden in den
oceaan is geen peilschaal te plaatsen, en de verstrooide eilanden
vullen dit gemis maar gebrekkig aan. Waar deze lijnen ver van de
kust af loopen, berusten ze grootendeels op fantasie. Een beeld van
deze moeilijkheid kan ons kaartje van de Noordzee geven, waar deze
lijnen aan de kusten aangegeven zijn; wie beproeft de lijnen over de
open zee te teekenen, zal bemerken, dat dit bijna onmogelijk is. Men
heeft wel gemeend, dat ten minste voor de groote oceanen, zooals de
Indische en de Stille Oceaan, de vloedgolf vrij regelmatig van het
Oosten naar het Westen voortrolde; en zoo vindt men het ook op oude
kaarten voorgesteld. Maar in werkelijkheid is de beweging van het
water hier oneindig veel gekompliceerder; hier vindt men plaatsen
zonder getijwisseling, waar de vloedgolf in een kring omheenloopt;
daar vindt men gebieden, waar de geheele watermassa als in een tobbe
heen en weer schommelt. Voor den Atlantischen Oceaan is de
vloedbeweging nog het best bekend. Uit de Zuidelijke IJszee komt de
vloedgolf aanrollen, en loopt door dezen oceaan, die eigenlijk niet
meer dan een breede zeestraat is, noordwaarts. Met de maan heeft
deze golf dan niets meer te maken; na 12 uren heeft zij de kusten
van Senegambië en van Noord-Amerika bereikt, en nog 12 uur later is
zij op Spitsbergen gekomen en om Schotland heen en langs Calais in
de Noordzee gedrongen. Vindt men dus in Ostende of aan de Schotsche
kust een haventijd van 12 uur, d.w.z. dat de vloedgolf tegelijk met
de maan komt, dan is deze golf reeds een dag vroeger door de maan
veroorzaakt.
Bedenkt men nu, dat de sterkte van de vloedgolf nog weer verandert,
al naar zon en maan verder noordelijk of zuidelijk staan, en dat ook
de verschillende achter elkaar loopende golven elkaar weer
beïnvloeden en doorkruisen, dan beseft men, hoe moeilijk het moet
zijn, alleen nog maar het werkelijk verloop der verschijnselen uit
de ervaring vast te stellen. En eerst wanneer dat gebeurd is, kan
men trachten, dit verloop met den kustvorm en de diepte der zeeën in
verband te brengen. Zoo eenvoudig en natuurlijk de verklaring van
ebbe en vloed uit de aantrekking van zon en maan in het algemeen is,
zoo moeilijk is het, de ingewikkelde bijzonderheden van dit
verschijnsel uit de vormen van het aardoppervlak te verklaren.