Veel of bijna alles van wat hieronder staat heb ik op het internet en met name op wikipedia-pagina’s gevonden. Daarvoor bezocht ik meerdere pagina’s in meerdere talen (Nederlands, Frans, Engels), die overigens niet altijd even correct naar elkaar verwijzen. De A.I. die je bij het googlen ongevraagd krijgt heb ik niet gebruikt. Daar staan teveel nonsens zonder bronvermelding in. Met wat verder googlen vind je vaak letterlijk dezelfde tekst, maar begrijp je dat die toch iets anders zegt.

Wat ik onlangs over getijden las, heeft me verrast.

De maan en, in mindere mate, de zon creëren getijden op zee. We hebben het allemaal geleerd, gelezen, gehoord en zelf doorverteld. Het behoort, althans in landen met een kust en getijden, tot de wijdst verspreide en gedeelde wetenschappelijke kennis, meer dan de standen van de maan, het lengen van de dagen, de grote en de kleine beer, de renteberekening of de inflatie. Tweemaal daags ongeveer — is het iets meer of iets minder? weet je dat nog? — is het hoogtij, onterecht soms vloed genoemd, en tweemaal laag. [Vloed en eb zijn de bewegingen die tot hoogtij en laagtij leiden. En een getijdencyclus duurt bijna 25 uur. Het is dus iets minder dan tweemaal daags.]
In functie van de vorm van de kusten en de zee zijn sommige getijden zeer sterk en andere zwak, ook dat begrijpen we wel: de ingesloten Middellandse zee heeft nauwelijks getijden, en in Normandië bij de Mont-Saint-Michel zijn ze extreem sterk. Dat er plekken zijn met slechts één hoog- en één laagwater per dag is al moeilijker te vatten. Dat vloed sneller gaat dan eb, en water soms naar boven stroomt beseffen we niet. En evenmin dat ook de aardkorst getijden kent — tweemaal daags gaat ze enkele decimeters omhoog en dan weer omlaag.

voorspelbaar

Reeds in het jaar 77 van onze jaartelling beschreef de Romeinse militair, letterkundige en wetenschapper Plinius de Oudere hoe de maan en de zon de getijden bepalen. De “hoe” mag je niet letterlijk nemen. Plinius zag de interactie, maar kon ze niet verklaren. Dat kon pas Isaac Newton in 1687, met de zwaartekracht. Zijn theorie werd vervolgens door Bernoulli, Laplace, Fourier en anderen verder uitgewerkt. Terloops mag vermeld dat het niet zozeer de verticale aantrekkingskracht van de maan is — die is daarvoor te klein — maar de horizontale die de watermassa’s verplaatst.

Wie meer over getijden wil weten verdrinkt in formules. Met uitzondering van de weersomstandigheden (windsnelheid en -richting, luchtdruk) zijn waterstanden perfect voorspelbaar, maar je moet wel een honderdtal plaatsgebonden parameters in je formules verwerken.

De getijdenmolen van Rupelmonde (hier aan de Scheldekant gezien) dateert uit de 16de eeuw.

Samen met aardbevingen, vulkanische activiteit en aardwarmte zijn getijden één van de weinige fenomenen op aarde die niet hun oorsprong vinden in de straling van de zon. Denkend aan de wet van behoud van energie, vraag je je dan af — vraag ik me dan af — of de werking van de getijden, de verplaatsing van die enorme watermassa’s en de wrijving die daarmee gepaard gaat niet moeten leiden, op extreem lange termijn, tot het vallen van de maan. Begrijp: de maan trekt de watermassa’s vooruit, daar zit wrijving in, vertraging, een krachtenkoppel dat de maan afremt, die haar evenwicht tussen middelpuntvliedende en aantrekkingskracht verliest, en uiteindelijk op de aarde valt.

Dat was ook mijn ironisch bedoelde opmerking in mijn recente tekst over warmtepompen, gas en elektriciteit. Wind en zon zijn niet voorspelbaar. Getijden wel. Permanent is hun actie niet, maar wel berekenbaar. Al sinds eeuwen wordt getijde-energie gebruikt, zij het marginaal, zoals in getijdenmolens, maar tegenwoordig wordt ook onderzocht en geëxperimenteerd hoe de kracht van getijden op veel grotere schaal als bedrijfszekere hernieuwbare energie kan worden gebruikt, en wat de invloed op het mariene leven dan is. Maar, gaat de maan dan “sneller” vallen, zoals ik dacht?

we verliezen de maan

Ik zocht het op, en viel van de ene verbazing in de andere. Het is het omgekeerde dat gebeurt. Niet de maan trekt de getijden de aarde rond, maar de getijden trekken de maan! De aantrekkingskracht van de maan veroorzaakt wel degelijk de getijden, maar het draaien van de aarde neemt die watermassa’s met zich mee. Vooral dicht bij de evenaar is de kracht waarmee de watermassa’s oostwaarts worden vervoerd, groter dan de kracht waarmee ze, onder invloed van de maan, naar het westen worden getrokken. [Oostwaarts is een wat ongemakkelijke term, hij bedoelt dat de aarde, mét het water, naar het oosten draait. Tegen de klok in, vanuit de noordpool gezien.]
Met andere woorden: de watermassa’s van de getijden lopen niet achter maar vóór op de stand van de maan, die in 27,3 dagen in dezelfde oostwaartse richting rond de aarde draait (de siderische maand, niet te verwarren met de synodische maand van 29,5 dagen tussen twee identieke schijngestalten). [Omdat de maan veel trager oostwaarts rond de aarde draait dan de aarde om haar as, reist ze voor een observator die op de aarde staat naar het westen.]
Er ontstaat een krachtenkoppel dat de maan versnelt tot een baan die verder van de aarde komt te staan. Een fenomeen dat op wikipedia — onjuist — seculiere versnelling wordt genoemd, wat in feite seculair zou moeten zijn, waarbij seculair naar eeuwen en de lange tijd verwijst.

Wat zijn de consequenties? Er zijn er (minstens) twee.

• De afstand van de maan tot de aarde groeit met 38 millimeter per jaar, of 3,80 meter per eeuw. [Die afstand bedraagt momenteel gemiddeld 384.000 kilometer.] De Kepleriaanse paradox is dat dit zich vertaalt in een vertraging in booggraden: ongeveer 26 boogseconden per vierkante eeuw. Ben je nog mee?
• De rotatie van de aarde (om haar as, niet om de zon) wordt afgeremd. Ze is in het verleden om dezelfde reden al sterk vertraagd. Zowat 3,5 miljard jaar geleden duurde een etmaal ongeveer 8u40. Er waren toen meer dan duizend dagen in een jaar. Dat fenomeen heeft men, voor een “kortere” periode van 700 miljoen jaar, ook in fossiele koralen kunnen vaststellen. Momenteel neemt de duur van een etmaal toe met gemiddeld 2,4 milliseconden per eeuw. Voor de wiskundigen: de vertraging bedraagt “ongeveer 88 seconden per vierkante eeuw.”

[Ook de maankorst vertoonde getijden, veel groter dan op de aarde. Die hebben ertoe geleid dat de maan steeds langzamer om haar as ging draaien, om uiteindelijk tot stilstand te komen. Exacter: Ze draait nu even “snel” om haar as als om de aarde, waardoor ze steeds dezelfde zijde toont.]

De “dag” dat de aarde niet meer om haar as draait, en de maan niet meer om de aarde, zal echter niet bestaan. Véél eerder (nu ja, over 1 miljard jaren) wordt de zon zo heet dat de oceanen verdampen en (over 4 miljard jaren) dat ze de aarde en de maan verslindt.

0,002%

Tenslotte, met de wet van behoud van energie vond ik nog dit.
Door de getijden wordt energie overgedragen van de aarde naar de maan. Toch blijft het leeuwendeel van het vermogen op de aarde, onder de vorm van wrijvingswarmte: 3,64 terawatt op een totaal van 3,78 terawatt.
Dat is 0,002% van de energie-balans van het systeem aarde.  [Systeem aarde = atmosfeer + hydrosfeer + lithosfeer + biosfeer; dus zonder de kern]

Ter vergelijking:

• energie door mensen “opgewekt”, van fossiele en nucleaire oosprong = 0,009%
• geothermie = 0,025% (historische warmte van het ontstaan van de aarde, en nucleaire reacties in de kern; slechts een miniem deel wordt door mensen gebruikt);
• zon = 99,97%, hetzij 173.000 terawatt.

Naargelang de bron worden lichtjes andere cijfers gegeven.

Tot slot het antwoord op mijn vraag: wat “gebeurt er” als we waanzinnig veel energie uit de getijden halen?
Ik begrijp dat we dan de wrijving verhogen, en daarmee de hoek (α op de tekening) tussen het hoogwater en de stand van de maan. Het krachtenkoppel vergroot, wat ervoor zorgt dat de afstand tussen de maan en de aarde “sneller” groeit, en dat de omwenteling van de aarde om haar as verder vertraagt. Dagen, in feite etmalen worden langer, maar dat merken we niet. En het zal nog heel lang duren eer een jaar een dag minder telt.

Lees als aanvulling ook hier: zin en onzin omtrent een korte 5 augustus.

Extra: een totaal andere verrassing omtrent getijden lees je hier: hoe het water van de Schelde soms van Antwerpen naar Vlissingen naar boven stroomt.

Post scriptum: Ik heb de tekst van de Nederlandstalige wiki-pagina gecorrigeerd (waarmee ik A.I. in verwarring heb gebracht): “seculair” in plaats van “seculier”, conform de definities die Van Dale geeft. Aan de titel kan ik echter niet raken. De Franse tekst vermeldt “séculaire” en de Engelse “tidal”.
Etymologisch verwijst zowel “seculier” als “seculair” naar eeuwen. Dat is paradoxaal, want “seculair” is “op lange termijn” (slechts na één of meerdere eeuwen waarneembaar) en “seculier” (niet-religieus) is “in deze eeuw” en dus in de wereld van vandaag (in tegenstelling tot religie, die geacht wordt buiten de wereld te staan en niet-tijdsgebonden te zijn).