חם על הירח

לכוכב הלכת צדק עשרוֹת ירחים - בארבעה מהם צפה לראשונה גליליאו גליליי, ולכן הם קרוּיים על שמו: אָיוֹ, גָנימֶד, קַליסטוֹ ואירופה. הפעם נתמקד בירח איו. מבט בפני השטח של איו מגלה עולם מסתורי ומרתק: מזרקות אדירות של חומר, שמגיעות לגובה 300 קילומטר או יותר מעל פני השטח, עושות את איו הגוף הפעיל ביותר מבחינה געשית במערכת השמש! מזרקות געשיות אלה הן גם הגורם לכך שצִבעו של איו נוטה לצהוב, בזכות הגופרית.

כאשר הביט גליליאו בצדק לפני יותר מ-400 שנה הוא ראה את איו כנקודה. בסוף שנות התשעים של המאה העשרים הגיעה גָּשוֹשית המחקר "גליליאו" קרוב מספיק לאיו כדי לצלם את פני השטח שלו ולשלוח מהם פרטים. ניתוח התצלומים הראה שכמעט אין על פניו עדויות לפגיעות מטאוריטים ושיש בו כמות גדולה של הרי געש פעילים. בכמה מהתצלומים נראו ממש התפרצויות. ההתפרצויות הגעשיות על פני איו כּה בולטות עד שאפשר לראות אותן אפילו מטלסקופים שמוצבים על פני כדור הארץ.

הירח איו - הגוף הפָּעיל ביותר מִבְּחינה געשית במערכת השמש(צילום: נאס"א)

הצד האָפֵל של הירח

תשאלו איך זה שהרי געש שנמצאים על פני כדור הארץ - גם אלה הכבירים ביותר, שיש ביכולתם לפלוט כמות אדירה של חומר לאטמוספרה - מתגמדים לעומת מזרקות החומר העצומות שאיו מציג לראווה? התשובה טמונה במנגנון השונה הגורם לתופעה בכל אחד מהם. בכדור הארץ מקורן של הרי הגעש הוא לביטוי לחום העצום האצור במעמקי כדור הארץ, שיש בו כדי להתיך סלעים. צפיפותו של הסלע המותך - המַגְמָה - קטנה מזו של הסלע המוצק המרכיב את קרום כדור הארץ, ולכן היא עולה באטיות אל פני השטח. כאשר המַגמה מגיעה אל פני כדור הארץ, מתקיימת פּעילוּת געשית.

באיו, לעומת זאת, מקורה של התופעה נעוץ בכוח הכבידה שצדק והירחים האחרים המַקיפים אותו מפעילים. כוח הכבידה שצדק מפעיל על איו חזק עד כדי כך שהוא גרם לאיו להיות "לכוד", וכך הוא מפנה תמיד צד אחד בלבד כלפי צדק. מכירים מקרה דומה? איננוּ צריכים להרחיק כל כך: הירח שלנו מדגים אותה תופעה בדיוק! לפיכך מבחינתנו לירח שלנו יש "צד נסתר" שאינו מופנה לְעולם לעבר כדור הארץ (יש המכנים אותו בטעות "הצד האפל של הירח" - אך הוא איננו אפל, אלא מואר על ידי השמש בדיוק כמו הצד המופנה אלינו דרך קבע). תופעה זו של נעילת ירח לכיווּן כוכב הלכת שהוא מקיף נקראת סִנכְרוּן.

נסיך הגאות והשפל

פרט לכוח המשיכה שצדק מפעיל על איו, גם הירחים האחרים הנעים בקִרבתו מפעילים כוח, לעתים בכיוון מנוגד. שילוב זה יוצר כוחות גאות ושפל חזקים שמותחים את פניו של איו כלפי חוץ וכלפי פנים עד כדי הפרשים של מאה מטר! חוקרים חושבים שאיו בנוי בעיקר מסלעי סיליקָט מותכים ומגרעין מתכתי ושהמתיחוֹת החוזרות ונשנות יוצרות חום רב, וזה ממס את תוכו, והתוצאה היא פּעילות געשית מרשימה.

ננצל את ההזדמנוּת כדי להסביר על תופעה יום-יומית אצלנו, בכדור הארץ. כל מי שבילה בחוף הים יכול לזהות בקלות שמפלס המים משתנה בהתאם לשעות היום. התופעה מתרחשת במחזוריות קבועה המוכרת בשם גאות ושפל ובולטת בייחוד בחופי האוקיינוסים, ששם ההפרש במפלס הים יכול להגיע לכמה מטרים. לעומת זאת, הים התיכון תחום בין היבשות אפריקה ואירופה, ולכן התופעה מתבטאת בו רק בשינויים של כחצי מטר בחופי ישראל. מחזור הגאות והשפל מתרחש פעמיים ביום בערך. פרק הזמן שבין גאות אחת לאחרת הוא 12 שעות ו-24 דקות, בגלל השילוב בין סיבוּב כדור הארץ סביב עצמו ומסלולו של הירח סביב כדור הארץ.

איך התופעה נגרמת? לפי חוק הכבידה של ניוטון, כוח הכבידה משתנה במרחקים שונים, ולכן כבידה גדולה יותר פועלת על האוקיינוסים הקרובים לכיוון הירח יותר מאשר על החלק המוצק של כדור הארץ, וכבידה חלשה עוד יותר פועלת על האוקיינוסים הרחוקים יותר מכיוון הירח. בשל כך האוקיינוסים של כדור הארץ נמתחים בכיוון הירח וכן מכיוון הירח והלאה. כוחות הגאות מותחים מעט גם את החלק המוצק של כדור הארץ, אך מתיחה זו קטנה מאוד ומתבטאת במטרים אחדים (לעומת הרַדיוּס כדור הארץ – 6,380 קילומטר).

גם לגרמי שמים נוספים, כמו השמש, ואפילו לכוכב הלכת צדק, יש השפעה על הגאות ועל השפל בחופי הים שלנו. מי שמוטרד מכך שגם על פני כדור הארץ נראה לפתע מזרקות ענקיות כמו שכוחות הגאות והשפל של צדק וירחיו גורמים על איו - מוזמן להירגע. בשל מרחקם העצום מאתנו, השפעתם על הגאות ועל השפל שאנו חוֹוים קטנה ביותר.

הכותב הוא סמנכ"ל מדעי בפארק קרסו למדע

רוצים לקרוא עוד? לקבלת מגזין גליליאו צעיר במתנה