Az árapály jelenségét a Földön – és más égitesteken is – elsősorban az égitestek közötti gravitációs kölcsönhatás, pontosabban a gravitációs erő különbsége (az úgynevezett árapályerő) okozza.
A Földön az árapály fő okozói:
- A Hold gravitációs vonzása: A Hold gravitációs vonzereje nem egyenletesen hat a Föld minden pontjára. A Holdhoz közelebbi oldalon erősebb a vonzás, míg a távolabbi oldalon gyengébb. A Holdhoz legközelebb eső oldalon a víz „felpúposodik”, mert a Hold erősebben vonzza a vizet, mint a Föld középpontját. Itt dagály (magas vízállás) keletkezik. A Föld túlsó, Holdtól távolabbi oldalán szintén dagály van.
Ennek oka, hogy ott a Hold a Föld középpontját erősebben vonzza, mint az ott lévő víztömeget, így a víz mintegy „lemarad”, szintén egy dagálypúpot képezve. - A Nap gravitációs vonzása: A Napnak is van árapálykeltő hatása, de mivel sokkal messzebb van, ez nagyjából feleakkora, mint a Holdé.
- A Föld forgása: A Föld forgása miatt egy adott pont naponta általában kétszer „áthalad” a dagálypúpok és az apályvölgyek (alacsony vízállás) alatt.
Hogyan nyilvánul meg ez a gyakorlatban a Földön?
Tengerszint változása: A leglátványosabb hatás a tengerek és óceánok partjain figyelhető meg, ahol a vízszint szabályos időközönként emelkedik (dagály) és süllyed (apály). Egy teljes ciklus (két dagály és két apály) általában kb. 24 óra 50 percig tart, mert a Hold közben tovább halad a Föld körüli pályáján.
- Szökőár (Spring tide): Amikor a Nap, a Föld és a Hold nagyjából egy vonalban vannak (újholdkor és holdtöltekor), a Nap és a Hold gravitációs ereje összeadódik. Ilyenkor a dagály magasabb, az apály pedig alacsonyabb a szokásosnál (nagyobb a szintkülönbség).
- Vakár (Neap tide): Amikor a Hold első vagy utolsó negyedben van, a Nap és a Hold iránya a Földről nézve nagyjából derékszöget zár be. Ekkor a két égitest árapálykeltő hatása részben kioltja egymást, így a dagály alacsonyabb, az apály pedig magasabb (kisebb a szintkülönbség).
- Árapályáramlások: A vízszint változása erős vízáramlásokat hoz létre a szűk tengerszorosokban, öblökben és folyótorkolatokban. A beáramló vizet dagályáramlásnak, a kiáramlót apályáramlásnak nevezik. Ezek fontosak a hajózás és az energiatermelés (árvízerőművek) szempontjából.
- Hatás a Föld forgására: Az árapálysúrlódás (a víz és a tengerfenék közötti súrlódás) hosszú távon nagyon lassan fékezi a Föld forgását, és ezzel növeli a nap hosszát.
- Szilárd Föld és légkör árapálya: Bár kevésbé észrevehető, a Hold és a Nap gravitációja a Föld szilárd kérgét és a légkörét is deformálja, létrehozva a szilárd Föld árapályát és a légköri árapályt.
- A talajvíz árapálya: Nemcsak a tengereknél és óceánoknál, hanem a földkéreg kőzeténél is megfigyelhető árapályjelenség. Ezt az elsők között bizonyították a Aggteleki-karsztban található Vass Imre-barlang kutatásakor. A környék karsztforrásainak vízhozamát folyamatosan regisztrálták, a barlang főágában az egymással szemközti falakba fúrt vasrudakkal mérték a kőzet mozgását, majd az adatokat egybevetették az árapályciklusokkal. Eredményül azt kapták, hogy az árapály miatt a kőzetből víz szorul ki, amely megnöveli a karsztforrások vízhozamát. A változás akár több száz liter/perc is lehet.
Árapály más bolygókon és égitesteken:
Az árapály jelensége nem korlátozódik a Földre. Minden olyan esetben létrejön, ahol egy égitest egy másik égitest gravitációs terében van, és az erő nem egyenletes az égitest különböző pontjain.
- Jupiter és az Io hold: A Jupiter óriási gravitációs ereje rendkívül erős árapályhatást fejt ki a legbelső nagy holdjára, az Ióra. Az Io belsejében keletkező súrlódási hő olyan nagy, hogy folyamatos és heves vulkáni tevékenységet tart fenn a holdon.
- Más gázóriások és holdjaik: Hasonló, bár eltérő mértékű árapályhatások játszódnak le a Szaturnusz, Uránusz és Neptunusz holdjain is, befolyásolva azok belső hőmérsékletét és geológiai aktivitását (pl. az Enceladus gejzírjei).
- Csillagok és bolygók: Egy csillaghoz nagyon közel keringő bolygón (exobolygón) a csillag erős árapályereje kötött tengelyforgást alakíthat ki (mindig ugyanazt az oldalát mutatja a csillag felé), és extrém módon deformálhatja a bolygót. Kettőscsillagok esetében a csillagok egymásra is kifejtenek árapályerőt.
Az árapály jelensége a közeli égitestek egymásra gyakorolt tömegvonzása által egymáson létrehozott alakváltozások. Az árapály egy univerzális gravitációs jelenség, amely egy égitest (pl. Hold, Nap) nem egyenletes gravitációs vonzásának következménye egy másik égitesten (pl. Föld), ami leglátványosabban a Föld óceánjainak szintváltozásában nyilvánul meg, de más égitesteken is fontos geológiai és fizikai folyamatokat befolyásol. Földi értelemben az árapály vagy régies nevén tengerjárás a tenger szintjének periodikus emelkedése (áradat vagy dagály) és süllyedése (apály), melyet a Hold és a Nap vonzásának befolyása okoz. A dagály és az apály között átlagosan 6 óra 12 perc telik el. Egy évben 705 dagály van.
