پدیدهٔ کِشَند یا جزر و مد اساساً زاییده نیروی گرانش کره ماه است، آشکار است که دریاها در سنجش با خشکی‏های زمین نرمش‌پذیری بیشتری دارند و از این روی در برابر نیروی کشش ماه کمتر ایستادگی می‏کنند، به همین مناسبت توده‏های آب در زیر پای ماه انباشته می‏گردند و پدیده‏ای را به نام  «برکشند» (مد) ایجاد می‏کنند.

هم‌زمان با «برکشند» رو به ماه، «برکشند» دیگری در آن سوی کره زمین ایجاد می‏گردد بدین‏سان که آبهای آن سوی کره زمین که از ماه بدورند، کمتر متأثر گردیده و به اصطلاح عقب می‏مانند و آب توده کلانی را ایجاد می‏کنند، بنابراین روزانه هر نقطه از سطح دریا دوبار دستخوش برکشند و دو بار هم دستخوش «فروکشند» (جزر) می‏گردد.

منشأ جزر و مد

      اساسا جزر و مد بر اثر نیروهای برهمکنش جاذبه‌ای و سینماتیکی دستگاه زمين- ماه- خورشيد بوجود می‌آید. تأثیرات خورشید و ماه بر روی زمین تئوری تعادلی جزر و مد را مشخص می‌کند. نیروی مولد جزر و مدی سایر اجسام سماوی به علت دوری فاصله یا کوچکی جرم قابل چشم پوشی هستند. جزر و مدها اثر قابل ملاحظه‌ای در پارامتر های مداری دستگاه زمین ـ ماه را دارند. حرکت ماه را در بررسی دقیق جزر و مد دخیل می‌دانند. کل نیروهای مولد جزر و مد کوچک است. نیروی اساسی مولد جزر و مد مربوط به ماه است.

به‏طور میانگین بازه زمانی میان دو برکشند و فروکشند پیاپی ۱۲ ساعت و ۵/۲۵ دقیقه است، درست نیمه زمانی که طول می‏کشد، تا ماه ظاهراً یک دور کامل گرد زمین بپیماید یعنی ۲۴ ساعت و ۵۱ دقیقه.

کشند همراه با حرکت ظاهری ماه از افق شرقی ناظر، به سمت افق غربی او پیش می‏روند.  اثر گرانش خورشید در کشند نسبت ‏به ماه در رده دوم اهمیت‏ برخوردار است، زیرا بازه آن بیشتر (فاصله خورشید از زمین یکصد و پنجاه میلیون کیلومتر) است، از این‏رو نسبت نیروی کشندزای خورشید تنها پیرامون ۷ درصد نیروی ماه است.

      هنگامی که نیروهای کشندزای ماه و خورشید هماهنگ عمل می‏کنند، مثلاً هنگام ماه نو که هر دو در یک طرف زمین هستند، جزر و مدها در بیشینه خود هستند و به نام کشند بهاری یا «مهکشند» (spring tide) نامیده می‏شود، حد دیگر وقتی است که خورشید و ماه باهم زاویه ۹۰ درجه (تربیع) می‏سازند در این هنگام جزر و مد را به کمینه و به کشندهای کوچک یا «کهشکند» (neap tide) بدل می‏سازند.

      نزدیکی ماه نیز تأثیری در بلندی کشند دارد، هنگامی که ماه در فرودینه زمینی قرار دارد نیروی کشندزای آن به اندازه ۲۰% بیش از حد عادی است.

گرانش ماه سبب می‏شود افزون بر آماسیدن آبهای کره زمین، خشکی‏ها نیز دستخوش تورم گردند که در سنجش با آماس آبها نامحسوس است.

نیروی برآمده از گرانش ماه و لنگری که از جانب انباشته شدن آبها به وجود می‏آید، سبب می‏شوند چرخش محوری زمین به آرامی ایست (ترمز) کند و بدین‏سان بر طول شبانه‏روز زمینی می‏افزایند.

نظريات دانشمندان در مورد پديده جزر و مد

      پديده ي جزر و مد مورد توجه ايرانيان باستان بوده، چنانكه بيان    مي كردند كه دو « باد» از پيش (جانب) ماه مي وزد، يكي را «فرود آهنج » (جزر) و ديگري را « بر آهنج» (مد)  مي خوانند، طبيعيدانان و جغرافيدانان دوره اسلامي نيز به سبب كنجكاوي علمي و نيز تاثير جزر و مد بر زندگي ساكنان شهرهاي حاشيه ي درياها و اقيانوسها در قلمرو اسلامي، به اين پديده توجه داشته اند.

      عقايد دانشمندان مسلمان درباره جزر و مد تا حدود زيادي متاثر از آراي جغرافيدانان، دريانوردان و اخترشناسان يوناني بوده است. بسياري از طبيعيدانان و اخترشناسان يوناني به درستي آگاه بودند كه جزر و مد عمدتاً ناشي از تاثير ماه بر آب اقيانوسها و درياهاست.

اراتستن ( منجم يوناني، 273، 192 ق.م) در توضيح نوسانات سطح آب درياها، به ويژه در تنگه ها، اشاره كرده است كه هنگام طلوع و غروب ماه، مد آغاز مي شود و پس از گذر ماه  از نصف النهار بالايي يا پاييني ناظر، پايان مي يابد و جزر آغاز مي شود.

      به نقل ادريسي ( متوفي 560، ج 1، ص 93) ساطوطس  ( شايد منظور ساتوروس، حكيم يوناني و معلم طب جالينوس، باشد) عقيده داشت كه امتلاء ماه ( كامل شدن ماه ) سبب افزايش دامنه جزر و مد مي شود. برخي از يونانيان عقايدي شبه علمي يا موهوم درباره جزر و مد داشتند، چنانكه ثاوفرسطوس (323-287 ق.م) وزيدن باد را منشاء جزر و مد مي دانست.

ادريسي نقل كرده است كه ارسطو و ارشميدس خورشيد را موجب حركت بادها و ايجاد جزر و مد مي دانستند.

پومپونيوس ملا، جغرافيدان اسپانيايي اگر چه ماه را بر جزر و مد مؤثر مي دانست، دو فرضيه ديگر نيز مطرح كرد: جزر و مد نتيجه تنفس زمين يا تاثير حفره هاي آن بر آب درياهاست.

در دوره اسلامي نيز نظريات مشابهي مطرح شد. مي دانيم كه حنين بن اسحاق اثري مستقل به نام كتاب في المد و الجزر داشته است.

      طبيعيدانان و جغرافيدانان دوره اسلامي فرضيه هاي گوناگوني درباره منشاء جزر و مد مطرح كرده اند كه بخش عمده اي از آنها را مسعودي در مروج الذهب آورده است. يعقوب بن اسحاق كندي و ابومعشر بلخي از نخستين طبيعيدانان دوره اسلامي اند كه به موضوع جزر و مد پرداخته اند. كندي در رساله فی‌العِلَّة الفاعِلَة لِلمَدِّ و الجزر، ماه را مهم ترين علت جزر و مد و نور آن را موجب گرمي و انبساط آب درياها (مد) دانسته است. وي در اين رساله جزر و مد را بيشتر از ديدگاه فلسفي بررسي كرده است. بعدها كتاب كندي به اروپا رفت و رابرت گروستست، دانشمند انگليسي از آن استفاده فراوان كرد.

ابو معشر بلخي با بررسي علمي و مفصل جزر و مد، به درستي اعتقاد داشته كه جزر و مد نتيجه       « كشش» ماه است. او تاثير ماه را بر درياها شبيه تاثير « سنگ مغناطيس» بر آهن دانسته است كه به دليل طبعش آهن را جذب مي كند.

      در دوره اسلامي افزون بر توصيفهاي علمي، برخي دلايل شبه علمي نيز براي جزر و مد مطرح كرده اند، چنانكه برخي از طبيعيدانان دوره اسلامي از ديدگاه طبيعيات قديم، ماه را بر جزر و مد مؤثر مي دانستند، مثلاً، به نوشته مسعودي گروهي عقيده داشتند كه ماه از جنس آب يا رطوبت است و آب درياها را مانند آبي كه در يگ جوش مي آيد و سر مي رود، گرم و منبسط مي كند. گروهي هم اين نظر را رد مي كردند، زيرا به عقيده آنان حتي خورشيد با آنكه از ماه گرمتر است، عامل جزر و مد نيست، بلكه درون زمين پيوسته بخارهايي به وجود مي آيد كه با افزايش آنها آب درياها دفع مي شود و مد رخ مي دهد و با كاهش آنها جزر.

      به نظر برخي، هواي بالاي دريا پيوسته به آب تبديل مي شود و با زياد شدن آب دريا مد رخ   مي دهد، سپس آب دريا تغيير و تنفس مي كند و دوباره به هوا تبديل مي شود و اين امر پيوسته ادامه دارد. هنگامي كه ماه پر مي شود ( هنگام بدر) هوا بيشتر از معمول به آب تبديل مي گردد و در حقيقت مهتاب علت فزوني ( دامنه جزر و مد ) است ولي علت اصلي آن نيست، چنانكه ممكن است ماه در محاق باشد و جزر و مد رخ دهد.

ابومعشر نظر كساني را كه عقيده داشتند جزر و مد به سبب تنفس درياهاست با چهار دليل رد كرد، از جلمه اينكه اگر جزر و مد نتيجه تنفس دريا باشد بايد به صورت ثابت و منظم و بدون تغيير شدت رخ دهد، زيرا حالت « اشياء» طبيعي تغيير نمي كند، در حالي كه در مورد جزر و مد چنين نيست. از اين گذشته دليلي بر هماهنگي تنفس دريا با پديدار شدن ماه، تغييرات ارتفاع و غروب آن وجود ندارد.

      از ابن عباس نقل شده كه فرشته اي نگهبان درياست؛ هنگامي كه پايش را در آب بگذارد مد و چون در آورد جزر مي شود (مقدسي، ص 124).

ابوريحان بيروني نوشته است كه عامه مردم هند اعتقاد دارند كه جزر و مد به دليل تنفس درياست، چنانكه به اعتقاد ماني جزر و مد نتيجه تنفس شيطاني در درياست، اما عالمان هند مراحل روزانه جزر و مد را مرتبط با طلوع و غروب ماه و تغيير ماهانه آن را به سبب فزوني و كاستي قرص ماه مي دانند، بي آنكه از علت طبيعي اين دو پديده باخبر باشند.

ابومعشر و كندي نيز به مانند اراتستن به درستي آگاه بودند كه به دليل تاثير ماه، در هر شبانه روز دو بار مد و دو بار جزر رخ مي دهد و آن را مد روزانه ( يومي) ناميدند. (كندي، ج 2، ص 131 و ابومعشر بلخي، ص 174).

      به عقيده كندي علت دو بار جزر و مد روزانه اين است كه تاثير رسيدن ماه هر وتدي متصاد وتد قبلي است. در نتيجه، رسيدن ماه به افق مشرق و مغرب ( ابتداي مد) مخالف وضعيت رسيدن ماه به نصف النهار بالايي و پاييني ( ابتداي جزر) است، ابومعشر( ص 177-179) بر مبناي طلوع و غروب ماه، چند رابطه رياضي براي محاسبه زمان جزر و مد آورده است. وي براي پي بردن به شدت جزر و مد هشت عامل برشمرده كه شش مورد آنها به ماه ارتباط دارند، از جمله بعد ( فاصله زاويه اي) ماه از خورشيد، فاصله ماه با زمين و موقعيت ماه در بروج مختلف، وي طول شب و روز و بادهاي قوي را نيز بر جزر و مد مؤثر دانسته است.

ابومعشر در توصيف جزر و مد روزانه به اين نكته اشاره كرده است كه به دليل حركت ماه در آسمان، زمان طلوع و غروب ماه (در نتيجه زمان جزر و مد) تغيير مي كند، از سوي ديگر به دليل تفاوت طول جغرافيايي مكانهاي مختلف ممكن است آغاز مد در مكاني مقارن با آغاز جزر در مكاني ديگر باشد. هنگام مد، حركت آب دريا از پايين به بالا و همراه با بادهاي شديد است و هنگام جزر آب فروكش مي كند و باد مي ايستند، اما در ساحل هنگام مد، آب ارتفاع مي گيرد و جاري مي شود و در جزر دوباره به دريا باز مي گردد. تغييرات مدي را كه با چرخه هلالي ماه مرتبط بود، مد شهري (ماهانه)  مي ناميدند. ابومعشر به درستي نوشته است كه از اجتماع (مقارنه ماه با خورشيد) تا تربيع اول، از قدرت مد كاسته مي شود و دوباره تا بدر، افزايش و سپس تا تربيع دوم كاهش مي يابد، همچنين مي افزايد كه قدرت مد در بدر بيشتر از مقارنه و در تربيع اول بيشتر از تربيع دوم است.

     در دوره اسلامي، علاوه بر مد روزانه و ماهانه، دو گونه مد ديگر را نيز تعريف مي كردند كه به ماه ارتباطي نداشت؛ مد عرضي به معناي بالا آمدن آب رودها و نهرها به دليل ورود مواد يا آب به آنها، و مد سنوي ( سالانه) كه به بالا آمدن آب دريا در وقت محدود و معيني از سال به دليل وزيدن باد گفته مي شد. كندي، دليل پديد آمدن مد سالانه را تغيير موقعيت خورشيد در آسمان دانسته است. به عقيده او اگر ميل خورشيد شمالي باشد، باد به سوي جنوب مي وزد و برعكس.

منجمان و جغرافيدانان دوره اسلامي به تفاوتهاي جزر و مد در درياهاي مختلف توجه داشته اند، چنانكه ابومعشر و معسودي درياها را به سه گروه با جزر و مد آشكار، نا آشكار يا اندك، و بدون جزر و مد رده بندي كرده اند. ابومعشر هر كدام از درياهاي با جزر و مد نا آشكار و بدون جزر و مد را نيز به سه زير گروه رده بندي كرده است. وي در توصيف درياهايي با جزر و مد نا‌ آشكار مي نويسد كه در درياهاي مرتبط باهم اگر آب درياي « بالا دست» به سمت « پايين دست» حركت كند، مد آشكار نمي شود. اما ابن رشد اين موضوع را علت همه جزر و مدها مي داند.

در رده بندي هاي ابومعشر و مسعودي، درياچه ها جزء درياهاي بدون جزر و مد هستند. در متون تاريخي به درياي خزر اشاره شده است كه با هيچ دريايي ارتباط ندارد و در آن جزر و مد روي نمي دهد ( حمدالله مستوفي، ص 239).

جغرافي نويسان دوره اسلامي درياهاي جزر و مد دار را نام برده اند كه برخي از آنها عبارتند از:

درياي فارس، درياي هند ( اقيانوس هند)، درياي چين ( درياي جنوبي و شرقي چين كه به اقيانوس آرام متصل مي شود)، درياي ميان قسطنطنيه و افرنج ( درياي مرمره ) و جزاير آنها، درياي حبش      ( درياي سرخ)، و درياي محيط ( اقيانوس اطلس).

نيوتن ، فيزيكدان مشهور انگليسي نخستين بار توصيف امروزي و دقيقي از جزر و مد عرضه كرد و نشان داد كه جزر و مد ناشي از تاثير گرانش ماه و خورشيد بر زمين است. در درياهاي آزاد در هر شبانه روز دو بار مد و دو بار جزر رخ مي دهد كه بر اساس قانون گرانش عمومي نيوتن، محاسبه شدني است ( قانون گرانش نه فقط در مورد ماه و زمين بلكه درباره همه اجسام در عالم صادق است). به دليل حركت ماه به دور زمين در هر منطقه مشخصي از زمين، جزر و مد به طور متوسط با پنجاه دقيقه تاخير نسبت به روز قبل اتفاق مي افتد. مشاهدات نشان مي دهند كه اوج مد اقيانوسها دقيقاً با زمان رسيدن ماه به نصف النهار ناظر، منطبق نيست و ممكن است تا چند ساعت پيش يا پس از اين زمان رخ دهد، زيرا قاره ها مانع حركت آزادانه آب اقيانوسها مي شوند.

علاوه بر ماه، خورشيد هم بر جزر و مد اقيانوسها تاثير دارد، اما تاثير نيروي گرانش خورشيد، به دليل فاصله بيشتر خورشيد در مقايسه با ماه، نصف گرانش ماه بر زمين است. اين تاثير هنگام مدهايي مه ماه و خورشيد نسبت به زمين در يك خط قرار  مي گيرند ( هنگام بدر و محاق) به اوج مي رسد و آنها را مِهكِشَنْد مي نامند. در مقابل، ضعيف ترين مدها هنگام تربيع اول و دوم ماه رخ مي دهند كه آنها را كِهْكِشَنْد  مي نامند.


دامنه تغییرات‌ جزر و مد در مناطق‌ گوناگون‌ به‌ عواملی‌ مانند عمق‌ و گستردگی‌ اقیانوس‌ و شكل‌ آبراهه جزر و مدی‌ بستگی‌ دارد. به‌ دلیل‌ تأثیر گرانش‌ ماه‌، علاوه‌ بر اقیانوسها، پوسته زمین‌ نیز دامنه تغییراتی‌ به‌ اندازه سی‌ سانتیمتر دارد. همچنین‌ اصطحكاك‌ ناشی‌ از عملكرد جزر و مد، موجب‌ اتلاف‌ انرژی‌ می‌شود و در نتیجه‌، در هر قرن‌ حركت‌ وضعی‌ زمین‌ در هر شبانه‌روز شانزده‌ ده‌ هزارم‌ (0016/0) ثانیه‌ كندتر می‌شود.