കടലിലും കടലിനോടു ചേർന്നു കിടക്കുന്ന കായലുകളിലും പുഴകളിലുമൊക്കെ ദിനംതോറും നിശ്ചിത ഇടവേളകളിൽ ജലനിരപ്പ് ഉയരുന്നതും താഴുന്നതുമാണ് വേലിയേറ്റവും വേലിയിറക്കവുമെന്ന് അറിയപ്പെടുന്നത്. ഇത് ഏതാനും സെന്റീമീറ്റർ മുതൽ ഏതാനും മീറ്ററുകൾ വരെ ഉയരത്തിലാകാം. കേരളത്തിന്റെ തീരപ്രദേശത്ത് ദിവസത്തിൽ രണ്ടു പ്രാവശ്യം വേലിയേറ്റവും രണ്ടു പ്രാവശ്യം വേലിയിറക്കവും കാണാറുണ്ട്. വേലിയേറ്റത്തിന്റെ പാരമ്യത്തിൽ ജലനിരപ്പ് ശരാശരിയേക്കാളും ഒരു മീറ്റർ ഉയരാറുണ്ട്. മറ്റു പല രാജ്യങ്ങളിലും ഇതിനേക്കാൾ ശക്തമായ വേലിയേറ്റവും ഇറക്കവും ഉണ്ടാകാറുണ്ട്. ഇതിലെ റിക്കാർഡ് കാനഡയിലാണ്. അവിടെ ചിലയിടങ്ങളിൽ വേലിയേറ്റ സമയത്തെയും വേലിയിറക്ക സമയത്തെയും ജലനിരപ്പു തമ്മിലുള്ള വ്യത്യാസം 16 മീറ്ററിലിധം രേഖപ്പെടുത്തിയിട്ടുണ്ട്. ഒരു നാലുനിലക്കെട്ടിടത്തിന്റെ ഉയരം വരുമിത്.
വേലിയേറ്റത്തിന്റെ തീവ്രതയും ചന്ദ്രന്റെ വൃദ്ധിക്ഷയങ്ങളും തമ്മിലുള്ള ബന്ധം പണ്ടു തന്നെ തീരദേശവാസികൾക്ക് അറിയാവുന്ന കാര്യമാണ്. പൗർണമി, അമാവാസി ദിവസങ്ങളിൽ ഇതിന്റെ തീവ്രത കൂടിയിരിക്കും. അതിനാൽ ഈ പ്രതിഭാസത്തിന്റെ പിന്നിലുള്ള പ്രധാന കാരണം ചന്ദ്രനാണെന്നത് പണ്ടേ അറിവുള്ള കാര്യമാണ്. എന്നാൽ ഇതു ശാസ്ത്രീയമായി സാമാന്യം കൃത്യതയോടെ ആദ്യമായി വിശദീകരിച്ചത് പ്രശസ്ത ശാസ്ത്രജ്ഞൻ സർ ഐസക്‌ന്യൂട്ടനാണ്. അദ്ദേഹം 17-ാം നൂറ്റാണ്ടിൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ച പ്രിൻസിപ്പിയ എന്ന ഗ്രന്ഥത്തിൽ ചന്ദ്രന്റെയും സൂര്യന്റെയും ഗുരുത്വബലം എപ്രകാരം വേലിയേറ്റത്തിനും ഇറക്കത്തിനും കാരണമാകുന്നുവെന്ന് വിശദീകരിച്ചു. ഇന്നും ഇതു വിശദീകരിക്കുന്നത് ന്യൂട്ടന്റെ ഗുരുത്വാകർഷണം ഉപയോഗിച്ചു തന്നെയാണ്.
ഐസക്‌ന്യൂട്ടന് മുമ്പു ജീവിച്ചിരുന്ന ഗലീലിയോ ഗലീലി ഇതു വിശദീകരിക്കാൻ ശ്രമിച്ചിരുന്നു. ഭൂമിയുടെ കറക്കവും സൂര്യനു ചുറ്റുമുള്ള ഭ്രമണവും ഉപയോഗിച്ച് ഇതു വിശദീകരിക്കാൻ നടത്തിയ ശ്രമം പാഴ്‌വേലയായി. ഗുരുത്വാകർഷണബലത്തെ സംബന്ധിച്ച് കൃത്യമായ ധാരണ ഗലീലിയോയുടെ കാലത്ത് ലഭ്യമായിരുന്നില്ല. അതു സാധ്യമായത് ഐസക്‌ന്യൂട്ടന്റെ ഗവേഷണത്തെത്തുടർന്നാണ്.
ഭൂമിയിലെ വേലിയേറ്റവും വേലിയിറക്കവും പഠിക്കുമ്പോൾ ശ്രദ്ധിക്കേണ്ട പ്രധാന കാര്യങ്ങൾ സൂര്യനും ചന്ദ്രനും ഭൂമിയിൽ ചെലുത്തുന്ന ഗുരുത്വബലം, ഭൂമിയുടെ കറക്കം, ഭൂമിയുടെ ഉപരിതലത്തിലെ കര - ജല ഭാഗങ്ങളുടെ കിടപ്പ് എന്നീ കാര്യങ്ങളാണ്.
ആദ്യം നമുക്ക് ഗുരുത്വബലത്തിന്റെ കാര്യമെടുക്കാം. ഗുരുത്വബലം ദ്രവ്യമാനത്തേയും (മാസ്, പിണ്ഡം) ദൂരത്തേയും ആശ്രയിച്ചിരിക്കും. ഭൂമിയിൽ തല ഉയർത്തിപ്പിടിച്ചു നിൽക്കുന്ന ഒരാളുടെ കാലിലും തലയിലും ഭൂമി ചെലുത്തുന്ന ഗുരുത്വബലത്തിന്റെ തീവ്രതയിൽ ചെറിയൊരു വ്യത്യാസമുണ്ടാകും. തലയെ അപേക്ഷിച്ച് കാല് ഭൂമിയുടെ കേന്ദ്രത്തോട് കുറച്ചുകൂടി അടുത്താണ് എന്നതാണ് ഈ വ്യത്യാസത്തിനു കാരണം. ഇത് വളരെ നിസ്സാരമായ വ്യത്യാസമാണെന്നതും അതു നമുക്കു മനസ്സിലാക്കാൻ കഴിയില്ല എന്നതും സമ്മതിക്കുന്നു. എന്നാൽ ഇത്തരത്തിൽ ഗുരുത്വബലത്തിലുള്ള ചെറിയ വ്യത്യാസമാണ് വേലിയേറ്റയിറക്കങ്ങളെ മനസ്സിലാക്കാൻ സഹായിക്കുന്നത്. ഇനി നമുക്ക് ഭൂമി, ചന്ദ്രൻ, സൂര്യൻ ഇവ തമ്മിലുള്ള ഗുരുത്വബലത്തിന്റെ കാര്യം നോക്കാം.
ചന്ദ്രൻ സദാ ഭൂമിയെ ചുറ്റിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്നു. ഒരു പ്രാവശ്യം ചുറ്റിവരാൻ ഏകദേശം നാലാഴ്ച സമയമെടുക്കും. (കുറച്ചുകൂടി കൃത്യമായി പറഞ്ഞാൽ 27 ദിവസവും 8 മണിക്കൂറും). കൂടാതെ ഭൂമിയും ചന്ദ്രനും കൂടി സൂര്യനെ ചുറ്റുകയും ചെയ്യുന്നു. ഗുരുത്വബലത്തിന്റെ കാര്യമെടുക്കുകയാണെങ്കിൽ സൂര്യൻ ഭൂമിയിൽ ചെലുത്തുന്ന ഗുരുത്വബലം ചന്ദ്രൻ ചെലുത്തുന്നതിനേക്കാൾ ഏതാണ്ട് 180 മടങ്ങ് കൂടുതലാണ്. സൂര്യൻ ചന്ദ്രനെ അപേക്ഷിച്ച് വളരെ വളരെ വലുതാണെന്നതാണ് ഇതിനു കാരണം. അതേ സമയം വേലിയേറ്റത്തിനു കാരണമായ വേലിബലത്തിന്റെ (tidal force) കാര്യം പരിഗണിച്ചാൽ ചന്ദ്രൻ സൂര്യനെ തോൽപ്പിക്കും. സൂര്യനേക്കാൾ 2.2 മടങ്ങ് കൂടുതലാണ് ചന്ദ്രന്റെ വേലിബലം. ചന്ദ്രൻ, സൂര്യനെ അപേക്ഷിച്ച് ഭൂമിയോട് വളരെ അടുത്താണെന്നതാണ് ഇതിന്റെ പിന്നിലെ രഹസ്യം. ഗുരുത്വബലം ദൂരത്തിന്റെ വർഗത്തിന് വിപരീതാനുപാതത്തിലാണെങ്കിൽ വേലിബലം ദൂരത്തിന്റെ ത്രിവർഗത്തിന് (cube) വിപരീതാനുപാതത്തിലാണ്.
വേലിബലം മനസ്സിലാക്കാൻ നമുക്ക് ആദ്യം ചന്ദ്രന്റെ കാര്യം പരിശോധിക്കാം. ചിത്രം നോക്കുക.

ഭൂമിയിലെ A, B, C എന്നീ മൂന്നു ബിന്ദുക്കളിൽ ചന്ദ്രൻ ചെലുത്തുന്ന ഗുരുത്വബലം പരിശോധിക്കുക. ആ എന്നത് ഭൂമിയുടെ കേന്ദ്രബിന്ദുവാണ്. A യും C യും ഭൂമിയുടെ ഉപരിതലത്തിലുള്ള ബിന്ദുക്കളും. ഇതിൽ അ യിലായിരിക്കും ഗുരുത്വബലം ഏറ്റവും കുറവ്, C യിലായിരിക്കും ഏറ്റവും കൂടുതൽ, B യിൽ ശരാശരിയും. ചന്ദ്രനിൽ നിന്നുള്ള ദൂരത്തിലെ വ്യത്യാസമാണ് ഇതിനു കാരണം. ഈ മൂന്നു ബിന്ദുക്കളിലേയും ഗുരുത്വബലം തമ്മിലുള്ള വ്യത്യാസമാണ് വേലീബലമായി അനുഭവപ്പെടുന്നത്.
B യിലെ ശരാശരി ബലത്തെ അപേക്ഷിച്ചു നോക്കുമ്പോൾ C യിലെ അധികമായുള്ള ഗുരുത്വബലം D യുടെ നേരെയായിരിക്കും. C യുടെ ഭാഗത്ത് സമുദ്രമാണെങ്കിൽ അതിന്റെ നിരപ്പ് ഉയരാൻ ഇതു കാരണമാകും. ഇനി A യിലെ കാര്യം നോക്കുക. ഇവിടെ D യുടെ ദിശയിലുള്ള ഗുരുത്വബലം B യിലേക്കാൾ കുറവായിരിക്കും. അതിനാൽ A യിലെ ബലത്തിൽ നിന്ന് B യിലെ ബലം കുറച്ചാൽ നമുക്ക് ഒരു ഋണ (negative)സംഖ്യ കിട്ടും. അതായത് ആ യെ അപേക്ഷിച്ച് അ യിൽ ഇടതു ഭാഗത്തേക്ക് ഒരു ചെറിയ ബലം ഉണ്ടാകും. ഇത് അ യിൽ ഒരു വേലിയേറ്റത്തിനു കാരണമാകും.
ഭൂമിയുടെ കേന്ദ്രത്തിലേതിനെ(B) അപേക്ഷിച്ച് അധികമായുള്ള ഗുരുത്വബലം ഒരു ചിത്രത്തിലാക്കിയാൽ അത് ഇപ്രകാരമിരിക്കും.

എവിടെയൊക്കെയാണ് വേലിയേറ്റമുണ്ടാകുന്നത്, എവിടെയൊക്കെയാണ് വേലിയിറക്കമുണ്ടാകുന്നത് എന്ന് ഇതിൽ നിന്നു കാണാം. ഇനി ഭൂമിയുടെ സ്വയം ഭ്രമണത്തിന്റെ കാര്യമെടുക്കുക. ഭൂമിയുടെ കറക്കം കാരണം വ്യത്യസ്ത ഭാഗങ്ങൾ ചന്ദ്രന് അഭിമുഖമായി വരും. അവിടെയൊക്കെ വേലിയേറ്റം പാരമ്യത്തിലെത്തും. നേരെ എതിർഭാഗത്തും ഇതു തന്നെ സംഭവിക്കും. ഒരു ദിവസം കൊണ്ട് ഭൂമി ഒന്നു തിരിഞ്ഞുവരുമ്പോഴേക്കും ഇപ്രകാരം രണ്ടു വേലിയേറ്റവും രണ്ടു വേലിയിറിക്കവും സംഭവിക്കും. ഒരു വേലിയേറ്റം ചന്ദ്രൻ തലയ്ക്കു മുകളിൽ വരുമ്പോൾ മറ്റേത് ചന്ദ്രൻ നേരെ താഴെ ഭൂമിയുടെ മറു ഭാഗത്താകുമ്പോൾ. ഇവിടെ ഒരു കാര്യം കൂടി പറയേണ്ടതുണ്ട്. ഭൂമി ഒന്നു കറങ്ങിവരാൻ ഏകദേശം 24 മണിക്കൂർ എടുക്കും. പക്ഷേ അപ്പോഴേക്കും ചന്ദ്രൻ കുറച്ചുമൂന്നോട്ടു പോയിട്ടുണ്ടാകും. മൂപ്പർ ഭൂമിയെ ചുറ്റിക്കൊണ്ടിരിക്കുകയാണല്ലോ. ഭൂമി ഒരു അൻപതു മിനിറ്റുകൂടി ചുറ്റിയാലേ ചന്ദ്രനൊപ്പമെത്തൂ. അപ്പോൾ ആകെ 24 മണിക്കൂർ 50 മിനിറ്റ്. അതിന്റെ പകുതിയായ 12 മണിക്കൂർ 25 മിനിട്ടാണ് രണ്ടു വേലിയേറ്റങ്ങൾ തമ്മിലുള്ള ശരാശരി ഇടവേള.
ഭൂമിയിലെല്ലായിടത്തുമായി കടൽ പരന്നു കിടക്കുന്നു എന്ന തരത്തിലാണ് ഇത്രയും വിശദീകരിച്ചത്. എന്നാൽ ഇതു പൂർണമായും ശരിയല്ലല്ലോ? വേലിയേറ്റം ഉണ്ടാകേണ്ട സ്ഥലത്ത് കര മാത്രമാണെങ്കിലോ? അപ്പോഴും വേലിയേറ്റമുണ്ടാകും. പക്ഷേ കരഭൂമിയിലെ ഏറ്റം വളരെ കുറവായിരിക്കും. നമുക്കു സാധാരണഗതിയിൽ തിരിച്ചറിയാൻ കഴിയുകയുമില്ല. എന്നാൽ സൂക്ഷ്മമായ ഉപകരണങ്ങൾ കൊണ്ട് ഇത് അളക്കാൻ കഴിയും.
മേൽ വിവരിച്ചത് ചന്ദ്രൻ കാരണമുണ്ടാകുന്ന വേലിയേറ്റത്തിന്റെ കാര്യമാണ്. ഇതേപോലെ തന്നെ സൂര്യൻ നിമിത്തവും ഈ പ്രതിഭാസമുണ്ടാകും. എന്നാൽ സൂര്യൻ ചന്ദ്രനെ അപേക്ഷിച്ച് വളരെ അകലെ ആയതിനാൽ ഭൂമിയിൽ ചെലുത്തുന്ന വേലിബലം ചന്ദ്രന്റേതിന്റെ പകുതിയിൽ താഴെ മാത്രം വരും. സൂര്യനും ചന്ദ്രനും ഭൂമിയും ഏതാണ്ട് ഒരേ രേഖയിൽ വരുന്ന സന്ദർഭങ്ങളിൽ വേലിയേറ്റം പാരമ്യത്തിലെത്തും. സൂര്യനും ചന്ദ്രനും ഭൂമിയുടെ ഇരുവശങ്ങളിലുമായി വരുന്ന പൗർണമി ദിവസത്തിലും സൂര്യചന്ദ്രന്മാർ ഒരേ വശത്തു വരുന്ന അമാവാസി ദിവസത്തിലും ഏറ്റത്തിന്റേയും ഇറക്കത്തിന്റേയും തീവ്രത കൂടും. സൂര്യഗ്രഹണത്തിന്റെയും ചന്ദ്രഗ്രഹണത്തിന്റേയും സന്ദർഭങ്ങളിൽ ഇതിന്റെ തീവ്രത പാരമ്യത്തിലാകും. ചന്ദ്രൻ ഭൂമിയെ ചുറ്റുന്നത് ദീർഘവൃത്തപഥത്തിലായതിനാൽ ചന്ദ്രൻ ഭൂമിയോടടുത്തു വരുന്ന സന്ദർഭങ്ങളുണ്ടാകും. ആ സമയത്തു തന്നെ പൗർണമിയോ അമാവാസിയോ ഒത്തു വരികയാണെങ്കിൽ വേലിയേറ്റയിറക്കങ്ങളുടെ തീവ്രത പിന്നെയും കൂടും.
സൂര്യചന്ദ്രന്മാർ കൂടാതെ മറ്റു ഗ്രഹങ്ങളും ഭൂമിയിൽ വേലിയേറ്റത്തിനു കാരണമാകുമോ? മറ്റു ഗ്രഹങ്ങളിൽ ഭൂമിയിൽ ഏറ്റവും അധികം വേലിബലം ചെലുത്തുന്നത് ശുക്രനാണ്. എന്നാൽ ഇതിന്റെ ബലം സൂര്യൻ പ്രയോഗിക്കുന്ന ബലത്തിന്റെ പതിനായിരത്തിൽ ഒന്നു മാത്രമേ വരൂ. വ്യാഴവും ശനിയുമൊക്കെ കൂറ്റൻ ഗ്രഹങ്ങളാണെങ്കിലും ഏറെ ദൂരത്തായതിനാൽ ഭൂമിയിൽ വേലിയേറ്റത്തിനും ഇറക്കത്തിനും കാര്യമായ സംഭാവനയൊന്നും നൽകുന്നില്ല.