Что такое волны-убийцы, как они возникают и почему от них так тяжело спастись

О существовании этого одновременно впечатляющего и пугающего явления природы слухи ходили на протяжении всей истории мореплавания. "Девятый вал", "идеальный шторм" и т. д. — все эти образы несут в себе впечатления моряков, переживших его. Очевидцы сообщают о "стене воды", "дырах в море", "трех сестрах" — группах из нескольких огромных волн. Долгое время их слушали так же, как тех, кто общается с рептилоидами или видел плезиозавра в озере Лох-Несс. Однако за последние полвека набралось достаточно инструментальных наблюдений и фото, чтобы считать этот феномен реально существующим. Шаг за шагом становятся понятны причины возникновения и поведение так называемых волн-убийц. Свое зловещее название они получили из-за колоссальной разрушительной силы и непредсказуемости появления.

Анатомия опасности

Не нужно даже учиться в школе, чтобы понимать, насколько подвижна всякая жидкость и насколько легко ее "взволновать". Сказанное полностью относится и к воде. Тем более что на толщу воды в океанах оказывает влияние множество факторов. Из состояния равновесия ее выводят гравитационные воздействия Луны и Солнца, порождающие приливы. Землетрясения и подвижки в земной коре под океанами повинны в разрушительных волнах-цунами (к слову — это совсем другой тип волн, чем обсуждаемые в этой статье). А еще есть перепады атмосферного давления и течения. Но чаще всего волнение на поверхности моря порождает ветер.

Механизм возникновения таких волн на поверхности изучен и математически описан уже достаточно давно — еще в первой половине XIX века. Их высота зависит от многих факторов — скорости ветра, длительности его воздействия, площади акватории и глубины водной толщи. Предельные значения этого параметра давно определены для различных регионов Мирового океана. Так, в некоторых областях Индийского океана можно ожидать волнение высотой до 11,5 м, в восточной части Тихого океана — 7,5 м. У Азорских островов зафиксированы величины 15 м, а на пространстве между Австралией и Южной Америкой — 14 м.

Ситуация усугубляется, когда волна подходит к мелководью. Тогда возникает прибой. Кое-где на побережье Западной Африки и возле Мадраса (Индия) прибой достигает 22 м высоты.

Трагедия. Десятки загадочных кораблекрушений объясняются разрушительной силой волн-убийц

Кейпроллеры

Стечение различных факторов может порождать волны-гиганты, волны-уникумы, и с этой разновидностью волн-убийц плотно знакомы мореплаватели. Удалось и определить районы, где встреча с ними более вероятна — например, там, где встречаются воды Атлантики и Индийского океана. У южной оконечности Африки, возле мыса Доброй Надежды, и у мыса Игольный волны начинают нагромождаться друг на дружку. Эта сумятица порождает колоссальные валы.

Мореплаватели окрестили их кейпроллерами (от англ. саре — мыс и roller — большая волна).
Южноафриканские кейпроллеры не уникальны. Их аналоги зафиксированы в Северной Атлантике в районе полуострова Ньюфаундленд, у Бермудских островов (немедленно оживились фанаты НЛО и им подобная публика). И даже у берегов относительно благополучной в плане природных катаклизмов Греции. Их особенностью являются колоссальная высота и обособленность. Как правило, это волны-одиночки или малочисленные группы — классический облик волны-убийцы.

Океанологи, лишенные подобной образности мышления, используют термин "уединенная" или "эпизодическая" волна. Кейпроллер способен разрушить любой тип судна, от яхты до супертанкера. Так, в 1985 г. кейпроллер погубил советский транспорт "Таганрогский залив". Существование кейпроллеров и постоянно поступающие сообщения заставили ученых предположить, что в океанах вполне возможно возникновение неизвестного доселе типа волн.

Интерференция

Давайте вспомним курс школьной физики. Как известно, волны способны влиять друг на друга, усиливая или ослабляя свое действие. Наложение двух когерентных (равных по фазе) волн порождает волну, амплитуда которой равна амплитуде волн-родителей. В случае океана вполне возможен случай, когда интерферирующие волны натыкаются на преграду: берег, мель, подводную скалу. Столкновение порождает новую волну, намного превосходящую своих родоначальников.

Интерферировать между собой могут воздушные потоки и морские течения: их усиленная энергия тоже может порождать волны-гиганты. Неудивительно, что они фиксируются по маршруту таких океанских течений, как Гольфстрим или Куросио.

Явление интерференции далеко не всегда описывает возникновение волн-убийц. Пришлось подключить и более сложные теоретические построения. Еще с середины XIX в. физикам был известен процесс возникновения так называемых уединенных стационарных волн. Они получили название солитоны (англ. solitary wave — уединенная волна). Главная особенность солитонов — в том, что эти волны-одиночки не меняют своей формы в процессе распространения, даже при взаимодействии с себе подобными. Волна несется через пространство, не теряя энергии, и даже взаимодействуя с другими волнами, она не изменяется. В океанологии это явления очень неплохо описывает волну-убийцу.

Однако даже сложнейшая математика, лежащая в основе теории солитонов, не может объяснить все нюансы возникновения волн-убийц. Это явление до сих пор остается во многой загадочным.

Сомнения

Среди океанологов долго не переводились скептики, отрицающие существование волн-монстров. Они считают, что во всем виновата поговорка "у страха глаза велики" — то есть испуганные очевидцы непроизвольно приукрашивают картину. Они считают, что из-за вмятины в поверхности моря, которая предшествует волне, возникает своеобразный эффект восприятия. Тем более что судно приходит в наклонное положение по отношению к волне, и ее высота в итоге кажется больше.

Последние сомнения развеял проект MaxWave. В 2000 году Европейское космическое агентство (ESA) запустило несколько спутников для отслеживания волн-убийц. Только на участках, которые контролировались с орбиты, за три недели были выявлены 25 гигантских волн. Представьте себе, сколько их гуляет на просторах Мирового океана!

Несколько фактов из истории охоты на опасные волны

1930 год. Судно "Рамало" движется по океану в полный штиль. Внезапно на него налетает одиночная волна высотой 34 м. На борту нашлись фотоаппараты. Их владельцам впервые в истории удалось заснять таинственное явление.

Первая сводка встреч с волнами-убийцами в Мексиканском заливе и Северном море относится к 1990 г. На фото среди "обычных" волн (так себе, по 8 м высотой!) виден горб высотой в 15 м. К слову, волна приобретает свой зловещий титул, только если ее амплитуда превышает окружающее волнение не меньше чем в 2 раза.

1 января 1995 г. с норвежской буровой платформы "Дропнер" зарегистрирован одиночный вал высотой 26 м. Его окрестили "новогодней волной" или волной Дропнера.

История. Черно-белое фото волны-убийцы в Бискайском заливе. Фото: NOAA

Близкие родственники

Большинство из нас слышали о гигантских волнах, получивших название цунами. Это катастрофическое явление похоже на волну-убийцу, но имеет совсем другую природу. Чаще всего (95% случаев) появление цунами провоцируют сильные землетрясения на дне океанов. Намного реже они вызваны извержениями вулканов — как это было в 1883 г., когда взорвался вулкан Кракатау. Для появления волны-разрушительницы нужно сочетание многих факторов — и мощность подземного толчка, и неглубокое залегание очага, что вызывает сильные вертикальные сдвиги больших участков дна.

Чаще всего такие условия возникают во вполне определенных частях планеты. Взгляните на карту Тихого океана. По всему периметру океана тянутся цепочки островов, испещренные действующими вулканами. Это так называемое Тихоокеанское огненное кольцо. Здесь блоки земной коры сталкиваются и наползают друг на друга, как льдины в ледоход. При погружении в недра блоки трутся и цепляются. Когда напряжения в таких местах превышают предел, участки дна мгновенно смещаются. По земной тверди разбегаются волны огромной энергии: происходит то, что мы называем землетрясением.

Итак, дно в каком-то месте неслабо тряхнуло. Дальше процесс напоминает ситуацию, как если бы огромный поршень взаимодействовал с толстым слоем жидкости. Сначала в месте землетрясения такой "поршень" (т. е. участок дна) проваливается или поднимается вместе с многокилометровым столбом воды, что и порождает формирование волны на поверхности. Но в открытом море гигантская волна может остаться незамеченной. Вдали от берега высота ее гребня зачастую не превышает 2 м, а расстояние между ближайшими гребнями может составлять сотни километров.

Теперь возмущение всей толщи воды начинает движение во все стороны от точки землетрясения. Причем с колоссальной скоростью — сотни километров в час. В какой то момент волна выходит на мелководье, окаймляющее побережья. Колоссальная энергия, содержащаяся прежде в огромном объеме, теперь приходится на тонкий (первые десятки метров) слой. Волна начинает вздыматься вверх. И чем резче подъем морского дна, тем выше цунами.