Загадка природы. Гигантские волны-одиночки возникают непредсказуемо в самых разных районах Мирового океана, и спрогнозировать их появление пока невозможно
Про існування цього одночасно вражаючого і лякаючого явища природи чутки ходили протягом всієї історії мореплавання. "Дев'ятий вал", "ідеальний шторм" і т. д. – всі ці образи несуть у собі враження моряків, які пережили його. Очевидці повідомляють про "стіну води", "дірки в морі", "трьох сестер" – груп з декількох величезних хвиль. Довгий час їх слухали так само, як тих, хто спілкується з рептилоїдами або бачив плезіозавра в озері Лох-Несс. Однак за останні півстоліття набралося досить інструментальних спостережень і фото, щоб вважати цей феномен реально існуючим. Крок за кроком стають зрозумілі причини виникнення та поведінку так званих хвиль-убивць. Свою зловісну назву вони отримали через колосальну руйнівну силу і непередбачуваність появи.
ЧИТАЙТЕ ТАКОЖ
Анатомія небезпеки
Не потрібно навіть вчитися в школі, щоб розуміти, наскільки рухлива всяка рідина і наскільки легко її "схвилювати". Сказане повністю відноситься і до води. Тим більше що на товщу води в океанах впливає безліч факторів. Зі стану рівноваги її виводять гравітаційні впливу Місяця і Сонця, які породжують припливи. Землетруси і зрушення в земній корі під океанами винні в руйнівних хвилях-цунамі (до слова – це зовсім інший тип хвиль, ніж обговорювані в цій статті). А ще є перепади атмосферного тиску і течії. Але найчастіше хвилювання на поверхні моря породжує вітер.
Механізм виникнення таких хвиль на поверхні вивчений і математично описаний вже досить давно – ще в першій половині XIX століття. Їх висота залежить від багатьох факторів – швидкості вітру, тривалості його впливу, площі акваторії і глибини водної товщі. Граничні значення цього параметра давно визначені для різних регіонів Світового океану. Так, в деяких областях Індійського океану можна очікувати хвилювання висотою до 11,5 м, в східній частині Тихого океану – 7,5 м. Біля Азорських островів зафіксовані величини 15 м, а на просторі між Австралією і Південною Америкою – 14 м.
Ситуація ускладнюється , коли хвиля підходить до мілководдя . Тоді виникає прибій . Подекуди на узбережжі Західної Африки і біля Мадраса ( Індія ) прибій досягає 22 м висоти .
Трагедія. Десятки загадкових корабельних катастроф пояснюються руйнівною силою хвиль-убивць
Кейпроллери
Збіг різних чинників може породжувати хвилі – гіганти , хвилі – унікуми , і з цим різновидом хвиль – убивць щільно знайомі мореплавці . Вдалося і визначити райони , де зустріч з ними більш імовірна – наприклад , там , де зустрічаються води Атлантики і Індійського океану . У південній частині Африки , біля мису Доброї Надії , і біля мису Голковий хвилі починають нагромаджуватися одна на одну . Ця сум'яття породжує колосальні вали .
Мореплавці охрестили їх кейпроллерами ( від англ . Сарі – мис і roller – велика хвиля ) .
Південноафриканські кейпроллери не унікальні . Їх аналоги зафіксовані в Північній Атлантиці в районі півострова Ньюфаундленд , біля Бермудських островів ( негайно пожвавилися фанати НЛО і їм подібна публіка ) . І навіть біля берегів відносно благополучної в плані природних катаклізмів Греції . Їх особливістю є колосальна висота і відособленість . Як правило , це хвилі – одинаки або нечисленні групи – класичний вид хвилі – вбивці .
Океанологи , позбавлені подібної образності мислення , використовують термін " відокремлена " або " епізодична " хвиля . Кейпроллер здатний зруйнувати будь-який тип судна , від яхти до супертанкера . Так , в 1985 р кейпроллер погубив радянський транспорт " Таганрозька затока " . Існування кейпроллерів і постійні повідомлення змусили вчених припустити , що в океанах цілком можливе виникнення невідомого досі типу хвиль .
Інтерференція
Давайте згадаємо курс шкільної фізики . Як відомо , хвилі здатні впливати один на одного , підсилюючи або послаблюючи свою дію . Накладення двох когерентних ( рівних по фазі ) хвиль породжує хвилю , амплітуда якої дорівнює амплітуді хвиль – батьків . У разі океану цілком можливий випадок , коли інтерферуючі хвилі натикаються на перешкоду : берег , мілину , підводну скелю . Зіткнення породжує нову хвилю , що набагато перевершує своїх родоначальників .
Інтерферувати між собою можуть повітряні потоки і морські течії : їх посилена енергія теж може породжувати хвилі – гіганти . Не дивно , що вони фіксуються за маршрутом таких океанських течій , як Гольфстрім або Куросіо .
Явище інтерференції далеко не завжди описує виникнення хвиль-убивць. Довелося підключити і більш складні теоретичні побудови. Ще з середини XIX ст. фізикам був відомий процес виникнення так званих відокремлених стаціонарних хвиль. Вони отримали назву солітони (англ. Solitary wave – відокремлена хвиля). Головна особливість солітонів – в тому, що ці хвилі-одинаки не змінюють своєї форми в процесі поширення, навіть при взаємодії із собі подібними. Хвиля мчить через простір, не втрачаючи енергії, і навіть взаємодіючи з іншими хвилями, вона не змінюється. У океанології це явище дуже непогано описує хвилю-вбивцю.
Однак навіть дуже складна математика , що лежить в основі теорії солітонів , не може пояснити всі нюанси виникнення хвиль – убивць . Це явище досі залишається загадкою.
ЧИТАЙТЕ ТАКОЖ
Сумніви
Серед океанологів довго не переводилися скептики , які заперечують існування хвиль – монстрів . Вони вважають , що в усьому винна приказка " у страху очі великі " – тобто перелякані очевидці мимоволі прикрашають картину . Вони вважають , що через вм'ятини в поверхні моря , яка передує хвилі , виникає своєрідний ефект сприйняття . Тим більше що судно приходить в похиле положення по відношенню до хвилі , і її висота в результаті здається більше .
Останні сумніви розвіяв проект MaxWave . У 2000 році Європейське космічне агентство ( ESA ) запустило кілька супутників для відстеження хвиль – убивць . Тільки на ділянках , які контролювалися з орбіти , за три тижні були виявлені 25 гігантських хвиль . Уявіть собі , скільки їх гуляє на просторах Світового океану !
Кілька фактів з історії полювання на небезпечні хвилі
1930 рік. Судно " Рама " рухається по океану в повний штиль . Раптово на нього налітає одиночна хвиля заввишки 34 м . На борту знайшлися фотоапарати . Їх власникам вперше в історії вдалося зняти таємниче явище .
Перша зведення зустрічей з хвилями – вбивцями в Мексиканській затоці і Північному морі відноситься до 1990 р. На фото серед " звичайних " хвиль ( так собі , по 8 м заввишки ! ) видно горб висотою в 15 м . До речі , хвиля отримує свій зловісний титул , тільки якщо її амплітуда перевищує навколишнє хвилювання не менш ніж в 2 рази .
1 січня 1995 року з норвезької бурової платформи " Дропнер " зареєстрований одиночний вал заввишки 26 м . Його охрестили " новорічною хвилею " або хвилею Дропнера .
Історія. Чорно-біле фото хвилі-вбивці в Біскайській затоці. Фото: NOAA
Близькі родичі
Більшість з нас чули про гігантські хвилі, які отримали назву цунамі. Це катастрофічне явище схоже на хвилю-вбивцю, але має зовсім іншу природу. Найчастіше (95% випадків) появу цунамі провокують сильні землетруси на дні океанів. Набагато рідше вони викликані виверженнями вулканів – як це було в 1883 році, коли вибухнув вулкан Кракатау. Для появи хвилі-руйнівниці потрібно поєднання багатьох чинників – і потужність підземного поштовху, і неглибоке залягання вогнища, що викликає сильні вертикальні зрушення великих ділянок дна.
Найчастіше такі умови виникають у цілком певних частинах планети. Погляньте на карту Тихого океану. По всьому периметру океану тягнуться ланцюжки островів, поцятковані діючими вулканами. Це так зване Тихоокеанське вогняне кільце. Тут блоки земної кори стикаються і наповзають один на одного, як крижини у льодохід. При зануренні в надра блоки труться і чіпляються. Коли напруги в таких місцях перевищують межа, ділянки дна миттєво зміщуються. По земній тверді розбігаються хвилі величезної енергії: відбувається те, що ми називаємо землетрусом.
Отже, дно в якомусь місці неслабо труснуло. Далі процес нагадує ситуацію, як якщо б величезний поршень взаємодіяв з товстим шаром рідини. Спочатку в місці землетрусу такої "поршень" (тобто ділянка дна) провалюється або піднімається разом з багатокілометрових стовпом води, що і породжує формування хвилі на поверхні. Але у відкритому морі гігантська хвиля може залишитися непоміченою. Далеко від берега висота її гребеня часто не перевищує 2 м, а відстань між найближчими гребенями може становити сотні кілометрів.
Тепер обурення всієї товщі води починає рух на всі боки від точки землетрусу. Причому з колосальною швидкістю – сотні кілометрів на годину. В якийсь момент хвиля виходить на мілководдя, що облямовуює узбережжя. Колосальна енергія, що міститься перш в величезному обсязі, тепер доводиться на тонкий (перші десятки метрів) шар. Хвиля починає підніматися вгору. І чим різкіше підйом морського дна, тим вище цунамі .