Udaljena osovina: ubojiti valovi

Stoljećima su sezonski morski vukovi plašili svoje slušatelje jezivim pričama o ogromnim ubojitim valovima uzbrdo. Ali tek relativno nedavno oceanolozi i geofizičari počeli su ozbiljno shvaćati ove priče i pokušati shvatiti odakle potiču ta čudovišta i kako se zaštititi od njih. Matematika i kontinuirano nadgledanje svemira na oceanu pomogli su im.

Aivazovsky i statistika

Slika iz udžbenika Aivazovskog Deveti val, o žrtvama elemenata, vjerojatno je svima poznat. Naravno, ova tema nije slučajno uvrštena u djela poznatog morskog slikara: dugi stoljeći povijesti plovidbe, folklor je bio obrastao legendama o gigantskim vodenim zidovima i promašajima.

Dok se ubojiti val previja i utapa brodove, mnogi su mogli vidjeti u holivudskom filmu-katastrofi Savršena oluja, dramatičnoj priči o tome kako ribarski škaun nestaje bez traga na sjevernom Atlantiku, istočno od Newfoundlanda Andrea Gale "oduzimajući

s vama živote ribara.

Prema rijetkim očevidcima koji su uspjeli preživjeti nasilje nad elementima, takvi se valovi često javljaju u prilično povoljnim vremenskim uvjetima, ne predviđajući, čini se, nikakvu opasnost.

Pouzdanih činjenica o monstruoznim valovima koji se iznenada pojavljuju na otvorenom moru relativno je malo, ali se ipak nakupljaju i zahtijevaju objašnjenje. Ubojite valove potpuno se razlikuju od ostalih: visine su 3-5 puta veće od običnih valova nastalih tijekom jake oluje.

Ovo nije cunami

Svi su čuli za ogromne valove nazvane japanskim tsunamijem, što doslovno znači "veliki val u luci". Poznati su po lukavstvu i razornoj snazi.

Ove veličanstvene vodene osovine čija je visina kako se dogodilo

1958. na Aljasci može preći 50 metara, obično se dogodi

u seizmički aktivnim zonama - kao rezultat podmorskih potresa i vulkanskih erupcija, klizišta, eksplozije, oštre promjene vremenskih uvjeta. Sličan se fenomen najčešće nalazi u obalnim regijama Japana, ovdje na Dalekom istoku, u SAD-u, Kanadi, regiji Australije i Polinezije, a ponekad čak i na Karibima i Mediteranu. Japanski rukopisi kronološki su odgovarali cunamiju iz 684. godine.

Najstrašniji od poznatih valova tsunamija (24. travnja 1771.) zabilježen je na japanskom otoku Ishigaki (arhipelag Ryukyu) i dostigao je visinu od 85 metara. Srećom, tsunami nastali seizmičkim udarima na morskom dnu i padu na obalu ne javljaju se vrlo često. Tijekom cijelog dvadesetog stoljeća u svijetu ih je registrirano oko 250.

Cunamiji su najviše destruktivni na obali u blizini mjesta podrijetla, gdje je njihova energija posebno velika. Ali mogu napraviti prilično daleka "putovanja".

26. kolovoza 1883. snažna erupcija vulkana Krakatau u Indoneziji srušila je val visok 45 metara, što je dovelo do smrti 36 tisuća ljudi. Energija ove katastrofe bila je ekvivalentna 500 tisuća atomskih bombi poput Hiroshime, ali većina uništenja i žrtava, kao u slučaju drugih cunamija, bila je na obali ili u blizini. Takvi valovi se obično brzo utapaju u otvorenom moru i nisu opasni za brodove. Val koji je nastao tijekom erupcije u Krakatauu kružio je globusom nekoliko puta, ali njegova visina nije prelazila 40 cm.

"Danas nema nikakve sumnje", kaže Efim Pelenovsky, veliki ruski stručnjak za teoriju valova u Nižnjem Novgorodu, "da je cunami rezultat svojevrsnog" klipnog "mehanizma vibracije okeanskog dna uzrokovanog potresom, uslijed kojeg se stupac vode gura prema gore. Pod utjecajem gravitacije, njegova suvišna masa također počinje oscilirati i uvlači susjedne dijelove u ovu amplitudu oscilacije. "

Danas cunami postaje veliki problem za zemlje smještene na pacifičkoj obali. Pa ipak divovski osamljeni valovi nisu cunami. Ni na koji način nisu povezani sa seizmičkom aktivnošću. Postoji verzija da ih mogu stvoriti meteoriti koji padaju u ocean. Dakle, znanstvenici vjeruju da je prije otprilike 100 000 godina val obale visine 300 metara pao na obale Havajskih otoka, očito uzrokovan padom velikog meteorita. Ali to je, srećom, izuzetno rijetko.

Valna mehanika

Zbog svoje velike pokretljivosti, vodene čestice lako napuštaju stanje ravnoteže pod utjecajem različitih vrsta sila i prave oscilatorne pokrete. Uzroci pojave valova mogu biti plimne sile Mjeseca i Sunca, vjetar, fluktuacije atmosferskog tlaka, podvodni potresi ili deformacije dna. Vjetrovni valovi nastaju zbog energije vjetra koja se prenosi izravnim pritiskom strujanja zraka na vjetrovitim padinama grebena i trenjem o površini vode.

Priroda stvaranja valova na vodenoj površini dobro je proučavala, modelirala i opisala europski znanstvenici u prvoj polovici 19. stoljeća. Već tada je bilo jasno da s vjetrom većim od dvije točke (brzina preko četiri čvora) zračne struje prenose energiju u morsku pukotinu, što je sasvim dovoljno za stvaranje pravih valova i nabreknuća.

Ako se vjetar ne smiri, uzbuđenje se postepeno povećava, jer oscilatorni pokreti vode primaju dodatnu energiju izvana. Visina vala u ovom slučaju ne ovisi samo o brzini vjetra, već i o trajanju njegovog utjecaja, kao i o dubini i površini otvorene vode.

U priručnicima i enciklopedijama navedene su visine talasa specifične za različite oceane. Dakle, Enciklopedijski rječnik Brockhaus i Efron izvještava da se najveći valovi nalaze na području zapadnih vjetrova Indijskog oceana (11, 5 m) i u istočnom dijelu Tihog oceana (7, 5 m). Jednom su takvi valovi primijećeni u blizini Azori (15 m) i u Tihom oceanu između Novog Zelanda i Južne Amerike (14 m).

Kad se val koji dolazi iz otvorenog mora klinči s povišenim dnom, surfom ili razbijačem. Na zapadnoj obali ekvatorijalne Afrike i blizu Madrasa u Indiji valovi surfa ponekad dosežu i 22 metra visine.

Neki oceanolozi negiraju postojanje ogromnih valova ubojica na otvorenom moru, vjerujući da je objektivna slika iskrivljena u očima uplašenih očevidaca. Zbog udubljenja koje uvijek ide ispred vala, nastaje poseban efekt percepcije, dodatno pojačan činjenicom da se brod ne nalazi vodoravno, tj. Paralelno s potplatom vala, već je nagnut prema njemu. Kao rezultat toga, visina vala može biti uvelike pretjerana.

Ipak, neprestano gomilanje činjenica dokazuje suprotno. Poznato je da različiti valovi mogu međusobno djelovati, izazivajući pojačanje i slabljenje valova. Superpozicija dvaju koherentnih valova uzrokuje val čija je visina jednaka zbroju visina pojedinih valova. Taj se fenomen naziva interferencija.

Interferencija znanstvenicima objašnjava pojavu neobično visokih valova u nekim dijelovima oceana. Nalaze se na „spoju“ valova Atlantskog i Indijskog oceana - na rtu Dobre nade, najjužnijoj točki afričkog kontinenta, i na rtu Igolny. Ovdje se valovi koji se susreću počinju nakupljati jedan na drugom, stvarajući ogromne bedeme. Mornari ih nazivaju "kaproleri" (od engleskih riječi sare - rt i valjak - osovina, veliki val), a oceanolozi - solitarni ili epizodni valovi. Rolpski valjci uništavaju i mala plovila i ogromne tankere, sportske jahte i teretna vozila, putničke brodove. Navodno, upravo zbog takvog vala, sovjetski transportni brod Taganrog u zaljevu 1985. godine srušio se uz istočnu obalu Južne Afrike.

Keyproleri nastaju ne samo na južnom kraju Afrike, već iu područjima Newfoundland banke, Bermuda, rta Horn, na periferiji norveške police, pa čak i uz obalu Grčke

Ako se dva ometajuća talasa nađu na bilo kojoj prepreci - pijesak, greben, otok ili obala - klin stvara novi val, puno veći po visini od svojih "roditelja". Zbog refleksije valova iz raznih prepreka, kao rezultat superpozicije reflektiranog vala na ravnoj liniji mogu nastati takozvani stojeći valovi. Za razliku od putujućeg vala, u stajaćem valu nema protoka energije. Različiti dijelovi takvog vala osciliraju u istoj fazi, ali s različitim amplitudama.

Interferirajući se, zračne i morske struje mogu se sudarati, a zatim se njihova energija zbraja u obliku valova. Zato možete susresti supervelove u Zaljevskom toku, Kuroshio i drugim moćnim oceanskim strujama.

U blizini zloglasnog rta Horn događa se isto: brze struje sudaraju se s suprotnim vjetrovima.

Međutim, interferencijski mehanizmi ne mogu pružiti iscrpno objašnjenje uzroka džinovskih valova.

Usamljene ubojice

U razotkrivanju tajni džinovskih valova, fizičari i matematičari su priskočili u pomoć oceanografima. Yefim Pelinovsky proučavao je i opisao mehanizam pojave samotnih stacionarnih valova koji se nazivaju solitoni (od solitarnog vala - solitarni val). Glavna značajka solitona je da ti pojedinačni valovi ne mijenjaju oblik tijekom širenja, čak ni kada su u interakciji s vlastitom vrstom. Takvi se valovi mogu širiti na vrlo velikim udaljenostima bez gubitka energije.

Debljina vode u oceanu je vrlo složena. Okean je vertikalno heterogen: postoje slojevi različite gustoće, u svakom od kojih se mogu pojaviti i širiti unutarnji valovi, dostižući visine od 100 i više metara. Pelinovski vjeruje da solitoni postoje i u unutarnjim slojevima oceana, te je aktivno uključen u njihovo proučavanje i prognozu.

Atmosferi velikih razmjera u atmosferi - cikloni i anticikloni - dovode do povećanja ili smanjenja površine oceana u područjima niskog i visokog tlaka. Ta se veza naziva zakonom inverznog barometra. Pad atmosferskog tlaka od samo 1 mmHg može uzrokovati porast razine oceana od 13 mm na ovom mjestu. Ako tlak padne za desetke milimetara, što se često događa tijekom tajfuna, tada se na površini oceana pojavljuje povišenje metara ili desetaka metara, što, šireći se, može dovesti do divovskog vala. Diferencijalni pritisci mogu dovesti do pojave rezonantnih pojava, koji su uzrok stvaranja ogromnih valova u oceanu.

Matematičko modeliranje morskih valova danas se provodi u mnogim zemljama svijeta, znanstvenici nude rješenja koja se međusobno vrlo razlikuju, na različite načine opisuju različite vrste divovskih valova.

Naravno, matematički modeli nisu stvoreni samo za objašnjenje prirode valova. Znanstvenici su postavili vrlo specifičan cilj - naučiti kako spasiti brodove i naftne i plinske konstrukcije na moru od smrti. I najvažnije - život ljudi.

Prije pet godina Europska unija stvorila je projekt MaxWave - s ciljem prikupljanja činjenica i dokumentiranja postojanja pojedinih ogromnih valova, kao i praćenja, modeliranja i predviđanja njihova pojavljivanja kako bi se pomorci obavijestili o opasnosti. Sličan projekt praćenja džinovskih valova u Sjedinjenim Državama provodi Ured za istraživanje mora koji akumulira stalna opažanja dobivena uz pomoć zrakoplovstva, satelita i radara.

Znanstvena istraživanja pokazala su da je jedan od 23 vala u svojim parametrima značajno superiorniji od ostalih. Statistički podaci pokazuju da jedan solitarni val, tri puta superiorniji u svojim parametrima od uobičajenog, čini 1175 valova, a četverostruki višak se javlja u jednom valu od 300 tisuća normalnih. Međutim, statistika, nažalost, ne dopušta predvidjeti pojavu ubojitog vala.

Nedavna zapažanja znanstvenika dokazuju da džinovski valovi nisu rijetkost i da bi njihovo postojanje trebalo razmotriti prilikom dizajniranja brodova. Sveučilište u Glasgowu sastavilo je katalog nedavnih pomorskih katastrofa uzrokovanih ubojitim valovima. Od 60 super velikih plovila koja su potonula između 1969. i 1994. godine, 22 teretna broda dugačka više od 200 metara bila su žrtve gigantskih valova. Probili su se kroz glavni otvor za teret i preplavili glavnu trupu. U tim brodolomima poginulo je 542 ljudi. Naftni radnici također su u velikoj opasnosti, jer se proizvodnja postupno seli do oceanske police, a dizajn trenutnih obalnih platformi i plutajućih postrojenja nije uzeo u obzir postojanje divovskih ubojitih valova.

Članak je objavljen u časopisu Popular Mechanics (br. 6, lipanj 2004).

Preporučeno

Prostatitis: neizbježna uplata za dob ili obična bolest?
2019
Zbirka zabluda: Šišmiši su slijepi
2019
Najveće curenje podataka dogodilo se u Sberbank
2019