Блукаючі хвилі-вбивці набагато підступніші, ніж усі думали

Хвилі-вбивці - гігантські морські колосси, висота яких удвічі перевищує сусідні хвилі. Вони з'являються, здавалося б нізвідки, і сягають висоти десятиповерхового будинку - протягом століть ці хвилі-вбивці залишалися частиною морського фольклору та літератури, але вчені не розуміли їхнього механізму утворення. Але новітні технології дозволили дослідникам виявити хвилі-вбивці в морі, завдяки чому легенда стала реальністю. 

У новому дослідженні команда з Мельбурнського університету використовувала нову технологію і змогла зафіксувати цей невловимий і химерний феномен. У своїй роботі вчені використовували тривимірну візуалізацію океанських хвиль, щоб закарбувати химерне море, що спричиняє сумнозвісне явище, яке називають хвилями-вбивцями, пише IFLScience.

Найпершим відомим виміром стала хвиля Драупнера - її висота сягала 25,6 метра і її було зареєстровано в Північному морі 1 січня 1995 року. Відтоді було проведено чимало досліджень, але вчені досі не знали, як часто виникали хвилі-вбивці та чи можна передбачити їхню появу в океані. У більш ранніх дослідженнях вчені вже виявили, що море навколо хвилі-вбивці не вирізняється особливими характеристиками, а тому складно проводити порівняння або передбачати необхідні умови.

У новому дослідженні команда вчених на південноафриканському криголамі S.A. Agulhas-II вирушили в Південний океан на пошуки буйних хвиль. Відомо, що саме тут формуються найжорсткіші хвилі на планеті.

Автори дослідження виявили, у хаотичному середовищі океанських хвиль кілька механізмів породжують "ізгоїв". Одне первинне джерело включає перекриття декількох хвиль в одному і тому ж місці і в один і той же час. Це призводить до концентрації енергії, що призводить до високих хвиль.

За постійних умов океану хвилі-вбивці, створені вищеописаним способом, можуть виникати лише раз на два дні в певному місці. Але океан динамічний, тому умови рідко залишаються постійними протягом тривалого часу, що знижує ймовірність виникнення хвиль-убивць. Перекриття хвиль може бути мінімальним або відсутнім навіть під час тривалих і сильних штормів.

Чисельні та лабораторні дослідження показують, що сильні вітри також сприяють розвитку хвиль-убивць, оскільки вони сильніше впливають на деякі і без того високі форми хвиль. Але раніше вітер рідко враховували під час вивчення хвиль-убивць. Вітер робить океанські хвилі все більш високими, довгими та швидкими. На цій стадії хвилі "молоді" і потребують вітру, однак це змінюється, коли їхня швидкість перевершить швидкість вітру. У цей момент хвилі перестають прискорюватися і досягають своєї "зрілої" стадії повного розвитку.

Завдяки цьому процесу вітер створює хаотичну ситуацію, в якій співіснують хвилі різних розмірів і напрямків. Результати нового дослідження вказують на те, що унікальні морські умови з хвилями-вбивцями можуть виникнути на "ранній стадії", коли хвилі ще занадто чутливі до вітру. Це говорить про те, що параметри вітру можуть бути відсутньою ланкою, однак це не все, що варто враховувати.

Потужні хвилі підсилюють одна одну

Хвилі в океані є однією з найпотужніших природних сил на Землі. Ба більше, вони можуть стати ще потужнішими в майбутньому внаслідок зміни клімату. Якщо хвильове поле має величезну кількість енергії (коли хвилі круті й більшість із них мають однакову амплітуду, довжину та напрямок), інший механізм може спровокувати утворення хвиль-убивць.

Цей механізм включає обмін енергією між хвилями, який призводить до "самопосилення", коли одна хвиля зростає непропорційно за рахунок своїх сусідів. І теоретично, як показує дослідження, може збільшити ймовірність появи гігантських хвиль-убивць у 10 разів. Хоча самопосилення проявляється у вигляді білих шапок - пінистих, повітряних гребенів неспокійних хвиль - досі не було жодних доказів того, що воно може підвищити ймовірність виникнення хвиль-убивць в океані. На жаль, недавні експерименти показують, що саме вітер здатний зробити умови для створення хвиль-вбивць більш поширеними в океані.

Експеримент у Південному океані

Протягом усієї експедиції вчені використовували новий метод тривимірної візуалізації для сканування поверхні океану. Він імітує людський зір: близько розташовані датчики записують послідовність одночасних зображень. Потім комп'ютерні алгоритми зіставляють пари з них, щоб відновити тривимірну глибину - хвилясту поверхню. У міру того, як корабель проходив через кілька штормів, датчики фіксували дані на різних стадіях росту хвиль - від найбільш ранніх, які підживлюються вітром, до зрілих, на які він не впливає. 

Результати показали, що молоді хвилі демонструють ознаки самопосилення і підвищену ймовірність виникнення хвиль-убивць. Хвилі, вдвічі вищі за сусідів, команда фіксувала раз на шість годин. Це відображає те, що повідомляють лабораторні моделі: морські умови, теоретично більш схильні до самопосилення, вироблятимуть більше хвиль-убивць. При цьому в "зрілих" морях ймовірність виникнення хвиль-убивць не спостерігається.

Підписуйтесь на наш Telegram-канал, щоб не пропустити важливих новин. Підписатися на канал у Viber можна тут.