Τι προκαλεί τα αδίστακτα κύματα;

Στις 10 Νοεμβρίου 1975, ενώ έπλεε στη λίμνη Superior κατά τη διάρκεια μιας καταιγίδας, το SS Edmund Fitzgerald βυθίστηκε στα καναδικά ύδατα. Με μήκος 220 μέτρα και πλάτος 22 μέτρα, αυτό το φορτηγό πλοίο δεν ήταν ψιλό. Αλλά και τα 29 μέλη του πληρώματος πέθαναν χωρίς να μεταδώσουν το Mayday και τα πτώματά τους δεν βρέθηκαν ποτέ.

Μια έκθεση της αμερικανικής ακτοφυλακής ισχυρίστηκε ότι η τραγωδία ήταν το σφάλμα του πληρώματος που δεν κατάφερε να εξασφαλίσει καλύμματα στις τεράστιες καταπακτές πάνω από το αμπάρι του πλοίου. Αλλά αυτό το συμπέρασμα ήταν πάντα αμφιλεγόμενο. Πολλοί συνάδελφοι ναυτικοί αμφιβάλλουν ότι το πλήρωμα θα ήταν τόσο απρόσεκτο. Και νωρίτερα φέτος, ένα ντοκιμαντέρ για το Discovery Channel, Dive Detectives, κατέληξε σε ένα διαφορετικό συμπέρασμα:ότι ο Fitzgerald ήταν αρκετά άτυχος να συναντήσει ένα απατεώνα κύμα – ένα κύμα τόσο τεράστιο που έσπασε το φορτηγό πλοίο στα δύο ενώ ήταν ακόμα στην επιφάνεια .

Ψηλές ιστορίες

Η ναυτική ιστορία είναι γεμάτη με ιστορίες τερατωδών κυμάτων που εμφανίζονται από το πουθενά. Ο θρυλικός εξερευνητής Ernest Shackleton περιέγραψε μια συνάντηση με ένα τεράστιο κύμα κατά τη διάρκεια ενός ταξιδιού από το Elephant Island στον Νότιο Ωκεανό στη Νότια Γεωργία στον Ατλαντικό το 1916. «Ήταν μια ισχυρή αναταραχή του ωκεανού, κάτι πολύ διαφορετικό από το μεγάλο, λευκό- σκεπασμένες θάλασσες που ήταν για πολλές μέρες ακούραστοι εχθροί μας. Φώναξα «Για όνομα του Θεού, υπομονή! Μας έπιασε!'» Κάπως έτσι το σκάφος επέζησε, κρεμώντας και ανατριχιάζοντας από το χτύπημα.

Παρά τέτοιες ιστορίες, η ύπαρξη ξαφνικών κυμάτων τεράτων χαιρετιζόταν πάντα με έναν βαθμό σκεπτικισμού. Εξάλλου, ακόμα κι αν ο ναυτικός σας μάρτυρας δεν είναι επιρρεπής στην περίεργη υπερβολή, το να κρίνουμε το ύψος ενός κύματος με το μάτι είναι εξαιρετικά δύσκολο. Αλλά το 1995 σηματοδοτεί κάτι σαν ορόσημο στην ιστορία των απατεώνων κυμάτων. Την 1η Ιανουαρίου, η πλατφόρμα πετρελαίου Draupner στη Βόρεια Θάλασσα στα ανοικτά των ακτών της Νορβηγίας παρουσίασε ένα κύμα 26 μέτρων - αυτό είναι περίπου το ύψος ενός κτιρίου 10 ορόφων. Και αυτή τη φορά, δεν μετρήθηκε με το μάτι, αλλά με μια ενσωματωμένη συσκευή λέιζερ. Αυτός ο γίγαντας είχε διπλάσιο μέγεθος από τα υψηλότερα κύματα γύρω.

Οι στατιστικές δείχνουν ότι τέτοιες τρομακτικές ανωμαλίες θα πρέπει να συμβαίνουν μόνο μία φορά κάθε 10.000 χρόνια. Αλλά το 2001, δύο δορυφόροι της Ευρωπαϊκής Διαστημικής Υπηρεσίας χρησιμοποιήθηκαν για την έρευνα των ωκεανών. Κατά τη διάρκεια μιας περιόδου τριών εβδομάδων, το έργο MaxWave εντόπισε όχι λιγότερα από 10 γιγάντια κύματα, όλα τα οποία είχαν ύψος πάνω από 25 μέτρα.

«Με την πάροδο των αιώνων, ιστορίες αδίστακτων κυμάτων εμφανίστηκαν όπου υπήρχαν επιζώντες», λέει ο Craig Smith, συγγραφέας του Extreme Waves. «Αλλά είναι δύσκολο να πει κανείς το ύψος των αντικειμένων στη θάλασσα, έτσι πολλά πράγματα απορρίφθηκαν ως υπερβολές των ναυτικών. Αλλά από το έργο MaxWave, υπήρξε μια αναταραχή από συναντήσεις και τεχνικά συνέδρια σε όλο τον κόσμο, όπου οι άνθρωποι προσπαθούσαν να εξετάσουν τους μηχανισμούς που εμπλέκονται». Με άλλα λόγια, τα αδίστακτα κύματα έχουν γίνει επιστήμη.

Η ανάγκη να γνωρίζετε

Η αποκάλυψη των μηχανισμών πίσω από αδίστακτα κύματα δεν είναι απλώς θέμα ακαδημαϊκού ενδιαφέροντος. «Αυτό που προκαλεί έκπληξη είναι ότι 50-100 πλοία πέφτουν κάθε χρόνο. Φυσικά, αυτό δεν οφείλεται σε μεγάλα κύματα, αλλά ένα καλό μέρος είναι και σπάνια ακούμε γι 'αυτό», λέει ο Smith.

Αλλά η έρευνα αυτών των κυμάτων είναι απογοητευτικά δύσκολη – η λήψη των σωστών δεδομένων είναι το θεμελιώδες πρόβλημα. Ο ερευνητής κυμάτων, ο καθηγητής Efim Pelinovsky στο Ινστιτούτο Εφαρμοσμένης Φυσικής στη Ρωσία είναι κάποιος που το γνωρίζει πολύ καλά.

Ο καθηγητής Pelinovsky συλλέγει δεδομένα από πλατφόρμες πετρελαίου της Βόρειας Θάλασσας - όταν οι εταιρείες είναι έτοιμες να του τα δώσουν. Ακόμα και τότε δεν είναι τόσο απλό. «Δεν μπορούμε να ανασυνθέσουμε την ιστορία του απατεώνων κυμάτων γιατί δεν έχουμε μετρήσεις σε απόσταση ενός μιλίου από την πλατφόρμα», λέει. Εκτός από τεράστια, τα αδίστακτα κύματα είναι επίσης φευγαλέα, διαρκούν μόνο ένα ή δύο λεπτά. Έτσι, οι πιθανότητες να συλλάβει κανείς έναν αισθητήρα μιας πλατφόρμας λαδιού ή μια σημαδούρα που φέρει αισθητήρα είναι τουλάχιστον ελάχιστες. Ένας άλλος φυσικός, ο Έρικ Χέλερ στο Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ, λέει ότι οι δεξαμενές κυμάτων δεν προσφέρουν μεγάλη βοήθεια. «Μπορείτε να δημιουργήσετε δίνες και κύματα σε μια δεξαμενή, αλλά θα πρέπει να είναι αρκετά μεγάλο για να έχετε αρκετές δίνες και αρκετά μεγάλο τρέξιμο για να δείτε τα εφέ που θέλετε να δείτε. Ίσως σκεφτείτε, «καλά γιατί να μην χρησιμοποιήσετε μικρότερα κύματα σε μια μικρότερη δεξαμενή;» Αλλά τότε το τριχοειδές φαινόμενο, η επιφανειακή τάση του νερού, αρχίζει να κυριαρχεί.»

Ως εκ τούτου, ο Pelinovsky συλλέγει δεδομένα για αδίστακτα κύματα από όπου μπορεί. «Εξετάζουμε οτιδήποτε είναι διαθέσιμο», λέει. "Προσπαθούμε να επεξεργαστούμε όλες τις πληροφορίες από τις εφημερίδες καθώς και από το BBC και το CNN."

Αλλά εδώ είναι που έρχεται και πάλι χρήσιμος ένας μικρός σκεπτικισμός. «Στα ΜΜΕ κάθε μεγάλο κύμα αποκαλείται απατεώνας», λέει ο Chris Garrett, ωκεανογράφος στο Πανεπιστήμιο της Βικτώριας στον Καναδά. «Είμαι σίγουρος ότι θα έχετε δει τίτλους όπως «το κρουαζιερόπλοιο χτυπιέται από αδίστακτο κύμα». Λοιπόν, το κρουαζιερόπλοιο ήταν μάλλον σε ένα μέρος όπου ήταν εξαιρετικά τραχύ ούτως ή άλλως.» Το θέμα είναι ότι ένα αδίστακτο κύμα δεν είναι απλά ένα μεγάλο κύμα, όπως θα έμπαινες σε οποιαδήποτε καταιγίδα. Είναι ένα «παράξενα» μεγάλο, που υψώνεται πάνω από οποιονδήποτε από τους γείτονές του.

Ο μάλλον πιο ακριβής, επιστημονικός ορισμός είναι ένα κύμα του οποίου το ύψος είναι περισσότερο από το διπλάσιο του σημαντικού ύψους κύματος (το σημαντικό ύψος κύματος είναι ο μέσος όρος του μεγαλύτερου τρίτου των κυμάτων). Και είναι αυτή η «φρικιά» που τους κάνει τόσο επικίνδυνους. «Μερικές φορές έχουμε τυφώνες και τυφώνες, αλλά δεν υπάρχουν αδίστακτα κύματα γιατί όλα τα κύματα είναι πολύ ψηλά», λέει ο Pelinovsky. «Είναι πιο σημαντικό για εμάς να βλέπουμε κύματα που είναι δύο ή και τρεις φορές το μέγεθος των κυμάτων φόντου. ”

Εάν οι σπάνιες δεξαμενές δεδομένων και οι δεξαμενές κυμάτων δεν προσφέρουν μεγάλη βοήθεια, τότε σίγουρα η καλύτερη προσέγγιση είναι να προσδιορίσετε πού είναι πιο πιθανό να εμφανιστούν και να βουτήξετε τα όργανά σας στο νερό εκεί. Και αν υπάρχει μια παγκόσμια πρωτεύουσα των φρικιαστικών κυμάτων, τότε αυτή η αμφίβολη τιμή πρέπει να πάει στα ύπουλα νερά του ακρωτηρίου Agulhas, ένα βραχώδες ακρωτήριο στη Νότια Αφρική. Εδώ τα νερά στο σημείο συνάντησης του Ινδικού και του Ατλαντικού ωκεανού έχουν δεχτεί έναν τεράστιο αριθμό σκαφών και έχουν αναφερθεί τρομακτικά τείχη νερού ύψους 30 μέτρων.

Παράγοντες που λείπουν

Στα ανοιχτά του ακρωτηρίου Agulhas, ισχυροί άνεμοι γνωστοί ως Roaring Forties φυσούν από τα ανατολικά προς τα δυτικά, δημιουργώντας κύματα που ταξιδεύουν προς την ίδια κατεύθυνση. Στη συνέχεια συναντούν το ρεύμα Agulhas που τρέχει προς την αντίθετη κατεύθυνση. Και είναι αυτή η σύγκρουση, που πιστεύεται ότι γεννά αδίστακτα κύματα. Ωστόσο, η σύγκρουση μεταξύ των κυμάτων και ενός ισχυρού ρεύματος δεν μπορεί να βρίσκεται πίσω από όλα τα αδίστακτα κύματα, καθώς είναι ένας συνδυασμός που δεν βρίσκεται σε όλες τις τοποθεσίες όπου έχουν επιβεβαιωθεί οι απατεώνες.

Στην αναζήτησή τους για απαντήσεις, οι φυσικοί βρήκαν ένα εξαιρετικό υποκατάστατο του νερού – την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία.

Τα μικροκύματα και το φως είναι κύματα και συμπεριφέρονται με εντυπωσιακά παρόμοιο τρόπο με τα αντίστοιχα στη θάλασσα. Σε μια μελέτη, στην οποία συμμετείχαν ο Heller στο Χάρβαρντ και ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Marburg στη Γερμανία, μικροκύματα εκτοξεύτηκαν σε μια κοιλότητα μέσα σε δύο μεταλλικές πλάκες. Τα τυχαία ρεύματα στη θάλασσα προσομοιώθηκαν με την τοποθέτηση μεταλλικών κώνων σε τυχαίες θέσεις στην κοιλότητα. Η ομάδα διαπίστωσε ότι τα εστίες μικροκυμάτων εμφανίστηκαν στην κοιλότητα και αυτά τα «τρελά μικροκύματα» εμφανίστηκαν πολύ πιο συχνά από ό,τι αναμενόταν.

Αυτό που έδειξε ήταν ότι ακόμη και στις χαοτικές συνθήκες της θάλασσας, με τυχαία ρεύματα και κύματα που προέρχονται από περισσότερες από μία κατευθύνσεις, τα ρεύματα μπορούν ακόμα να λειτουργήσουν σαν φακός, εστιάζοντας τα κύματα για να δημιουργήσουν μεγαλύτερους απατεώνες.

Η πρόοδος στην τεχνολογία απεικόνισης επιτρέπει επίσης να μελετηθεί λεπτομερέστερα. Κατά τη διάρκεια του έργου MaxWave, οι δορυφόροι ήταν σχετικά «αμβλύ» όργανα παρακολούθησης κυμάτων. Αλλά σήμερα, οι τεχνικές έχουν τελειοποιηθεί, έτσι οι ωκεανοί μπορούν να μελετηθούν με πολύ μεγαλύτερη λεπτομέρεια (βλ. «Κυνήγι κυμάτων από το διάστημα», αριστερά). Η Dr Susanne Lehner, στο Γερμανικό Αεροδιαστημικό Κέντρο, συνέβαλε καθοριστικά στην ανάπτυξη των τεχνικών που χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση του ύψους των κυμάτων από δεδομένα ραντάρ. «Μπορούσαμε να παρατηρήσουμε μόνο μήκη κύματος μεγαλύτερα από 200 μέτρα. Τώρα έχουμε πολύ καλύτερη ανάλυση και μπορούμε να δούμε πώς σπάνε και αλληλεπιδρούν με τα ρεύματα."

Όταν δεν είναι φυσικός στο Χάρβαρντ, ο Χέλερ ταξιδεύει με το γιοτ του μήκους 40 μέτρων κατά μήκος της δυτικής ακτής του Καναδά προς την Αλάσκα – μια περιοχή που περιγράφει ότι έχει «πολλά ρεύματα και πολλά κύματα». Γι' αυτόν, λοιπόν, είναι προφανής η ανάγκη για μια σαφέστερη κατανόηση των απατεώνων κυμάτων. «Θα θέλαμε να πούμε ότι μια μέρα θα υπάρξει μια θαλάσσια πρόγνωση καιρού που θα μιλά για την πιθανότητα φρικτών κυμάτων. Αλλά θα είναι πάντα ένα στατιστικό γεγονός, δεν θα είναι ποτέ βεβαιότητα». Και οι νέες γνώσεις μας για το πόσο άγρια ​​μπορεί να είναι η θάλασσα προτρέπουν την έρευνα για το σχεδιασμό σκαφών.

Είναι όμως αρκετά συχνά τα αδίστακτα κύματα ώστε να δικαιολογούν αυτό το είδος πρόβλεψης – όπως ακριβώς θα κάνατε για άλλες συνθήκες πλεύσης; «Νομίζω ότι είναι αρκετά καταστροφικά που θα ήθελες ένα», λέει ο Heller. «Αλλά αν θα επηρέαζε πραγματικά την απόφαση του καπετάνιου να πάει κάπου, δεν το ξέρω. Ο άνεμος και η βροχή είναι το ίδιο - οι άνθρωποι βγαίνουν ούτως ή άλλως, αλλά θα θέλατε να μάθετε αν είναι πιθανό και αν πρέπει να φορέσετε παλτό εκείνη την ημέρα ή όχι."