Внутренние волны
Много столетий назад норвежские мореходы обратили внимание на странное явление, когда суда, пересекая местные фьорды, вдруг застывали на месте и, точно удерживаемые незримой гигантской рукой, не могли двинуться ни вперед, ни назад. Такие случаи получили у моряков название «лежать в мертвой воде».
В 1904 году, исследуя столь загадочную особенность фьордов, норвежский путешественник Ф. Нансен и шведский физик В. Экман выяснили, что она характерна преимущественно для тех мест, где над слоем соленой воды расположен слой более легкой опресненной воды. Резкие перепады в плотности воды и создают эффект, удерживающий суда на месте.
Однако первый шаг на подступах к изучению этого явления еще в середине XVIII века сделал знаменитый английский мореплаватель Джон Франклин. Однажды, совершая очередное морское путешествие, он обратил внимание на необычное поведение масла, налитого поверх воды в стоявшем на его столе светильнике. Хотя само масло оставалось абсолютно неподвижным, на его границе с водой отчетливо прослеживалась… волна. Данный факт настолько удивил Франклина, что сразу по возвращении домой он опубликовал свое наблюдение. Собственно, именно это сообщение великого путешественника и стало, по сути, первым «лабораторным наблюдением» внутренних волн.
Джон Франклин – знаменитый английский мореплаватель, в середине XVIII века сделавший первый шаг на подступах к изучению внутренних волн
Более же серьезно внутренние волны стали изучать только после Второй мировой войны. И в ходе научных исследований почти сразу же удалось выяснить любопытнейшие подробности этого феномена. Например, что даже при полном штиле на глубине в 200–300 метров могут «бушевать» настоящие бури и штормы, а подводные волны – достигать весьма внушительных размеров. В частности, амплитуда их высоты может составлять иной раз 50 метров, а ширины – более 100 метров. Период же колебаний способен держаться в интервале от нескольких минут до нескольких суток.
Кстати, после более тщательного изучения подводных волн-гигантов было высказано предположение, что катастрофа американской подводной лодки «Трешер», произошедшая 10 апреля 1963 года, могла быть вызвана ее встречей именно с одной из таких внутренних волн-гигантов, которая и забросила субмарину на критическую для подводной лодки глубину…
Характерна для подобных волн и другая примечательная особенность: оказывается, они могут пронизывать всю толщу океана до самого дна!
Причина данного явления связана с особенностями океанической воды, которая, как известно, в глубинах океана разделена на слои с разной плотностью. Когда такие слои находятся в состоянии покоя, граница между ними, как и поверхность воды, ровная. Но такое случается нечасто. Обычно по каким-то причинам тяжелый слой приподнимается, выгибается дугой, а потом падает вниз. И от этих его движений во все стороны бегут внутренние волны.
Со временем ученые не только установили, что внутренние волны буквально прошивают морскую толщу насквозь, но и выяснили их роль в ряде явлений глобального характера. Например, доказали, что океан закладывает в эти волны, словно в кубышку, «остатки» неиспользованной энергии, которую в огромных объемах ежедневно закачивают в него приливообразующие силы.
Было даже высказано предположение, что между соседними слоями с разными физико-химическими характеристиками существуют четко выраженные границы, так называемые океанические фронты, которые и являются теми «окнами», где происходит обмен теплом и солями между поверхностными и глубинными зонами Мирового океана.
Природа глубинных волн очень сложна и до конца еще не изучена. Чаще всего ученые объясняют появление таких волн гидродинамическим эффектом приливно-отливных течений, которые во время своего движения наталкиваются на горные цепи океанического дна.
Например, удалось установить, что подводные волны полусуточного периода вызываются в основном приливами. Причины же, вызывающие образование всех остальных типов подводных волн, для ученых до сих пор остаются загадкой. Ясно, что определенным образом на их появление влияют ветер, течения, рельеф дна, соленость и т. д. Но вот что играет при этом главную роль, а что – второстепенную, до конца еще не выяснено.
Следует отметить, что эти невидимые, скрытые от наших глаз волны не являются чем-то необычным или уникальным. По сути, это те же волны, которые плещутся на поверхности моря, только рожденные в глубине. Они точно так же растут, а потом, как и обычные волны прибоя, обрушиваются вниз, вызывая тем самым турбулентность – вихревые потоки. Впрочем, в свою очередь и турбулентность может вызывать внутренние волны. Поэтому, скорее всего, не последнюю роль в их появлении играют также мощные циклоны, вздымающие и раскачивающие огромные массы воды.
Волны-убийцы
В 1980 году у берегов Японии затонул английский сухогруз «Дербишир». Погибли 44 человека. Как показало расследование, причиной гибели 300-метрового гиганта стала огромная волна, пробившая главный грузовой люк и мгновенно залившая трюм.
Волны-убийцы стали причиной гибели многих кораблей
В том же году еще одна исполинская волна накрыла нефтяной танкер «Эссо Лангедок». На этот раз судну повезло: волна просто прокатилась по его палубе, и оно почти не пострадало. Команда отделалась легким испугом, а первый помощник капитана Филипп Лижур успел даже сфотографировать удалявшуюся волну. По его прикидкам, вал взметнулся вверх не менее чем на 30 метров.
Но гораздо любопытнее в этих двух эпизодах не сами волны (хотя их размеры тоже поражают воображение), а то, что такие волны-гиганты возникают поодиночке и абсолютно неожиданно, словно призраки, и так же, как призраки, стремительно исчезают неведомо куда.
До последнего времени ученые мало верили в существование подобного феномена. Несмотря даже на многочисленные свидетельства очевидцев и документальные фотографии. И лишь под давлением череды неоспоримых фактов они наконец заинтересовались бродячими волнами. Ведь, как-никак, по подсчетам экспертов, за два последних десятилетия жертвами волн-убийц стали по меньшей мере 200 судов. Среди них – 22 громадных танкера. В результате тех страшных катастроф погибли более 600 человек.
Ну а стоит ученым обратить внимание на какое-либо явление, как они тотчас начинают выдвигать для его объяснения разного рода гипотезы. Не отступили они от своего правила и в данном случае.
Вначале всю ответственность за появление гигантских волн ученые мужи взвалили на… ветер. Оно, вроде бы, вполне логично: всем известно, что высота волны зависит от силы ветра и продолжительности его действия, а также от размеров площади открытой воды. К примеру, 12-балльный ураган, преодолевая расстояние от Панамы до Малайзии, – а это 17 700 километров, – за один час способен нагнать волну средней высотой до 4,2 метра. За сутки, продолжая трудиться с прежней силой, он поднимет волны на 14 метров вверх, но выше 20,7 метра, как бы он ни старался, волну ему не вздыбить.
