Розгадано секрет найжорстокіших хвиль-убивць на Землі: їх створюють "ізгої" в океані (фото)

Хвилі-вбивці — гігантські морські колоси, 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, пише Inverse.

У новому дослідженні команда з Мельбурнського університету використовувала нову технологію та 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.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Найпершим відомим виміром стала хвиля Драупнера — її висота сягала 25,6 метра, її було зареєстровано в Північному морі 1 січня 1995 року. У своїй роботі вчені використовували новітні технології, завдяки чому хвилі-вбивці, які вважалися легендами, стали реальністю.

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 відрізняється особливими характеристиками, а тому складно порівняти умови та виявити те, що могло б передувати утворенню хвиль.

У новому дослідженні вчені 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, що у випадковому середовищі океанських хвиль "вбивць" породжують "ізгої". Учені стверджують, що одне первинне джерело перекриває одразу кілька хвиль в одному й тому ж місці в один і той же час. Це призводить до концентрації енергії, а це, зі свого боку, створює гігантські хвилі.

У постійних умовах океану хвилі-вбивці, створені вищеописаним способом, можуть виникати лише раз на два дні в певному місці. Однак океан динамічний, а тому умови в ньому рідко залишаються стабільними протягом тривалого часу — це значно знижує ймовірність виникнення хвиль-убивць. Перекриття хвиль може бути мінімальним або відсутнім навіть під час тривалих і сильних штормів.

Водночас дослідження показують, що сильні вітри також сприяють виникненню гігантських хвиль, оскільки вони сильніше впливають на деякі й без того величезні хвилі. Команда виявила, що раніше вітер рідко враховувався під час вивчення хвиль-убивць.

Вітер робить океанські хвилі все вищими, довшими та швидшими. На цій стадії хвилі "молоді" й потребують вітру, однак це змінюється, коли їхня швидкість перевершить швидкість вітру. В цей момент хвилі перестають прискорюватися й досягають своєї "зрілої" стадії повного розвитку.

За словами співавтора дослідження Алессандро Тоффолі, унаслідок цього процесу створюється хаотична ситуація, в якій співіснують хвилі різних напрямків і розмірів. 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. В результаті команда припустила, що саме параметри вітру можуть бути відсутньою ланкою, однак це не все, що варто враховувати.

Потужні хвилі роблять одна одну сильнішими

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, інший механізм може викликати утворення хвиль-вбивць.

Учені вважають, що цей механізм включає обмін енергією між хвилями, завдяки чому вони фактично "самопосилюються": одна хвиля зростає завдяки сусідам і теоретично, як показує дослідження, може збільшити ймовірність появи гігантських хвиль-убивць у 10 разів.

Самопосилення проявляється у вигляді білих шапок — пінистих, повітряних гребенів неспокійних хвиль — але досі не було жодних доказів того, що воно може підвищити ймовірність виникнення хвиль-убивць в океані. На жаль, нещодавні експерименти показують, що саме вітер здатний зробити умови для створення хвиль-убивць більш поширеними в океані.

Експеримент у Південному океані

Під час дослідження в Південному океані команда використовувала новий метод тривимірної візуалізації для сканування поверхні океану. Простими словами, ця технологія імітує людський зір: датчики записують послідовність одночасних зображень, після чого комп'ютер використовує алгоритм і зіставляє зображення так, щоб відновити тривимірну глибину.

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 показують, що молоді хвилі демонструють ознаки самопосилення та підвищену ймовірність виникнення хвиль-убивць. Хвилі, вдвічі вищі за сусідів, команда фіксувала раз на шість годин. Результати є підтвердженням лабораторних моделей: морські умови, схильні до самопосилення, вироблятимуть більше хвиль-убивць. Водночас у"зрілих" морях імовірність виникнення хвиль-убивць не спостерігається.

Раніше Фокус писав про те, що названо найбільшу "хвилю-вбивцю" за всю історію.