Новое исследование пролило свет на феномен “мертвой воды”

Норвежские моряки называли это явление dødvann – мертвая вода. На протяжении веков они знали, что участки морской воды в узких фьордах могут загадочным образом снизить скорость корабля, резко замедляя его или полностью останавливая.

В своей книге 1897 года « Дальний север» исследователь Фритьоф Нансен писал о своем столкновении с мертвой водой к северу от Сибири в 1893 году:

Мертвая вода, как отмечал Нансен, возникла «там, где слой пресной воды покоится на соленой воде моря», как это происходит в северных фьордах, когда снег и лед с гор тают в океан.

Сообщение Нансена о мертвой воде исследовали ученые того времени, в том числе шведский океанограф Ван Вальфрид Экман. В 1904 году Экман опубликовал исследование, которое показало, что мертвая вода возникла из-за скрытых волн в плотном подповерхностном слое соленой воды, которые замедляли поступательное движение корабля.

Сегодняшние скоростные корабли легко преодолевают эти подводные волны, и для большинства моряков мертвая вода теперь в значительной степени забыта.

Но более 100 лет спустя ученые все еще изучают это явление, и новое исследование раскрыло больше деталей о его механике.

Во Франции физик Жермен Руссо и его коллеги из Национального центра научных исследований воссоздали лабораторные эксперименты, проведенные Экманом, с использованием современных методов.

Они также исследовали другое океанографическое явление, впервые описанное Экманом, при котором корабль несколько раз замедляется, прежде чем устремиться вперед – колебание, которое они назвали «эффектом Экмана».

В своих экспериментах ученые протащили масштабные модели лодок с разной скоростью через резервуары с пресной водой, лежащие поверх соленой воды, оценивая, как проход лодок влияет на поверхностный и подводный слои.

Они обнаружили, что два разных явления – сопротивление мертвой воды, описанное Нансеном, в частности, эффект Экмана возникает, когда подповерхностные волны отражаются от стенок лабораторного резервуара и создают колебания поверхностной скорости судна. Руссо говорит, что эффект Экмана может затруднить проход более медленным кораблям по узким проходам, таким как фьорды и морские шлюзы.

Новое исследование также предполагает другие последствия мертвой воды. Лео Маас, физический океанограф из Утрехтского университета в Нидерландах, говорит, что, хотя влияние этих подводных волн незначительно для большинства современных моторных лодок, они все еще могут влиять на пловцов, поскольку их руки часто взаимодействуют с более глубокими слоями воды.

Он указывает, что расслоение соленой и пресной воды может быть результатом разницы в температуре воды, особенно в жаркую и безветренную погоду. «Этот эффект может сыграть роль в трагических случаях утопления в ясную погоду», – говорит он.

В прошлом влияние мертвой воды и других связанных явлений могло быть гораздо более значительным. Фактически, они могли даже изменить историю.

В битве при Акциуме в 31 г. до н. Э. Военные корабли под командованием Октавиана, приемного сына Юлия Цезаря, нанесли поражение большему флоту во главе с римским генералом Марком Антонием и египетской царицей Клеопатрой.

Битва привела к поражению Антония и Клеопатры и последующей смерти в результате самоубийства, а также к тому, что Октавиан стал Августом Цезарем, первым императором Рима. Древние легенды обвиняли в потере примочек – рыб-присосок, которые, как говорили, прикреплялись к корпусам египетских кораблей, не позволяя им достичь скорости тарана.

Но Руссо отмечает, что битва произошла в мелководном проливе между Ионическим морем и Амбракийским заливом – это почти полностью закрытое море и одно из немногих мест в Средиземном море, где вода может расслаиваться по солености. Руссо считает, что египетский флот могло замедлить физическое воздействие мертвой воды, а не рыб.