Многие корабли, отправлявшиеся в плавание в эпоху Великих географических открытий, часто не возвращались обратно, и веками мореплаватели рассказывали истории о загадочном природном явлении, необъяснимой и таинственной силе, которая появляется ниоткуда и также бесследно исчезает. Силе, которую нельзя предвидеть, предупредить или опередить. Они говорили об огромной волне-убийце, и были теми очевидцами, которым посчастливилось выжить, но, к сожалению, не предоставить никаких доказательств.
1 января 1995 года волна-убийца была впервые официально зафиксирована, и из разряда легенды это явление перешло в категорию объектов научного исследования.
Волны-убийцы (англ. rogue wave — волна-разбойник; фр.onde scélérate-galéjade — дурная шутка) — гигантские одиночные волны, возникающие в океане, обладающие нехарактерным для морских волн поведением. Они опасны для судов и морских сооружений. Если высота обычных штормовых гребней в среднем составляет 4-6 метров (10-15 при урагане), то внезапно возникающая среди них волна может достигать высоты 25-30 метров. Волны-убийцы появляются и в спокойных водах. Это тот самый «девятый вал», которого так страшатся моряки.
Как волна-убийца опрокидывает и топит суда, многие могли видеть в голливудском фильме-катастрофе «Идеальный шторм» — драматической истории о том, как в Северной Атлантике в результате столкновения двух мощных штормовых фронтов бесследно исчезает рыболовецкая шхуна «Андреа Гейл», унося с собой жизни рыбаков.
Оказалось, что существует сразу несколько видов подобных волн: первый — классическая одиночная волна, которая неожиданно возникает даже в относительно спокойном море, наносит удар и столь же стремительно исчезает. Второй — три последовательных гигантских волны (так называемые «три сестры»), средняя из которых обладает наибольшей высотой. Также, по наблюдениям Национального управления океанических и атмосферных исследований США (NOAA), волны-убийцы бывают рассеивающиеся и нерассеивающиеся. Последние могут проделать по морю довольно долгий путь: от шести до десяти миль. Если судно замечает волну издали, можно успеть принять какие-то меры. Рассеивающиеся же появляются буквально ниоткуда (видимо, такая волна атаковала "Таганрогский залив"), обрушиваются и исчезают.
Объединяющими признаками волн являются: значительные размеры от подошвы до гребня (15–35 метров), сильный гул в момент появления, высокая скорость перемещения (80–100 километров в час), а также малый срок жизни — от 20–40 секунд до 1–2 минут. Что же касается остальных их свойств, то специалисты пока так и не смогли дать однозначных ответов.
Из-за углубления, которое всегда предшествует волне, возникает ощущение большей, чем на самом деле, высоты водной гряды. Это ощущение усиливается еще и тем, что корабль располагается не горизонтально, то есть параллельно подошве волны, а наклонен к ней. В итоге высота может сильно преувеличиваться. К тому же, эти «дыры» таят в себе не меньшую опасность: провалившись в подобную «дыру» носом или кормой, судно может зарыться в толщу воды и мгновенно затонуть, а оказавшись своими оконечностями одновременно на двух соседних гребнях — разломиться надвое. О глубине подобной «морской ямы» можно судить по случаю, произошедшему с английским легким крейсером Birmingham, который угодил в нее осенью 1944-го в Тихом океане: на верхнем мостике боевого корабля (18 метров над уровнем моря!) воды набралось по колено.
- Волна-убийца возникает из-за воздушных потоков, но направленность ей придает течение. Когда подводное течение сталкивается с волнами, идущими в противоположном направлении, волны могут сжаться и устремиться вверх, сформировав «блуждающую волну». Это объясняет, почему в районах с сильным течением так часты подобные явления. Течение Гольфстрим одно из них и проходит через печально известный район «Бермудского треугольника». Вполне вероятно, что причиной многих невероятных исчезновений в районе «Бермудского треугольника» является не воздействие сверхъестественных сил, а мощь самого океана и его порождения - волны-убийцы.
- Ученые также вспоминают мыс Игольный, самую южную точку Африки. Там, на стыке Атлантического и Индийского океанов, сталкиваются южные ветры и Агульясово течение. Волны громоздятся друг на друга и образовывают высокие валы. Именно там порою возникают так называемые «три сестры» - следующие одна за другой три гигантские волны, поднявшись на которые, переламываются под собственным весом супертанкеры.
- Существование областей схождения волн в результате действия течений, влияния переменной глубины, блокировки волн течениями повышает вероятность появления высоких волн в этих точках, хотя сами области фокусировки волновой энергии (каустики) могут случайно возникать и исчезать. Подобное происходит и в водах течения Куросио у берегов Японии, и у мыса Горн.
- Еще одной причиной возникновения таких волн может быть разница в энергетических потенциалах разных слоев воды, которая при определенных обстоятельствах «разряжается», как в атмосфере во время грозы или смерча: верхний слой воды, насыщаясь кислородом, накапливает положительный электрический потенциал, а глубинные слои, содержащие в себе растворенный метан, низковалентные оксиды железа, марганца и т. д., - отрицательный. В такой ситуации при определенных условиях эта энергия может вызывать возмущения и движение больших масс воды. Если в подобном месте вдруг пройдет корабль, подводная лодка, ударит молния, или просто произойдет мощный всплеск и т.д, то "контакты" данной естественной электросхемы замкнутся и заработает "волновой двигатель". Он сможет работать как «на всасывание», то есть образовывать воронку, так и на выталкивание массы воды на поверхность, то есть создать волну-убийцу.
- Еще один фактор, определяющий возникновение волн-убийц, - это тип береговой линии и рельеф океанского дна, т.е. средой возникновения волны-убийцы являются естественные препятствия, например острова, отмель, рифы. Сотрудник Национальной исследовательской комиссии в Оттаве Этьен Мансар показал своими экспериментами, что если две интерферирующих "материнских" волны встречают какую-либо преграду, то возникает удар этих волн. В результате этого удара появляется новая волна, по своей высоте намного превосходящая высоты волн-родительниц (наложение двух когерентных волн вызывает волну, высота которой равна сумме высот отдельных волн - интерференция). Такая картина может возникнуть в случае, когда волна разделяется на две, огибающие небольшой остров. За этим островом волны вновь встречаются, возникает их интерференция, и появляется новая гигантская волна.
В XXI веке (на 2024 г.) такие волны регистрировались 16 раз.
Прямое моделирование волн-убийц было предпринято в работах В.Е. Захарова, В.И. Дьяченко, Р.В. Шамина. Численно решались уравнения, описывающие нестационарное течение идеальной жидкости со свободной поверхностью.
Исследование волн-убийц, по сути, только начинается. Так, первый международный семинар по проблемам гигантских блуждающих волн состоялся во французском Бресте в 2000 году и с тех пор проводится ежегодно. В декабре того же года в Евросоюзе стартовал специальный проект MaxWave, который предусматривает настоящую охоту за волнами-убийцами с участием научно-исследовательских судов, автономных дрейфующих радиобуев, а также спутниковых систем наблюдения и телеметрии. Уже за первые три недели эксперты MaxWave совместно со специалистами Европейского космического агентства ESA обнаружили в различных районах Мирового океана более десятка волн высотой свыше 25 метров.
Атлас волн по ссылке
В Южно-Сахалинске 14 декабря 2012 года открылся научный центр по изучению волн-убийц. Цитата из СМИ: "Деятельность центра будет посвящена проблемам изучения экстремальных волн в океане. В задачи научного центра будет входить всестороннее изучение этого опасного явления, предсказание их возникновения и выработка мер защиты. Также созданный научный центр будет выполнять консалтинговые функции, и заниматься проблемами расчета оценки риска от катастрофического воздействия волн-убийц для судов и нефтяных платформ", - говорится в сообщении. Инициаторами создания центра стали институт морской геологии и геофизики ДВО РАН совместно с филиалом Дальневосточного федерального университета в городе Южно-Сахалинске, Специальным конструкторским бюро систем автоматизации морских исследований ДВО РАН и Институтом океанологии имени Ширшова РАН.
Одной из проблем в изучении волн-убийц является сложность их получения в лабораторных условиях. В основном исследователи вынуждены работать с данными, полученными при наблюдениях в естественных условиях, причём такие данные весьма ограничены в силу непредсказуемого характера возникновения волны-убийцы. Однако, в 2012 году исследователям австралийского национального университета удалось смоделировать образование волны-убийцы в лабораторных условиях. Созданная в опытном бассейне «гигантская» волна перевернула и потопила масштабную модель крупного грузового судна. А в октябре 2017-го в Оксфорде удалось в миниатюре воссоздать волну, которую зафиксировали приборы платформы Draupner.
Непрерывно расширяется и сеть стационарных пунктов наблюдения за районами возможного образования гигантских волн, которые оборудуются самой современной аппаратурой. Так, в декабре 2017-го на одной из буровых платформ компании ConocoPhillips в центральной части Северного моря начал работу специальный измерительный комплекс Ekofisk. Установленные на нем приборы позволяют ученым не только с высокой точностью (±10 см) измерять высоту волны, но и получать ее 3D-изображение в режиме реального времени.
На некоторых территориях (например, Латинская Америка или Гренландия) в 2011–2018 годах меток нет. Основная причина — малая плотность населения и океанского трафика. В Гренландии — слишком мало свидетелей, люди там не отдыхают на пляжах, трафика почти нет, поэтому нет и разрушений. В Латинской Америке пляжей как раз много, а информация значительно меньше попадает в прессу, а если и попадает, то не на английском языке, на котором ведется поиск. Среди не знакомых с волнами-убийцами и северное побережье России, что опять же связано с малым трафиком судов, небольшим населением и ледяным покровом морской поверхности в зимние месяцы. Эти же факторы определяют и российскую ситуацию в целом — несмотря на обширные морские границы, столкновений с водными монстрами не так много. Как правило, волны-убийцы регистрируются в Чёрном и Охотском морях, у берегов Сахалина и Камчатки.
Отличия волн-убийц от цунами
Важное обстоятельство, которое позволяет выделить феномен волн-убийц в отдельную научную тему и отделить от других явлений, связанных с волнами аномально большой амплитуды, например, цунами — внезапность их появления. Также различие заключается в том, что у этих двух явлений разный масштаб, и разный характер появления. Источник цунами — землетрясение или оползень.
Цунами представляет собой толчок подводного землетрясения, который распространяется по океану в виде мощной волны. В открытом океане она не опасна, высота ее около метра, корабль такую волну не заметит, тем более, эта волна эта очень пологая, то есть длинная.
Из этого следует, что длина волны цунами огромна, но при приближении к берегу падает глубина и потому начинает катастрофически расти высота и крутизна волны. У самого берега она может достигнуть высоты в 30 метров, это высота 10-этажного дома.
В декабре 2006 года огромная волна цунами ударила по острову Шри-Ланка. Погибло 30 тысяч человек. И при этом практически никто из диких зверей не погиб. Интересно, что на десятки тысяч человеческих трупов ни одного трупа животного. Это объясняется тем, что звери, которые во много раз более чувствительны к предупреждающему инфразвуку, чувствуют угрозу заранее и уходят от берега подальше и повыше.
Еще больше информации про волны-убийцы можно найти по ссылкам на статьи: