1 января 1995 года нефтяникам на платформе «Дропнер» в Северном море, "повезло". Шел сильный шторм, волны до 12 метров — шум, рев ветра, соляной туман, но ничего экстраординарного для этого района. Работу свернули, блок E опустел, люди ушли отдыхать в блок C.
Платформа была экспериментальной: две части — C и E, соединенные мостом, глубина — около 70 метров, и главное — новый тип крепления, не сваи, не якоря, а всасывающие кессоны, работающие как гигантские присоски за счет отрицательного давления.
Именно из-за этой новаторской технологии платформу буквально обвесили датчиками и камерами — следили, как конструкция поведет себя в экстремальных штормах. В тот вечер эти датчики изменили представление человечества о море.
Волна, которой "не могло быть"
- В Норвежский геотехнический институт пришли данные: на фоне «обычного» шторма с 12-метровыми волнами в платформу ударила одиночная волна высотой 25,59 м. «Когда мы впервые увидели данные, мы были убеждены, что это технологическая ошибка». — Пер Спарревик, руководитель подводных технологий NGI. Но это не была ошибка. Манометр, акселерометр, лазерный измеритель — все приборы показали одно и то же: волна-гигант накрыла верхнюю часть платформы и попыталась приподнять её снизу. Кессоны выдержали — платформа сместилась всего на 1 см.
- Людям повезло дважды: конструкция устояла; удар пришелся по пустому блоку E, пока все были в C. Так мир официально познакомился с тем, что моряки веками называли «волнами-убийцами» или волнами-розыгрышами, а на научном языке — rogue waves, блуждающими волнами, волнами-изгоями.
Почему в них не верили?
- До 1995 года рассказы моряков про «стену воды, накрывшую корабль среди вполне обычного моря» считали байками и преувеличениями. Математические модели утверждали: спонтанное появление одиночной гигантской волны, вдвое и втрое выше окружающих — крайне маловероятно.
По расчетам, такая встреча — раз в 10 000 лет. Платформа «Дропнер» этот «раз в 10 000 лет» и получил, через полгода после начала работы. Запись с датчиков и видеокамера не оставили шансов скептикам.
Волна получила два имени: Новогодняя — по дате и Волна Дропнера — по месту. После этого ученые сказали: «Значит, моряки были правы. Что это, черт возьми, такое?»
Охота на гигантов - проект MaxWave
В Европе запустили специальный проект MaxWave —поиск и анализ аномально больших одиночных волн. Всего за три недели радарные спутники фиксируют: 10 одиночных волн выше 25 метров в разных точках Мирового океана. То, что считалось «раз в 10 000 лет», вдруг оказалось не таким уж и редким явлением.
Что такое блуждающая волна?
Если собрать сухие факты: волна считается гигантской и блуждающей, если она в 2 раза выше среднего волнения вокруг. Типичные «монстры» — 25–30 м, иногда упоминают и 34–40 м, но это уже без железобетонных доказательств.
Чаще всего это одиночка (солитон), реже — группа волн-пакет. Она не привязана к землетрясениям, оползням или извержениям, как цунами.
В отличие от цунами, которое растет к берегу, волна-изгой уже огромна в открытом океане, за сотни километров от суши.
Опасна даже для супертанкеров: давление — до 745–1000 кПа, то есть до ~102 тонн на 1 м². Может идти вообще вразрез с общим направлением волн, как будто живет по своим законам. Потому и название — волна-изгой: чужая среди «своих».
Резюме: огромная, внезапная, разрушительная, чужая в среде, как баг в матрице.
Рекорды, от которых холодеет в спине
- Важно не только сколько метров сама волна, но и как она выбивается из общего фона. Например, подлодка Grouper в практически спокойном океане встретила 30-метровую волну — вертикальную стену воды там, где ещё минуту назад не было ничего подобного. Встречи, которые не забывают...
- С XIX века появляются первые документированные «следы» волн-гигантов —
поврежденные маяки, стоящие на высоких скалах, которые по идее «ничто не должно доставать». Но доставало. - Лайнер «Микеланджело», 1966 год. Флагман итальянского флота шел через Атлантику в Нью-Йорк. Вроде бы привычный шторм. И вдруг — стена воды. Волна ударила так, сделала пробоину в корпусе и разбила 2-сантиметровое стекло на высоте 24 м над ватерлинией.
«Корабль, который до этого момента мог подниматься по волнам, врезался носом в эту непреодолимую и пугающую стену воды... Никто из нас не понял, что произошло...» — Клаудио Суттора, первый помощник капитана. После ремонта на «Микеланджело» заменили алюминий корпуса на сталь. Такие же усиления сделали и на других крупных судах. - Супертанкер Esso Languedoc, 1980-е. У берегов Южной Африки танкер встретился с волной-изгоем высотой примерно 25–30 м. Первый помощник, Филипп Лижур, нашел в себе силы не только выжить, но и сфотографировать чудовище. На фото видно: мачты на палубе — около 25 м над уровнем моря;
обычные волны — 5–10 м; и над всем этим — одна гигантская волна, как вертикальная стена. Эта фотография стала одной из самых известных «портретов» блуждающей волны. - Канадский буй: дважды в одну аномалию. У берегов Канады, в Атлантике, в 3 км к югу от полуострова Южная Шотландия, стоит исследовательский буй. Октябрь 1991 года — тот самый «Идеальный шторм», по мотивам которого сняли фильм. Буй фиксирует волну высотой 30,69 м (100,7 фута). 2019 год — к Канаде докатываются остатки урагана «Дориан». И буй снова регистрирует волну около 30 метров. Один и тот же прибор, один и тот же район — дважды в истории фиксирует монстров-одиночек.
Откуда берутся волны-изгои?
Здесь начинаются споры и физика высокой сложности. Но если упростить, ученые рассматривают три ключевых механизма.
1. Рельеф дна
Особенности морского дна могут: фокусировать волны, менять их скорость и направление. Создавать зоны, где энергия буквально собирается в одну точку.
Как линза для океана: где-то расфокусирует, а где-то — сконцентрирует.
2. Встречные потоки и ветер
Когда течение идет в одну сторону, а ветер и волны — в другую и тормозят воду, начинает накапливаться энергия. Часть волн замедляется, часть догоняет, и в определенный момент они складываются в один гигантский гребень. Так объясняют, почему много блуждающих волн фиксируют у берегов Южной Африки — там мощному течению противостоит устойчивый западный ветер.
3. Нелинейная физика - волны, которые «складываются неправильно»
В лабораториях собрали целые бассейны с управляемыми «веслами», которые создают волны по заданным параметрам. В 2012 году ученые показали - если две волны идут под определенным углом (60–120°) и при определенных отношениях амплитуд и фаз, то они могут сложиться в одну волну, в 5 раз выше остальной ряби. Такие явления описываются нелинейным уравнением Шрёдингера — тем самым, которое сначала прославилось в квантовой механике, а потом оказалось полезным и в океане.
Почему кажется, что волна возникает «из ниоткуда»?
- С палубы корабля всё выглядит так - было обычное волнение, пусть и штормовое и вдруг перед носом — стена воды высотой с восьмиэтажный дом. Но для природы это не внезапность, а финал длинной цепочки: рельеф дна, направления и скорости течений, угол и скорость ветра, взаимное расположение волн, фазы, интерференция, нелинейные взаимодействия…
Где-то далеко от глаз наблюдателя океан медленно, незаметно настраивает систему, пока в одной точке не рождается волна-изгой. Причем это работает не только «вверх», но и «вниз». Есть сообщения об аномальных провалах — гигантских впадинах такой же глубины, которые появляются до или после прохода аномальной волны.