Fenomenul apei moarte: cum au murit puternicele nave ale Cleopatrei?

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-16 16:15

Frânarea și scuturarea inexplicabile anterior a navelor pe deplin operaționale în așa-numita apă moartă a primit în sfârșit o explicație științifică.

Când nava intră în apele moarte, călătoria este întreruptă. În cel mai bun caz, o navă cu motoare complet funcționale va încetini, în cel mai rău caz se va opri. Un vânt din spate îi poate ajuta pe marinari, dar chiar și cu pânzele pline, nava se va mișca mai încet decât ar trebui.

Fenomenul apei moarte a fost observat pentru prima dată de cercetătorul norvegian Fridtjof Nansen în 1983. Mergând spre nordul Siberiei, călătorul s-a trezit într-o zonă în care nava sa a încetinit atât de mult încât i-a devenit greu de controlat. Nansen nu a luat rapid viteza necesară și nu a înțeles ce s-a întâmplat.

În 1904, fizicianul și oceanograful suedez Wagn Walfried Ekman a descris un fenomen similar. În laboratorul său, omul de știință a pus la cale un experiment cu apă de diferite salinități, ca în acea parte a Oceanului Arctic, unde Nansen „stătuse” mai devreme. Ekman a descoperit că undele mecanice se formează la interfața dintre straturi. Când partea de jos a navei interacționează cu aceste valuri, ele creează rezistență suplimentară.

După descoperirea lui Ekman, oamenii de știință și-au dat seama că fenomenul apei moarte este cauzat de diferite densități ale straturilor lichide. Diferențele de densitate pot apărea din cauza diferitelor salinități sau temperaturi ale apei. Dar, în orice caz, căpitanul navei are doar două opțiuni. El poate urmări cu supărare cum nava se târăște cu o viteză constantă anormal de scăzută, ceea ce a fost simțit cândva de Nansen; sau să stea pe pod și să se leagăne după navă, trăind entuziasmul brusc descoperit în laborator de Ekman.

Înțelegând cauza și tipurile fenomenului apei moarte, oamenii de știință nu cunoșteau mecanismul de captare a navelor în captivitatea valurilor. Abia recent, fizicienii, mecanicii fluidelor și matematicienii de la Institutul de Științe ale Naturii CNRS și de la Laboratorul de Matematică și Științe Aplicate de la Universitatea din Poitiers au descris pentru prima dată acest fenomen misterios. Un comunicat de presă pentru studiu este disponibil pe site-ul CNRS.

Echipa de oameni de știință a clasificat undele care apar atunci când straturi de lichid de densitate diferită intră în contact unele cu altele și apoi a simulat mișcarea navei de-a lungul undelor descrise matematic. Simulările au arătat că efectul de apă moartă apare atunci când valurile formează ceva ca o bandă transportoare. Pe această „bandă” nava abia se observă mișcarea înainte sau înapoi, ceea ce arată ca o încetinire din lateral.

Experimentul a mai arătat că nu există diferențe fundamentale între fenomenele observate de Nansen în 1983 și Ekman în 1904. Oscilațiile lui Ekman se umezesc treptat, iar nava începe să se miște încet și cu o viteză constantă.

Munca oamenilor de știință a dat naștere imediat la o nouă ipoteză asupra unuia dintre cele mai vechi mistere ale omenirii. Încă nu se știe de ce în timpul bătăliei de la Actium (31 î. Hr.) navele puternice ale Cleopatrei au fost ucise când s-au ciocnit cu flota slabă a lui Octavian. Dacă presupunem că golful Aktia, unde a avut loc bătălia, a fost umplut cu ape moarte, devine clar de ce puterea corăbiilor Cleopatrei nu l-a ajutat pe domnitor. Frecarea este invers proporțională cu viteza: cu cât trageți mai mult pe o suprafață rezistentă, cu atât aceasta rezistă mai mult. Aceasta înseamnă că navele slabe ale lui Octavian în apele moarte ar putea fi mai manevrabile și mai rapide decât puternica flotă a Reginei Egiptului.