Fenomén mŕtvej vody: Ako zomreli Kleopatrine mocné lode?

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-16 16:15

Doteraz nevysvetliteľné brzdenie a natriasanie plne funkčných lodí v takzvanej mŕtvej vode konečne dostalo vedecké vysvetlenie.

Keď loď vstúpi do mŕtvych vôd, cesta sa pozastaví. V lepšom prípade plavidlo s plne funkčnými motormi spomalí, v horšom zastaví. Zadný vietor môže námorníkom pomôcť, ale aj s plnými plachtami sa loď bude pohybovať pomalšie, ako by mala.

Fenomén mŕtvej vody si prvýkrát všimol nórsky výskumník Fridtjof Nansen v roku 1983. Cestovateľ na severe Sibíri sa ocitol v zóne, kde sa jeho loď spomalila natoľko, že sa pre neho ťažko ovládal. Nansen rýchlo nenabral potrebnú rýchlosť a nechápal, čo sa stalo.

V roku 1904 švédsky fyzik a oceánograf Wagn Walfried Ekman opísal podobný jav. Vedec vo svojom laboratóriu pripravil experiment s vodou rôznej slanosti, ako v tej časti Severného ľadového oceánu, kde sa Nansen predtým „zastal“. Ekman zistil, že na rozhraní medzi vrstvami vznikajú mechanické vlny. Keď dno lode interaguje s týmito vlnami, vytvárajú ďalší odpor.

Po Ekmanovom objave si vedci uvedomili, že fenomén mŕtvej vody je spôsobený rôznou hustotou kvapalných vrstiev. Rozdiely v hustote sa môžu vyskytnúť v dôsledku rozdielnej salinity alebo teploty vody. Ale v každom prípade má kapitán lode len dve možnosti. Môže s rozhorčením sledovať, ako sa loď vlečie konštantnou abnormálne nízkou rýchlosťou, ktorú kedysi cítil aj Nansen; alebo stáť na moste a hojdať sa za loďou, zažívajúc náhle vzrušenie, ktoré Ekman objavil v laboratóriu.

Vedci, ktorí pochopili príčinu a typy javu mŕtvej vody, nepoznali mechanizmus zachytávania lodí v zajatí vĺn. Bolo to len nedávno, keď fyzici, mechanika tekutín a matematici z Inštitútu prírodných vied CNRS a Laboratória matematiky a aplikovaných vied Univerzity v Poitiers prvýkrát opísali tento záhadný jav. Tlačová správa k štúdii je k dispozícii na webovej stránke CNRS.

Tím vedcov klasifikoval vlny, ktoré vznikajú pri vzájomnom kontakte vrstiev kvapaliny rôznej hustoty, a následne simuloval pohyb lode pozdĺž matematicky opísaných vĺn. Simulácie ukázali, že efekt mŕtvej vody nastáva, keď vlny vytvárajú niečo ako dopravný pás. Na tejto „páske“je loď sotva viditeľná pri pohybe dopredu alebo dozadu, čo vyzerá ako spomalenie zo strany.

Experiment tiež ukázal, že neexistujú žiadne zásadné rozdiely medzi javmi, ktoré pozoroval Nansen v roku 1983 a Ekman v roku 1904. Ekmanove oscilácie postupne tlmia a loď sa začína pohybovať pomaly a konštantnou rýchlosťou.

Práca vedcov dala okamžite vzniknúť novej hypotéze o jednej z najstarších záhad ľudstva. Stále nie je známe, prečo boli počas bitky pri Actiu (31 pred Kr.) zabité Kleopatrine mocné lode, keď sa zrazili so slabou Octavianovou flotilou. Ak predpokladáme, že zátoka Aktia, kde sa bitka odohrala, bola naplnená mŕtvymi vodami, je jasné, prečo sila Kleopatriných lodí vládcovi nepomohla. Trenie je nepriamo úmerné rýchlosti: čím viac ťaháte po odporovom povrchu, tým viac odoláva. To znamená, že slabé Oktaviánove lode v mŕtvych vodách mohli byť ovládateľnejšie a rýchlejšie ako mocná flotila egyptskej kráľovnej.