Εδώ και αιώνες οι ναυτικοί διηγούνται φανταστικές ιστορίες για κύματα-δολοφόνους. Κύματα τεράστια και απρόβλεπτα, που εμφανίζονται και χάνονται εντελώς ξαφνικά. Οι επιστήμονες δεν τους πίστευαν, κι όμως, δεν ήταν πλάσματα της φαντασίας τους. Οι περιγραφές είναι πραγματικές.

Κατεστραμμένα αμπάρια, πλημμυρισμένες καμπίνες και καταστρώματα. Γύρω τους υψώνονται δεκαόροφοι, σχεδόν κάθετοι τοίχοι από αφρούς. Απρόβλεπτα κύματα θηριώδη, που εμφανίζονται ξαφνικά από το πουθενά και ξεπερνούν τα τριάντα μέτρα, πετούν τα πλοία από δω κι από κει σαν να είναι καρυδότσουφλα. Και λίγες στιγμές αργότερα γλιστρούν πάλι και χάνονται στα βάθη των ωκεανών. Το ίδιο ξαφνικά όπως παρουσιάστηκαν.

Νομίζετε ότι πρόκειται απλά για μια από εκείνες τις φανταστικές ιστορίες με κύματα-δολοφόνους, που συνηθίζουν να διηγούνται εδώ και αιώνες οι ναυτικοί;  Η αλήθεια είναι ότι ακόμη και οι επιστήμονες αυτό πίστευαν. Η έλλειψη  αποδεικτικών στοιχείων από τη μάα και από την άλλη το ύψος τους που μεγάλωνε, καθώς η διήγηση περνούσε από στόμα σε στόμα, είχαν κατατάξει τα κύματα – δολοφόνους (rogue waves) στη λίστα με τα πλάσματα της φαντασίας.

Ωστόσο, σήμερα είναι, πλέον, γνωστό ότι δεν πρόκειται για μύθους ναυτικούς. Υπάρχουν πράγματι κύματα των τριάντα μέτρων που εμφανίζονται ξαφνικά και δεν τα προκαλούν γοργόνες ή άλλα θαλάσσια τέρατα. Ούτε και είναι τόσο σπάνια όσο πίστευαν παλιότερα.

Τα κύμα είναι μια διαταραχή που μεταδίδεται στο χώρο και στο χρόνο μεταφέροντας ενέργεια. Τα πιο γνωστά κύματα εμφανίζονται στο νερό, υπάρχουν, όμως, και πολλά άλλα είδη, όπως τα ραδιοκύματα που ταξιδεύουν αόρατα στον αέρα. Στα κύματα της θάλασσας διαταράσσεται το επιφανειακό στρώμα νερού, το οποίο αναγκάζει κάθε σώμα, που επιπλέει, να ανεβοκατεβαίνει (η ενέργεια που μεταδίδεται προκαλεί ταλαντώσεις).

Μπορεί ένα κύμα που κινείται στον Ατλαντικό να μην είναι το ίδιο με ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα, και τα δύο, όμως, διέπονται από τις ίδιες αρχές και περιγράφονται με τις ίδιες μαθηματικές εξισώσεις. Ένα κύμα-δολοφόνος έχει ύψος τουλάχιστον διπλάσιο του «σημαντικού ύψους κύματος», το οποίο είναι ο μέσος όρος ύψους (από κορυφή σε κοιλία) του ενός τρίτου των υψηλότερων κυμάτων της συγκεκριμένης περιοχής σε μια δεδομένη χρονική περίοδο. Σύμφωνα μάλιστα με δορυφορικές μετρήσεις, τα κύματα-δολοφόνοι όχι μόνον υπάρχουν, αλλά είναι και σχετικά συχνά.

Τι είναι αυτό που τα προκαλεί; Και το πιο σημαντικό για τους ανθρώπους που δουλεύουν στη θάλασσα, μπορούν να προβλεφθούν;

Μέχρι τη δεκαετία του 1990, η επιστημονική κοινότητα ήταν έντονα επηρεασμένη από την έρευνα που είχε δημοσιεύσει την δεκαετία του 1950 ο βρετανός μαθηματικός και ωκεανογράφος Μάικλ Σέλγουιν Λονγκέ Χίγκινς. Σύμφωνα με τον Χίγκινς, όταν δύο ή περισσότερα κύματα συγκρούονται, μπορούν να δημιουργήσουν ένα μεγαλύτερο κύμα μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται «εποικοδομητική παρέμβαση». Κατά την άποψή του, το ύψος του νέου κύματος είναι απλά το σύνολο των υψών των αρχικών κυμάτων και ένα κύμα-δολοφόνος μπορεί να σχηματιστεί μόνο αν συγκεντρωθούν αρκετά κύματα στο ίδιο σημείο.

Ωστόσο, στη διάρκεια της δεκαετίας του 1960 προέκυψαν στοιχεία που έδειξαν ότι τα πράγματα δεν είναι τόσο απλά. Ο βρετανός μαθηματικός και φυσικός Τόμας Μπρουκ Μπέντζαμιν, μελέτησε τη δυναμική των κυμάτων σε μια μεγάλου μήκους δεξαμενή ρηχών νερών στο Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ.

Μαζί με τον μαθητή του Τζιμ Φερ παρατήρησαν ότι ενώ τα κύματα ξεκινούν με σταθερή συχνότητα και σταθερό μήκος κύματος, μπορούν να αλλάξουν απροσδόκητα λίγο μετά την παραγωγή τους. Και τα κύματα με τα μεγαλύτερα μήκη μπορούσαν να προσελκύσουν εκείνα με τα βραχύτερα. Πράγμα που σημαίνει ότι πολλή ενέργεια κατέληγε να συγκεντρώνεται σε μεγάλα, βραχύβια κύματα.

Αρχικά οι δύο βρετανοί επιστήμονες υπέθεσαν ότι ο εξοπλισμός τους ήταν  προβληματικός. Ωστόσο, το ίδιο συνέβη όταν επανέλαβαν τα πειράματα σε μια μεγαλύτερη δεξαμενή στο UK National Physical Laboratory κοντά στο Λονδίνο, ενώ στα ίδια συμπεράσματα κατέληξαν και άλλοι συνάδελφοί τους.

Για πολλά χρόνια, πάντως, οι περισσότεροι επιστήμονες πίστευαν ότι το φαινόμενο της «αστάθειας», που περιέγραψαν οι Μπέντζαμιν και Φερ («Benjamin-Feir instability»), μπορούσε να παρατηρηθεί μόνο σε κύματα, που παράγονται εργαστηριακά με την ίδια κατεύθυνση, δηλαδή σε μια μάλλον τεχνητή κατάσταση. Ωστόσο, αυτή η υπόθεση αποδείχτηκε αβάσιμη.

Στις 3 τα χαράματα της 12ης Δεκεμβρίου 1978, το γερμανικό φορτηγό München, έστειλε σήμα κινδύνου από τον Ατλαντικό. Λίγο αργότερα και παρά τις προσπάθειες διάσωσης, το πλοίο εξαφανίστηκε μαζί με τους 27 ναυτικούς του. Και το μόνο που βρέθηκε ήταν μία σωσίβια λέμβος. Παρά το γεγονός ότι είχε τοποθετηθεί σε ύψος 20 μέτρων πάνω από τη γραμμή του νερού, και δεν υπήρχαν σημάδια ότι την είχαν κατεβάσει σκόπιμα πιο χαμηλά, η λέμβος φαινόταν να έχει πληγεί από μια ακραία δύναμη.

Ωστόσο, αυτό που πραγματικά άλλαξε εντελώς τα πράγματα ήταν η συντριβή της πλατφόρμας πετρελαίου Draupne στα ανοικτά των ακτών της Νορβηγίας λίγο μετά τις 3:20 μμ την Πρωτοχρονιά του 1995. Οι άνεμοι προκάλεσαν τυφώνα, η εξέδρα χτυπήθηκε από τεράστια κύματα και οι εργαζόμενοι κατέφυγαν σε εσωτερικούς χώρους.

Το κύμα κατεγράφη, όμως, από ένα φασματόμετρο που λειτουργεί με λέιζερ και το οποίο μέτρησε 26 μέτρα από την κατώτερο σημείο του κύματος μέχρι την  κορυφή του. (Να σημειωθεί ότι το «σημαντικό ύψος κύματος» στην περιοχή ήταν 10,8 μέτρα). Σύμφωνα, μάλιστα, με τις υπάρχουσες υποθέσεις, ένα τέτοιο κύμα είναι δυνατό να παρουσιαστεί μόνο μια φορά κάθε 10.000 χρόνια.

Ο «γίγαντας του Draupner» άνοιξε ένα νέο κεφάλαιο στην επιστήμη των τεράστιων κυμάτων. Οι επιστήμονες του πρότζεκτ της Ευρωπαϊκής Ένωσης MAXWAVE ανέλυσαν 30.000 δορυφορικές φωτογραφίες από μια περίοδο τριών εβδομάδων κατά τη διάρκεια του 2003 και διαπίστωσαν την  ύπαρξη 10 κυμάτων σε όλο τον κόσμο που είχαν ξεπεράσει τα 25 μέτρα.

Οι δορυφορικές μετρήσεις έδειξαν ότι υπάρχουν πολύ περισσότερα κύματα-δολοφόνοι στους ωκεανούς -και πιο συχνά- από ό,τι μπορούσε να υποθέσει κανείς παλιότερα. Τώρα, εξάλλου, όπως αναφέρει δημοσίευμα του BBC, οι επιστήμονες είναι σε θέση να δημιουργήσουν ρεαλιστικά κύματα σε εργαστηριακό περιβάλλον και σε συνθήκες παρόμοιες με εκείνες των ωκεανών.

Το πιο σημαντικό ερώτημα, που προκύπτει τώρα, είναι κατά πόσο μπορούν να προβλεφθούν. Τα μέχρι στιγμής αποτελέσματα δεν είναι τόσο ελπιδοφόρα για τους καπετάνιους.

«Κατ ‘αρχήν, είναι δυνατόν να προβλέψουμε ένα κύμα-δολοφόνο στον ωκεανό, αλλά η εκτίμησή μας για μια αξιόπιστη πρόβλεψη είναι μερικά δέκατα του δευτερολέπτου, ίσως ένα λεπτό το πολύ», λέει ο φυσικός Γκούντερ Σταϊνμάγερ, ερευνητής στο Ινστιτούτο Μαξ Πλανκ:

Ωστόσο, άλλοι ερευνητές, όπως οι Θέμης Σάψης και Γουίλ Κάζενς από το πανεπιστήμιο MIT της Μασαχουσέτης, πιστεύουν ότι μπορεί να υπάρξει μια πιο έγκαιρη πρόβλεψη. Η πολυπλοκότητα των κυμάτων στη θάλασσα είναι το αποτέλεσμα των ανέμων που τα δημιουργούν. Τα ωκεάνια κύματα είναι χαοτικά, συχνά όμως οργανώνονται σε ομάδες που μένουν μαζί.

«Αντί να εξετάζουμε τα μεμονωμένα κύματα και να προσπαθούμε να λύσουμε τη δυναμική τους, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε ομάδες κυμάτων και να δούμε ποιες θα υποστούν αστάθειες», λέει ο Θέμης Σάψης. Ο έλληνας καθηγητής του MIT πιστεύει ότι η προσέγγισή του θα μπορούσε να επιτρέψει καλύτερη πρόγνωση και να δώσει στα πλοία και στις πλατφόρμες πετρελαίου χρόνο προειδοποίησης 2-3 λεπτών πριν σχηματιστεί ένα κύμα-δολοφόνος.

Πηγή: protagon.gr