Незрозумілі раніше гальмування і тряска повністю справних суден у так званій “мертвій воді”, нарешті, отримали наукове пояснення.
Коли корабель потрапляє в мертві води, подорож стає на паузу. У кращому разі, судно з повністю справними двигунами сповільнить хід, у гіршому – зупиниться. Попутний вітер може виручити моряків, але навіть із повними вітрилами корабель рухатиметься повільніше, ніж повинен.
Уперше феномен мертвої води помітив норвезький дослідник Фрітьоф Нансен 1883 року. Вирушивши на північ Сибіру, мандрівник потрапив у зону, де його корабель сповільнився настільки, що ним складно стало керувати. Нансен не скоро набрав потрібну швидкість, так і не зрозумівши, що сталося.
1904 року шведський фізик і океанограф Вагн Вальфрід Екман описав схоже явище. У своїй лабораторії вчений поставив експеримент із водою різної солоності, як у тій частині Північного Льодовитого океану, де “забуксував” раніше Нансен. Екман виявив, що на межі розділу шарів утворюються механічні хвилі. Коли дно корабля взаємодіє з цими хвилями, вони створюють додатковий опір.
Після відкриття Екмана вчені зрозуміли: феномен мертвої води викликаний різною щільністю шарів рідини. Відмінності в щільності можуть виникнути через різну солоність або температуру води. Але в будь-якому разі, у капітана корабля тільки два варіанти. Він може з досадою спостерігати, як судно тягнеться з постійною аномально низькою швидкістю, що відчув колись Нансен; або стояти на капітанському містку та погойдуватися слідом за кораблем, який відчуває уривчасті хвилювання, відкриті в лабораторії Екманом.
Розуміючи причину і види феномена мертвої води, вчені не знали механізм захоплення кораблів у хвильовий полон. Лише нещодавно фізики, фахівці з механіки рідини та математики з Інституту природничих наук CNRS і Лабораторії математики та прикладних наук Університету Пуатьє вперше описали це загадкове явище. З прес-релізом дослідження можна ознайомитися на сайті CNRS.
Команда вчених класифікувала хвилі, що виникають під час контакту шарів рідини різної щільності один з одним, а потім провела моделювання переміщення корабля математично описаними раніше хвилями. Моделювання показало, що ефект мертвої води виникає в тому разі, коли хвилі утворюють щось на зразок стрічки конвеєра. Цією “стрічкою” корабель ледь помітно рухається то вперед, то назад, що збоку виглядає як уповільнення.
Експеримент показав також, що немає принципових відмінностей між явищами, які спостерігали Нансен у 1883 і Екман у 1904. Коливання Екмана поступово загасають, і корабель починає рухатися повільно і з постійною швидкістю.
Робота вчених тут же породила нову гіпотезу щодо однієї з найдавніших загадок людства. Досі невідомо, чому під час битви при Акціумі (31 р. до н.е.) потужні кораблі Клеопатри загинули, зіткнувшись зі слабким флотом Октавіана. Якщо припустити, що бухта Актія, де відбувалася битва, була наповнена мертвими водами, стає зрозуміло, чому міць кораблів Клеопатри не допомогла правительці. Тертя обернено пропорційне швидкості: що сильніше тягнеш поверхнею, що чинить опір, то більше вона чинить опір. Отже, слабкі кораблі Октавіана в мертвих водах могли бути маневренішими і швидшими, ніж потужний флот цариці Єгипту.