В российской части Арктики ученые впервые зафиксировали появление гигантских 50-метровых волн, сравнимых по высоте с 15-этажным домом. Их заметили в проливе Карские Ворота у берегов Ненецкого автономного округа. Открытие принадлежит группе ученых, в которую вошли исследователи из МГУ, МФТИ, Института океанологии и Морского гидрофизического института. Что из себя представляют мегаволны, как они образуются и чем опасны — в материале «Ленты.ру».
Для того чтобы понять грандиозность открытых российскими учеными волн, достаточно сопоставить их высоту с применяющейся сегодня в мировой метеорологии шкалой Бофорта. В этой разработанной еще в начале XIX века системе оценки, учитывающей как скорость ветра, так и высоту поднимаемых им волн, попросту нет величин, подобных описанным учеными.
Фото: Artic_photo / Shutterstock / Fotodom
Согласно этой шкале, при умеренном ветре на море наблюдаются волны высотой не более полутора метров, а при самом худшем сценарии — урагане, которому по Бофорту присваиваются максимальные 12 баллов, — волны достигают лишь 20 метров. Даже при цунами средняя высота волн составляет лишь 40 метров — да и те фиксируются лишь в бухтах и на мелководье у берегов, а в открытом море цунами и вовсе не опасно для судоходства, так как порождает лишь метровые волны.
Шанс встретить в открытом море волну высотой 30 метров уже крайне мала — из 100 тысяч волн такую высоту будет иметь лишь одна, а более высокие волны встретить еще сложнее.
Фото: Александр Рюмин / ТАСС
Обычно же в Карском море, к которому ведет одноименный пролив, попадаются лишь полутораметровые волны, а 11-метровые гребни фиксировались лишь раз в сто лет.
Таким образом, к волнам, открытым российскими учеными в Арктике, вполне применим неформальный термин «девятый вал». Их также часто называют злодейскими волнами, волнами-разбойниками и чокнутыми волнами.
Волны-невидимки
Чтобы исследовать волны Карских Ворот, в 2021 году ученые отправились в экспедицию на корабле «Академик Иоффе» и определили пять мест для замеров. Из-за того что пролив имеет сложный донный рельеф, состоящий из нескольких гребней и впадин, приборы размещались на разной глубине — от 82 до 176 метров.
Основным прибором для исследований стал специально разработанный для экспедиции Морским гидрофизическим институтом аппарат TPArctic, способный определять изменения температуры на всю длину погружения. Не обошлось и без дронов — у членов экспедиции был небольшой беспилотник, который наблюдал волны и изменения в их высоте с неба.
Bathymetric map of the Kara Gates based on the GEBCO2021 data. Locations of stations are shown by red (start) and green (end) dots; (b) bottom topography along the KG from shipborne echosounder (blue) and OpenCPN navigation software Version 5.0.0 (green). The inset in panel (a) shows the location of the study area (red square) between the Barents and the Kara Seas. . Изображение: MDPI
Во время экспедиции море было спокойно, а скорость ветра составляла от пяти до семи метров в секунду, что по шкале Бофорта ранжируется от «слабого» до «умеренного». И хотя волны в основном образуются именно из-за воздействия воздуха на поверхность воды, ученые все же собственноручно зафиксировали крайне высокие волны, высота которых составляла около 40 метров, а математическая модель позволила рассчитать их максимальный размер — до 50 метров.
При этом снятая беспилотником фотография, которую ученые приложили к исследованию, показывает, что поверхность моря в проливе оставалась относительно спокойной — во всяком случае ни одной гигантской волны на поверхности воды не наблюдалось. Дело в том, что зафиксированные учеными волны образовывались не на поверхности воды, а в самой ее толще, и появление их связано не с ветром, а с подводными течениями, взаимодействующими с крайне сложным рельефом дна Карских Ворот.
Такие волны называются NLIW (nonlinear internal waves — нелинейными внутренними), и заметить их с воздуха можно по так называемому узкому термоклину, который говорит о разнице температур волны и соседних с ней спокойных участков воды. Несмотря на то что невооруженным глазом наблюдать такие подводные волны практически невозможно, это не означает, что они безопасны для кораблей и человека — энергия, производимая NLIW, может составлять до двух мегаджоулей, что эквивалентно вырабатываемой при взрыве полкилограмма тротила.
«Амплитуды наблюдаемых волн варьировались от 4 до 40 метров, что свидетельствует о существовании рекордно высоких NLIW в этом арктическом регионе (...) Наиболее интенсивные NLIW наблюдались в периоды ослабления и разворота отлива, когда фоновый поток был преимущественно сверхкритическим», — рассказали ученые.
Хотя такие колебания воды и могут оказывать немалое воздействие на движение судов по проливу, ученые отмечают — специализированных исследований по этой теме ранее не проводилось.
Чем опасны мегаволны?
Отмечается, что пролив, в котором были зафиксированы мегаволны, является важным для российского и международного судоходства.
«Карские Ворота входят в число районов с наиболее интенсивным морским движением в Северном Ледовитом океане. Через [них] проходит Северный морской путь, который является основным транспортным маршрутом, соединяющим Тихий и Атлантический океаны», — подчеркнули исследователи.
При этом Карское море, в которое можно попасть через пролив, и так считается одним из самых сложных для навигации — местами оно слишком мелкое, почти круглый год покрыто льдом, а погодные условия в море неблагоприятные. А наличие гигантских подводных волн лишь добавляет проблемы капитанам судов.
Фото: Юрий Козлаускас / РИА Новости
При этом — как отмечают сами ученые — через Карские Ворота проходят около двух с половиной тысяч морских маршрутов, а также Северный морской путь с объемом грузоперевозок 36,25 миллиона тонн в год.
Перевернуть судно или каким-либо иным образом повредить ему такие волны не способны, прямую опасность NLIW представляют лишь для подводных коммуникаций и объектов, таких как трубопроводы или глубинные кабели. Однако, как и средние волны, NLIW могут приводить к уменьшению скорости, увеличению износа ходовых машин и снижению дальности плавания.
Для жителей же прибрежных населенных пунктов Ненецкого автономного округа такие глубинные волны опасности не представляют.