Kuollut vesi -ilmiö: Kuinka Kleopatran tehokkaat alukset kuolivat?

2024 Kirjoittaja: Seth Attwood | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-16 16:04

Aiemmin selittämätön täysin toimivien alusten jarruttaminen ja tärinä niin kutsutussa kuolleessa vedessä sai vihdoin tieteellisen selityksen.

Kun alus saapuu kuolleille vesille, matka keskeytyy. Parhaimmillaan alus, jossa on täysin toimintakuntoiset moottorit, hidastaa vauhtia, pahimmassa tapauksessa pysähtyy. Myötätuuli voi auttaa merimiehiä, mutta täydelläkin purjeilla alus liikkuu hitaammin kuin sen pitäisi.

Kuolleen veden ilmiön huomasi ensimmäisen kerran norjalainen tutkija Fridtjof Nansen vuonna 1983. Siperian pohjoispuolella matkustaja joutui vyöhykkeelle, jossa hänen aluksensa hidastui niin paljon, että hänen oli vaikea hallita sitä. Nansen ei nopeasti nostanut tarvittavaa nopeutta eikä ymmärtänyt mitä oli tapahtunut.

Vuonna 1904 ruotsalainen fyysikko ja merentutkija Wagn Walfried Ekman kuvaili samanlaisen ilmiön. Laboratoriossaan tiedemies teki kokeen eri suolapitoisuuksilla vesillä, kuten siinä Jäämeren osassa, johon Nansen oli "pysähdyksissä" aiemmin. Ekman havaitsi, että kerrosten välisessä rajapinnassa muodostuu mekaanisia aaltoja. Kun aluksen pohja on vuorovaikutuksessa näiden aaltojen kanssa, ne luovat lisävastusta.

Ekmanin löydön jälkeen tiedemiehet ymmärsivät, että kuolleen veden ilmiö johtuu nestekerrosten eri tiheydistä. Tiheyserot voivat johtua erilaisesta suolapitoisuudesta tai veden lämpötilasta. Mutta joka tapauksessa aluksen kapteenilla on vain kaksi vaihtoehtoa. Hän voi katsoa ahdistuneena, kuinka laiva vetää jatkuvasti epätavallisen alhaisella nopeudella, minkä Nansen kerran tunsi; tai seistä sillalla ja heilua laivan perässä kokemalla Ekmanin laboratoriossa havaitseman äkillisen jännityksen.

Ymmärtäessään kuolleen veden ilmiön syyn ja tyypit, tutkijat eivät tienneet mekanismia alusten vangitsemiseksi aaltovankeudessa. Vasta äskettäin fyysikot, nestemekaniikka ja matemaatikot CNRS:n luonnontieteiden instituutista ja Poitiersin yliopiston matematiikan ja sovellettavien tieteiden laboratoriosta kuvasivat ensimmäisen kerran tämän salaperäisen ilmiön. Lehdistötiedote tutkimuksesta on saatavilla CNRS:n verkkosivuilla.

Tutkijoiden ryhmä luokitteli aallot, joita esiintyy, kun eri tiheydellä olevat nestekerrokset joutuvat kosketuksiin toistensa kanssa, ja simuloi sitten aluksen liikettä matemaattisesti kuvattuja aaltoja pitkin. Simulaatiot ovat osoittaneet, että kuolleen veden vaikutus syntyy, kun aallot muodostavat jotain kuljetinhihnan kaltaista. Tällä "nauhalla" alus on tuskin havaittavissa liikkuvan eteenpäin tai taaksepäin, mikä näyttää sivulta katsottuna hidastumiselta.

Kokeilu osoitti myös, että Nansenin vuonna 1983 ja Ekmanin vuonna 1904 havaitsemien ilmiöiden välillä ei ole perustavanlaatuisia eroja. Ekmanin värähtelyt vaimentuvat vähitellen ja alus alkaa liikkua hitaasti ja tasaisella nopeudella.

Tiedemiesten työ synnytti välittömästi uuden hypoteesin yhdestä ihmiskunnan vanhimmista mysteereistä. Vielä ei tiedetä, miksi Actiumin taistelussa (31 eKr.) Kleopatran voimakkaat alukset kuolivat törmäessään Octavianuksen heikkoon laivastoon. Jos oletetaan, että Aktian lahti, jossa taistelu käytiin, oli täynnä kuolleita vesiä, käy selväksi, miksi Kleopatran laivojen voima ei auttanut hallitsijaa. Kitka on kääntäen verrannollinen nopeuteen: mitä enemmän vedät vastustavaa pintaa, sitä enemmän se vastustaa. Tämä tarkoittaa, että Octavianuksen heikot alukset kuolleilla vesillä voisivat olla ohjattavampia ja nopeampia kuin Egyptin kuningattaren voimakas laivasto.