Жизнь моря
Шрифт:
При определении различных явлений, связанных с волнами, условились считать: высотою волны — разность уровней гребня и подошвы волны; длиною — расстояние между двумя соседними гребнями; периодом волны — промежуток времени между прохождением через одну и ту же точку двух соседних гребней; скоростью — расстояние, пробегаемое гребнем волны в одну секунду; средней крутизною волны — отношение высоты к половине длины волны.
Ранее предполагали, что волны и на большой глубине так же велики, как и на поверхности. На самом деле это не так. Известно,
Сила прибоя достигает 10–15 тонн на квадратный метр. Прибой ломает бетонные волноломы, прибрежные скалы и пристани. Он перемалывает камни, превращая их в обкатанную гальку и песок. Ударяясь в берег, волны вздымаются высоко вверх. Наблюдали взбросы волн до 40–50 метров высотою. За период шторма может быть намыт подводный вал в метр высотою.
Воде, пришедшей к берегу, очень трудно уйти опять в море. Ведь сзади первую волну подпирает вторая и так далее. Это приводит к тому, что в некоторых местах образуется обратное течение, которое с силой разрывает набегающую воду. В зоне прибоя скорость такого разрывного течения достигает 3,5 километра в час. Даже хорошему пловцу трудно преодолеть это течение. Зато легко справится с ним тот пловец, который не станет плыть к берегу против разрывного течения, а поплывет вдоль берега. Тогда он выйдет из зоны уносящего его в море течения и скоро сможет добраться до берега. Более того, волна, идущая к берегу, ускорит его возвращение на сушу.
В океане часто можно видеть громадные волны и в тихую погоду. Они являются отголосками шторма, разразившегося далеко от нас. Порожденные штормом волны уходят за пределы воздействия ветра. Эти волны называют зыбью. Зная направление, откуда пришла зыбь, можно определить место, где был шторм.
Вспомним, что происходит, когда мы бросаем в озеро камень. От места падения камня во все стороны быстро бегут морщинки — маленькие волны. А ведь ветра нет, и массы воды колеблются только потому, что вспученная вода, стремясь упасть, подымает соседнюю воду. Так и зыбь. Порожденные сильным ветром волны начинают распространяться, приводя в колебательное движение поверхность моря, и валы зыби быстро распространяются в океане. Волны зыби, в отличие от обычных ветровых волн, имеют правильную форму. Часто на зыби разыгрываются волны, вызванные местным ветром. Тогда характер волнения усложняется, и качка корабля усиливается.
Характер волнения, особенно морской зыби, в очень большой мере зависит от размеров бассейна. В океане наблюдались волны при скорости ветра в 30 метров в секунду высотою в 14,5 метра, длиною 376 метров, с периодом в 15,6 секунды и скоростью 24 метра в секунду. Особенно большие волны образуются в южном полушарии, где суша почти не ограничивает движение ветра и волн. Недаром капитаны парусных кораблей прошлого столетия окрестили воды этих широт — «ревущие сороковые».
Наблюдения показали, что образование волн начинается при скорости ветра более 1 метра в секунду. Существует зависимость высоты и длины волн от скорости ветра. Обычно волн выше 15 метров не бывает. Но вот в 1921 году в южной части Тихого океана наблюдали волны высотой в 21 метр. В 1922
Современному кораблю не страшны и такие громадные волны. Но представим себе, какое ужасное опустошение произведет такая волна в прибрежной области, особенно в районах Океании, где расположены тысячи коралловых островков, возвышающихся всего на несколько метров над уровнем океана! Все будет разрушено и смыто в море.
Максимальную длину волны зыби наблюдали в 824 метра; она имела скорость в 36 метров в секунду, то-есть распространялась со скоростью более 120 километров в час. На таких гигантских волнах качка корабля сравнительно невелика. Длина обычного корабля слишком мала, чтобы испытывать резкую качку при длине волны в 800 метров, Совсем другое дело в небольших морях. Здесь даже при высоте волны в 6 метров ее длина может быть всего около 70 метров. Следовательно, крутизна волны очень велика и корабль отчаянно качает.
При постройке корабля приходится учитывать сопротивление корпуса, который должен быть таким, чтобы выдержать и силу ударов волн и напряжение при подъеме корабля на волну. Порочная в этом смысле конструкция приведет к катастрофе. Бывают случаи, когда корпус корабля переламывается, не выдержав напряжений в различных частях судна, вызванных подъемом его на волну. В частности, именно этому обстоятельству обязаны своей печальной известностью некоторые типы американских кораблей, выпущенные во время второй мировой войны. Эти корабли были построены наспех и при шторме часто не выдерживали нагрузки и переламывались.
Чтобы уменьшить волнение, в старину на поверхность моря выпускали масло. Достаточно 50 кубических сантиметров жидкого масла, чтобы оно в течение 20 секунд растеклось на площади в 1500 квадратных метров тончайшей пленкой в 0,0002 миллиметра толщины и погасило бы мелкие волны. С этим явлением хорошо были знакомы русские поморы еще в древние времена. Академик Лепехин в 1772 году писал: «Средство сие состоит в ворванном сале, которое во время заплескивания судна льют в море, или пускают подле боков судна мешки, наполненные оным. Средство сие издревле нашим поморянам известно и за многие годы прежде было у них в употреблении, нежели европейские ведомости о сем средстве, как некоем важном открытии, были напомнены».
Понятно, что таким способом нельзя погасить большие волны. Но это дает возможность спустить при волнении моря шлюпку и посадить на нее людей, а в древние времена, когда плавали на мелких судах, можно было избегнуть сильной качки и заплескивания.
Когда землетрясение происходит на берегу моря и особенно на дне прибрежной области океана, то создаются огромные волны. В отличие от ветровых волн, эти волны захватывают всю толщу вод, до самого дна океана. Их называют цунами.
В 1863 году, во время извержения вулкана на острове Кракатау, в Зондском проливе образовалась волна, достигавшая 35 метров высоты и 524 километров длины. Эта волна была зарегистрирована на всем земном шаре. У Цейлона она имела высоту в 2,5 метра, у Капштадта — 0,25 метра, а у мыса Горн — 0,18 метра. В месте зарождения волна смыла с небольших близлежащих островов все, включая и почву. Она нанесла громадные опустошения и другим островам Малайского архипелага. Стоявшую у острова Ява канонерку занесло на 3 километра вглубь суши. Распространяясь в стороны, волна пересекла Тихий океан и через 23 часа 30 минут достигла южной оконечности Америки, мыса Горн. Далее, распространяясь через Атлантический океан, она через 32 часа 30 минут дошла до берегов Франции. Таким образом, менее чем за двое суток волна прошла 20 тысяч километров.