معمای باستانی امواج بسیار عظیم دریاها سرانجام حل شد
معمای باستانی امواج بسیار عظیم دریاها سرانجام حل شد
قرن‌ها دریانوردان از ظهور ناگهانی امواج غول‌پیکر در اقیانوس‌ها می‌گفتند و کسی باور نمی‌کرد، تا اینکه شواهد علمی راز این پدیده مرموز را فاش کردند.
امواج غول‌پیکر در اقیانوس‌ها
برای صدها سال، دریانوردان از امواج عظیم و غیرعادی سخن گفته‌اند که ارتفاعشان به ده‌ها متر می‌رسید و به‌طور ناگهانی ظاهر می‌شدند. این امواج، در صدها کیلومتر دور از ساحل و بدون هیچ شاهد دیگری، می‌توانستند کشتی‌ها را به‌طور کامل بلعیده و تنها گاهی یک یا دو بازمانده برای روایت ماجرا باقی بگذارند.
البته، دریانوردان در طول سال‌ها داستان‌های عجیب زیادی تعریف کرده‌‌اند: پری دریایی که بعداً فیل دریایی از آب درآمده و مارهای دریایی عظیم که بعداً معلوم شد اندام تناسلی نهنگ‌های نر بوده‌اند. کم‌کم مردم در صحت داستان امواج بزرگ نیز شک کردند و آن را به خیال‌پردازی یا نوشیدن بیش از حد نسبت دادند. از طرف دیگر، در قرن نوزدهم مشخص شده بود ارتفاع امواج نمی‌تواند به‌طور طبیعی از حدود ۹ متر تجاوز کند، پس به‌نظر می‌رسید گزارش‌ها یا اغراق‌آمیز بوده‌اند یا محصول خیال‌پردازی دریانوردان.
نحوه شکل‌گیری امواج غیرمنتظره
اما اول ژانویه ۱۹۹۵، مشخص شد گفته‌های دریانوردان درست بوده است: موج عظیمی با ارتفاع حدود ۲۶ متر به سکوی نفتی دراوپنر در دریای شمال نروژ برخورد کرد. این موج بزرگ‌تر و مخرب‌تر از چیزی بود که مهندسان سکوی نفتی انتظارش را داشتند.
فرانچسکو فدله، استادیار مهندسی عمران و محیط زیست در موسسه فناوری جورجیا و نویسنده ارشد مقاله‌ای که به تازگی نحوه شکل‌گیری امواج غیرمنتظره را بررسی کرده است، گفت: «آن اتفاق نشان داد که دریانوردان قرن‌ها درست می‌گفتند. آن‌ها همیشه از امواجی صحبت می‌کردند که ناگهان ظاهر می‌شوند و خیلی بزرگ هستند، اما مدت‌ها فکر می‌کردیم افسانه است.»
فقط اثبات این موضوع که امواج بسیار بزرگ وجود دارند کافی نبود، بلکه لازم بود دلیل علمی‌شان هم مشخص شود. مدل‌های قبلی برای توضیح شکل‌گیری و رفتار امواج جواب نمی‌دادند و نظریه‌های جدید فقط وقتی درست هستند که امواج در محیط‌های بسته مثل آزمایشگاه باشند که انرژی موج نتواند در همه جهات حرکت کند.
در اقیانوس آزاد، انرژی می‌تواند در چندین جهت پخش شود، بنابراین فدله و تیمش رویکرد متفاوتی اتخاذ کردند: به جای اینکه مطالعه خود را با محاسبات ریاضی آغاز کنند، ۱۸ سال داده‌های موج (۲۷,۵۰۰ نمونه) را بررسی کردند تا شواهد واقعی را پیدا کنند.
دو عامل باعث ایجاد این امواج
آن‌طور که ای‌اف‌ال ساینس می‌نویسد، رایج‌ترین توضیح برای امواج غیرمنتظره این است که اگر موج کوچکی کمی تغییر کند، اثرات غیرخطی باعث می‌شوند این تغییر کوچک بزرگ شود و موج عظیمی به‌وجود آید. اما آنچه محققان در مطالعه‌شان پیدا کردند با این توضیح فرق داشت. یافته‌ها نشان داد ترکیبی از دو عامل باعث ایجاد این امواج می‌شود:
تمرکز خطی: وقتی امواجی که با سرعت‌ها و جهت‌های مختلف حرکت می‌کنند، به‌طور تصادفی هم‌راستا شده و با هم ترکیب می‌شوند تا یک موج بلندتر بسازند؛
ناهنجاری‌های غیرخطی درجه دوم: اثرات طبیعی که شکل موج را تغییر می‌دهند و آن را تا ۲۰ درصد بلندتر می‌کنند.
مقاومت در برابر این امواج
اگر این عوامل را با رفتار غیرخطی طبیعی اقیانوس جمع کنیم، نتیجه هر از گاهی ایجاد موجی عظیم و مخرب است. فدله توضیح داد: «این امواج عجیب و بزرگ، خلاف قوانین طبیعت نیستند، بلکه طبق قوانین طبیعی اقیانوس شکل می‌گیرند.»
نتایج تحقیق علاوه بر اینکه تردید فدله را تایید می‌کند، نشان می‌دهد که برای اینکه کشتی‌ها، سکوهای نفتی و سازه‌های کنار دریا امن باشند، باید مدل‌های پیش‌بینی امواج اقیانوس به‌روز شوند و احتمال امواج بسیار بزرگ در آن‌ها در نظر گرفته شود. به عبارت دیگر، این سازه‌ها باید طوری طراحی شوند که بتوانند در برابر این امواج شدید مقاومت کنند.
با کمک مدل‌های پیشرفته و هوش مصنوعی، می‌توان این امواج بزرگ و غیرمنتظره را قبل از وقوع پیش‌بینی کرد. این کار باعث می‌شود زندگی در دریا ایمن‌تر شود. فدله نتیجه‌گیری کرد: «این امواج عجیب و بزرگ، پدیده‌ای طبیعی در دریا هستند. آن‌ها شدید و خطرناک‌اند، اما جزء رفتار طبیعی اقیانوس محسوب می‌شوند. حالا ما بالاخره توانسته‌ایم نحوه رخ‌دادنشان را درک کنیم.»
