Fenomén Mrtvé vody: Jak zemřely Kleopatřiny mocné lodě?

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-16 16:00

Dříve nevysvětlitelné brzdění a natřásání plně funkčních lodí v takzvané mrtvé vodě se konečně dočkalo vědeckého vysvětlení.

Když loď vstoupí do mrtvých vod, cesta se pozastaví. Plavidlo s plně funkčními motory v lepším případě zpomalí, v horším zastaví. Zadní vítr může námořníkům pomoci, ale i s plnými plachtami se loď bude pohybovat pomaleji, než by měla.

Fenoménu mrtvé vody si poprvé všiml norský badatel Fridtjof Nansen v roce 1983. Cestující na sever Sibiře se ocitl v zóně, kde se jeho loď zpomalila natolik, že se pro něj začalo obtížně ovládat. Nansen rychle nenabral potřebnou rychlost a nechápal, co se stalo.

V roce 1904 popsal podobný jev švédský fyzik a oceánograf Wagn Walfried Ekman. Vědec ve své laboratoři uspořádal experiment s vodou různé slanosti, jako v té části Severního ledového oceánu, kde se Nansen „zastavil“dříve. Ekman objevil, že na rozhraní mezi vrstvami se tvoří mechanické vlny. Když spodní část lodi interaguje s těmito vlnami, vytvářejí další odpor.

Po Ekmanově objevu si vědci uvědomili, že fenomén mrtvé vody je způsoben různou hustotou kapalných vrstev. Rozdíly v hustotě mohou nastat v důsledku různé salinity nebo teplot vody. Ale v každém případě má kapitán lodi jen dvě možnosti. Může s rozhořčením sledovat, jak se loď vleče konstantní abnormálně nízkou rychlostí, kterou kdysi cítil Nansen; nebo stát na můstku a houpat se za lodí a zažívat náhlé vzrušení, které Ekman objevil v laboratoři.

Vědci, kteří pochopili příčinu a typy jevu mrtvé vody, neznali mechanismus zachycování lodí v zajetí vln. Teprve nedávno fyzici, mechanika tekutin a matematici z Ústavu přírodních věd CNRS a Laboratoře matematiky a aplikovaných věd Univerzity v Poitiers poprvé popsali tento záhadný jev. Tisková zpráva ke studii je k dispozici na webu CNRS.

Tým vědců klasifikoval vlny, ke kterým dochází při vzájemném kontaktu vrstev kapaliny různé hustoty, a poté simuloval pohyb lodi po matematicky popsaných vlnách. Simulace ukázaly, že k efektu mrtvé vody dochází, když vlny tvoří něco jako dopravní pás. Na této "pásce" je loď sotva znatelná při pohybu vpřed nebo vzad, což vypadá jako zpomalení ze strany.

Experiment také ukázal, že neexistují žádné zásadní rozdíly mezi jevy, které pozoroval Nansen v roce 1983 a Ekman v roce 1904. Ekmanovy oscilace postupně tlumí a loď se začíná pomalu a konstantní rychlostí pohybovat.

Práce vědců dala okamžitě vzniknout nové hypotéze o jedné z nejstarších záhad lidstva. Dodnes není známo, proč byly během bitvy u Actia (31 př. n. l.) Kleopatřiny mocné lodě zabity, když se srazily se slabou Octavianovou flotilou. Pokud předpokládáme, že zátoka Aktia, kde se bitva odehrála, byla naplněna mrtvými vodami, je jasné, proč moc Kleopatřiných lodí panovníkovi nepomohla. Tření je nepřímo úměrné rychlosti: čím více táhnete na odporovém povrchu, tím více odolává. To znamená, že slabé Octavianovy lodě v mrtvých vodách mohly být ovladatelnější a rychlejší než mocná flotila egyptské královny.