“Мертвая вода”: физическое явление

Очень интересное физическое явление: «мертвая вода». Я недавно услышала о нем и хочу поделиться с вами найденной информацией.

В 1893 г. знаменитый норвежский полярник Фритьоф Нансен, совершавший плавание по арктическим водам, столкнулся со странным явлением. Вот что записал он в отчете: «Мы почти не двигались с места (…) и будто тащили всю воду за собой. Что мы ни делали, — круто поворачивали,  лавировали,  описывали полный круг и пр., — все напрасно. Лишь только машина переставала работать, судно тотчас же останавливалось, точно схваченное чем-то за корму».

Это явление исследователь назвал «мертвая вода», и он же дал ему первое объяснение. Приведем еще одну цитату из книги Нансена «”Фрам» в полярном море”: «Своеобразное явление — эта мертвая вода. (…) Встречается оно, по‑видимому, лишь там, где слой пресной или сильно распресненной воды лежит поверх соленой морской воды. Пресная вода увлекается судном, и оно скользит по тяжелой соленой воде, как по твердой подстилке. Разница в солености этих слоев очень велика; так, например, вода, взятая с поверхности, вполне годна для питья, а вода, поступавшая через кингстон, настолько солона, что не годилась даже для котла. Мертвая вода образует более или менее крупные волны, идущие непрерывно поперек кильватера, одна позади другой; иногда длина их такова, что они доходят до середины корпуса судна».

Современная наука соглашается с мнением Нансена: «мертвая вода» представляет собой слоистое образование, состоящее из воды разной степени солености — а значит, и разной плотности. К примеру, если менее плотная талая вода из ледника понемногу поступает в очень соленое северное море, появляется подобный эффект.

Впрочем, чтобы «попасться», как попался «Фрам», нужно еще одно совпадение: толщина верхнего пресного слоя должна примерно равняться толщине судна. Тогда на малом ходу его винт будет расходовать почти всю свою энергию не на движение вперед, а на создание внутренних волн на границе двух слоев воды — корабль почти замирает на месте, при этом сами волны с корабля незаметны. Вода остается спокойной, просто некая сила не дает двигаться вперед.

Мертвая вода: волны, которые не видны на поверхности

Подобный сценарий недавно был продемонстрирован в лаборатории, на модели. Благодаря этому французским физикам во главе с Тьерри Даксу (Thierry Dauxois) удалось открыть и новые интересные свойства феномена «мертвой воды». Тьерри Даксу прочитал лекцию на эту тему, запись которой можно найти тут: https://youtu.be/uyaJ14NUB_k

Эмуляцию проведенного эксперимента смотрите с 9.37.