Загадка "мёртвой воды": подробности

Исследовательская группа университета Лиона в составе Ромэн Вассёр (Romain Vasseur), Матьё Мерсье (Matthieu Mercier) и Тьерри Доксуа (Thierry Dauxois) провела экспериментальный анализ и воссоздала в лабораторных условиях эффект, известный как эффект "мёртвой воды" и, в частности, наблюдавшегося известным полярным путешественником Фритьофом Нансеном во время путешествия на "Фраме" у архипелага Норденшельд в Карском море Северного Ледовитого океана.

«Своеобразное явление — эта мертвая вода, - писал известный полярник. - Для изучения его представился здесь лучший случай, чем мы хотели бы. 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.

Что мы ни делали, чтобы выбраться из мертвой воды,— круто поворачивали судно, лавировали, описывали полный круг и пр.,— все напрасно. Лишь только машина переставала работать, судно тотчас же останавливалось, точно схваченное чем-то за корму».

Французским ученым удалось экспериментально, в лабораторных условиях продемонстрировать эффект «Мёртвой воды» и показать, что при определенных условиях корабль при движении в стратифицированной водной поверхности генерирует сверхдлинные волны, приводящие к торможению и даже остановке корабля, несмотря на работающие двигатели.

Эффект исследовался и ранее, однако лишь в частном случае двух слоев жидкости с разной плотностью.

Ученые использовали для опытов плексигласовый резервуар 300х41х10,4 см, наполнявшийся послойно жидкостями с различными плотностями. Для удобства они подкрашивались различными красителями.

На поверхности плавал игрушечный кораблик, приводившийся в движение микролебедкой с помощью нити. Наблюдение осуществлялось с помощью видеокамеры. Было показано, что при движении модели на поверхности водоема на границе раздела жидкостей формируется четко различимая волна, в то время как поверхностная волна за кормой отсутствует.

Волна на границе раздела жидкостей, увеличивая свою амплитуда, намертво «приклеивается» к кораблику, приводя в отдельных случаях к его полной остановке, несмотря на продолжение работы «движителя» - микролебедки. Энергия движителя уходит не на движение кораблика, но на генерирование невидимой на поверхности волны на границе раздела жидкостей.

С замедлением и остановкой кораблика волна угасает, кораблик возобновляет движение – и развивается новая волна, а эффект «мёртвой воды» повторяется.

Подробная информация о странных эффектах, наблюдающихся порой во внешне простых, хорошо знакомых и очевидных ситуациях, и о воспроизведении их в домашних условиях будет представлена на портале Исследования и разработки – R&D.CNews.