Що вам відомо про солітони? Простому обивателю напевно це слово нічого не скаже. Тим більше, згадавши англійське слово solitary (в перекладі означає «відокремлений»), подумають про якесь відокремлене місце на планеті. Однак реальність виявляється менш романтичною. Солітони прийнято вважати гігантських розмірів морські та океанічні хвилі, які непередбачувано звідки з’являються і також миттєво йдуть в нікуди.
Проте, мореплавці з давніх часів можуть не з чуток розповісти про ці підступні хвилі досить багато.
Свою назву «солітони» хвилі отримали у 1834 році завдяки інженеру-кораблебудівнику з Британської імперії Джону Скотту Расселу, який в кінці літа вперше побачив їх неподалік від шотландського Единбурга, на каналі Юніон, і згодом спробував дати наукове пояснення побаченому. Прості ж моряки, які не використовують в повсякденності наукову мову, дали солітонам більш приземлені назви – freak ( «урод»), rogue wave ( «хвиля-ізгой», «хвиля-шельма»), rabid-dog ( «скажена собака»), giant waves ( «хвилі-гіганти»), cape rollers ( «накидні ролики»). Дві ознаки відрізняють солітони від інших хвиль. Це раптовість їх появи і гігантський розмір (від 10 до понад 30 метрів у висоту) – дво-триразова перевага над оточуючими хвилями. Чіткої локалізації хвиль-гігантів немає, а тому вони здатні з’явитися у будь-якій точці Світового океану. Хоча небезпечно подорожувати на півдні Африканського континенту: мис Доброї Надії і Голковий мис часто «радують» моряків нежданими зустрічами. Проте не варто спокушатися і європейським мореплавцям: солітони іноді приходять погостювати до узбережжя Еллади (мабуть, греки не просто так придумали Посейдона), іноді вирують біля Чорного моря і навіть не бояться холоду Північного. Загалом, видовище не з приємних: спочатку у морі з нізвідки з’являється велика яма, потім за нею з’являється крута за формою хвиля та обрушується з гребенем. Страх охоплює мореплавця раптово. Але уявіть ступінь жаху, коли таких хвиль цілих три. Це трапляється не так часто, але тим не менше. Чи не віриться? Ось і провідні океанологи планети на зорі становлення цієї науки не могли повірити в існування 30-метрових хвиль-монстрів. Вони не вірили французькому вченому і морському мандрівникові Дюмон Дюрвілю, коли він у своїй доповіді сповіщав Французьке географічне товариство про бачене їм явище. Не повірили і у 1840 році. Але довелося повірити зовсім вже скоро, коли кораблі, що перевозять по морям і океанам вантажі, все частіше і частіше ставали жертвами незвіданою досі стихії.
І захиститися від несподіваної зустрічі практично нереально, передбачити її також. Крихітним яхтам підписаний смертний вирок при першому ж побаченні (переверне однозначно), а ось судна значних габаритів, включаючи танкери, висота борта яких становить 20 метрів, будуть просто залиті водою. Можливо, саме подібне явище і стає причиною того, що у відкритих морях часто знаходять яхту і не знаходять екіпаж. Страшно, що маленьке судно може канути в Лету, так і не встигнувши подати навіть SOS. На жаль, великі габарити транспортних засобів не завжди рятують. В акваторії двох найбільших океанів планети – Тихого і Атлантичного – за 25 років (1969-1994) після зустрічей з «хвилями-ізгоями» отримали пошкодження 22 супертанкера, частину з них вдалося відремонтувати, частина занурилася на дно на віки-вічні. Для цих хвиль немає авторитетів: їм що яхту перевертати, що нафтову платформу. Проблема зустрічі з солітонами глобального характеру, але до 1980 року сильні світу цього намагалися не звертати на неї уваги. Фото- і відеоматеріали, космічні знімки, фактографічний матеріал, – все це присутнє, потрібна лише добра воля зверху. І воля була дана 37 років тому, коли солітон знищив 300-метровий суховантаж з Великобританії (внаслідок тиску хвилі був пробитий головний вантажний люк і трюм залила вода).
Але повернемося до досліджень вченим. Причини появи солитонів намагалися вписати в так звану теорію інтерференції – об’єднання безлічі малих хвиль в одну гігантську. Але ця теорія не здатна пояснити багато чого. Так, наприклад, ряд солітонів освоює гігантські відстані, мало розсіюючи енергію, інша ж частина хвиль-«роликів» з’являється блискавично і так само блискавично зникає. За теорією інтерференції солітони можливі тільки у мису Голкового на півдні Африканського континенту, адже тут відбувається зіткнення течії з півдня, вітру і Агул’ясової протитечії. Тобто хвилі без витрат можуть зіткнутися і об’єднатися. І дійсно, саме на півдні Африки частіше зустрічаємо «трьох сестер», три гігантські хвилі, що прямують один за одним. Подібне стихійне явище відоме в течії Куросіо на південь від Японії і в місцях протікання Гольфстріму. Однак океанографи стверджують, що не все так просто. Велика частина хвиль невеликого розміру, набагато менше середнього, в той час як хвиль-гігантів дуже багато. Навіть за умови «складання» звичайних хвиль вдвічі, солітони повинні повторюватися не частіше 50-60 років. Але ми ж знаємо, що вони з’являється частіше.
Також теорія інтерференції безсила в поясненні причин появи солитонів в Північному морі. Без відповіді залишається питання: як можлива поява мегахвиль, що перевищують по висоті середні в 4-6 разів, за умови мінімального вітру? Ще одна версія. Висота солітонів набирається після їх зіткнення з підводним уступом або грядою. Але і моделювання цих процесів в басейні не змогло остаточно підтвердити жодної теорії. Солітон – це структурно стійка відокремлена хвиля, яка поширюється в нелінійному середовищі. Так стверджує наука. Вона ж констатує, що дія солитонів схоже з дією частинок: частинообразні хвилі, взаємодіючи одна з одною або з іншими хвилями, не руйнуються. Спостереження підтверджують здатність нетипових великих хвиль на час об’єднуватися і незабаром розпадатися, продовжуючи рух по виключно своєму маршруту. «Кубічне рівняння Шредінгера» найкраще описує дане явище.
Але факти і суха теорія – це, звичайно, добре, але що ж робити яхтсмену-романтику, плаваючого на маленькому суденці, що несподівано потрапив на побачення з «шельмою»? Почнемо з того, що, незважаючи на всі страхи і ризики, ймовірність зустрічі з солітонами у Вас невелика. Проте, завжди пам’ятайте про елементарні правила безпеки і намагайтеся без необхідності не запливати в згадані нами вище райони Світового океану, де «хвилі-ізгої» найчастіше вирують. Але все ж нагадаємо тим, хто забув: південь Африки і Японії (течія Куросіо), район течії Гольфстрім. Якщо ж все-таки потрібно заплисти, то виберіть для цього найоптимальніший час.
Врахуйте також, що передумовами для появи солитонів є:
– область зниженого тиску;
– вітер, який постійно дме більше половини доби в одному напрямку;
– хвилі, швидкість руху яких однакова одночасно з областю зниженого тиску;
– хвилі, які рухаються проти сильної течії;
– швидкі хвилі, які наздоганяють повільніші і зливаються з ними.
Помітивши названі вище ознаки, негайно почніть готувати яхту (ну і себе, звичайно ж) до можливості перекинутися. Самі, перебуваючи в кухонному відсіку або на палубі, не забувайте про страхувальний трос, пристебніться до нього і стежте за ситуацією на горизонті. Пам’ятайте, що трос – гарантія Вашої відносної безпеки. Яхту не врятувати, а ось людину – можна. Деяким суднам, які шукають щастя на півдні Африки, доводилося парочку раз перевертатися після «романтичного побачення» з солітонами. Життя екіпажу було тоді врятоване завдяки трос. Бувалі мореплавці-навколосвітники радять при свіданці повернутися до «шельмі»-хвилі боком – це значно зменшить пошкодження в разі повного перевороту. Якщо Вам під силу повернути яхту до неї кормою, то у Вас виходить уявний шанс втечі. Чи не перевернутися – з області фантастики, особливо якщо носова частина яхти піде назустріч хвилі. Тоді взагалі повна катастрофа: невелика яхта постане вертикально і перевернеться назад якраз під масивною водою. Немає шансів після перевороту у багатокорпусника – встати на рівний кіль виявиться нездійсненої мрією, а ось у однокорпусника шанси, хоч і мінімальні, залишаються.