CASTLE.PRI.EE

«Мёртвая» вода — вид воды, распространённый в преданиях и мифах народов мира. Так, например, чтобы оживить мёртвого хозяина, волк из сказки «Иван-царевич и Серый волк» полил его сначала «мёртвой» водой, которая заживила смертельные раны, а потом «живой» водой, которая и оживила царевича.

«Мёртвая» вода – это раствор, который получается в результате электролиза. Она обладает мощным кислотно-щелочным балансом, способна обеззараживать, бороться с грибком, воспалениями и симптомами аллергии. Благодаря своему составу раствор губительно действует на вредоносные клетки, препятствует их дальнейшему размножению.

Имеется явление с таким названием и в океанографии. «Мёртвая вода», так норвежские моряки назвали странное явление, при котором малые суда, на полном ходу теряют скорость и перестают слушаться руля. Например, так проявила себя «мёртвая вода» у берегов полуострова Таймыр 29 августа 1893 года, когда в неё угодил знаменитый «Фрам» Ф. Нансена. Судно шло со скоростью 4,5 узла (1 узел 1,852 км/ч).

Он пишет в своей книге «Среди льдов и во мраке ночи»: «Мы направлялись к краю льда, чтобы пристать, но «Фрам» оказался на «мёртвой воде» и почти остановился, хотя машины работали изо всех сил… Какая-то таинственная сила будто удерживала его. При этом шхуна плохо слушалась руля. … Потребовалось более четырех часов, чтобы пройти расстояние, которое мы могли бы преодолеть менее, чем за полчаса».

Ж. Пикар, в отчёте об изучении недр Гольфстрима, отметил: «мезоскаф –исследовательская подводная лодка «Бен Франклин» весом в 150 тонн, то вдруг резко поднимался вверх метров на 60, то вдруг так же быстро проваливался ко дну… Подводная лодка качалась, словно на громадных волнах, хотя на поверхности океана царило спокойствие».

Найти объяснение этому феномену учёные долгое время затруднялись. Группа ученых из Лионского университета попыталась воспроизвести феномен «мертвой воды» в лабораторных условиях. Для этого они наполнили водой 3-метровую ванну, через которую на бечевке тянули игрушечный кораблик. Слои воды, разделенные по уровню солености, а значит, и по плотности, предварительно окрасили в разные цвета.

Как они считают, им удалось смоделировать эффект «мертвой» воды. Поверхность воды оставалась абсолютно спокойной, однако стоило кораблику войти в зону скрытой волны, как он тотчас замедлял ход.

Один из участников эксперимента Матье Мерсье рассказал: «В подобной ситуации под днищем судна возникает зона пониженного давления, которая препятствует его ходу. Происходит так, что само судно создает скрытую волну в результате того, что вода из нижних слоев затягивается кверху в зону его следования. Как следствие возникает колебание на границе между слоями, которое постепенно по ходу движения судна нарастает. Волна увеличивается, и повышается её скорость. Затем она и образующаяся перед ней впадина догоняет судно. Поравнявшись с ним, она поглощает его энергию, тем самым замедляя его скорость. Затем волна ломается о борт».

Последующие исследования показали, что, если корабль оказывается там, где вода сильно стратифицирована (разделена на слои различной плотности, температуры), он оказывается под влиянием двух эффектов. Исследователи полагают, что эффектом «мертвой» воды можно объяснить и те случаи, когда при заплывах в океане испытывают трудности даже опытные пловцы.

Первый эффект – кинематический, волнообразный эффект торможения, который наблюдал Нансен: сопротивление возникает из-за смешения вод с различной плотностью. Под кораблем образуется волна-тормоз, если судно движется почти с той же скоростью, что и сами волны. В этом случае снижается инерция, и кораблю трудно сдвинуться с места, он словно бы прикреплен к волне.

Например, в северных фьордах Скандинавии, при таянии льдов образуется слой лёгкой пресной воды, ниже которого располагаются тяжелые соленые воды. Именно два таких слоя и дают «мертвую воду». Маленькое судно, попавшее в нее, даже включив двигатель на максимальную мощность, будет оставаться на месте.

Второй эффект – динамический, вызван волнами, которые действуют как конвейерная лента. Ещё одна внутренняя волна формируется на носу. При ускорении корабля образуется волнообразный фронт – впадины, и гребни волны напоминают ухабистую дорожку, по которой корабль будет двигаться вперед и назад. Такая волна под кораблем приводит к колебаниям скорости, как на конвейере, движущемся прерывисто.

Исследователи уточняют, что волнообразное торможение – почти всегда возникает в стратифицированной воде. Второй, известный как эффект волны Экмана, хорошо заметен в гаванях, фьордах и других ограниченных по площади участках моря. Чем шире становится поверхность воды, тем слабее протяженность отраженной волны. Если скорость судна намного больше, чем у подводных колебаний, эффект Экмана практически отсутствует.

Встреча с длинными внутренними волнами может быть опасной. В Гибралтарском проливе, например, граница раздела между водами различной плотности сначала медленно, в течение нескольких часов поднимается, а затем быстро почти на 100 метров падает. Подобная волна крайне опасна для подводных судов – быстро возросшее из-за резкого падения вниз давление может разрушить корпус лодки.

Слой, расположенный на глубине, для которого характерен скачок плотности, называется «жидким грунтом». Подводные лодки и другие плавающие предметы в нём зависают. Здесь собирается и удерживается большое количество водорослей, пузырьков газа, планктона, Определение района и глубины расположения скачка плотности имеет важное значение для судовождения (надводного и подводного) и для морского промысла. Толщина слоя скачка плотности может быть десятки метров, а глубина залегания – от одного метра и более 80 метров. Градиенты плотности воды в этом слое варьируют от 0,02 до 0,6.

Согласно новым исследованиям, в антарктических морях обнаружены слои воды, у которых отсутствует перемешивание с окружающими слоями, и они сохраняют свой состав. Вода, опустившаяся на дно антарктических морей, остаётся ниже отметки в 2,5 километра. При этом вода на поверхности морей сообщается с мировым океаном и подвержена смене потоков. А на глубине от 1 до 2,5 км расположился слой «мёртвой» воды, у которой, практически отсутствует перемешивание со свежей водой.

Использованы материалы статей из интернета.

P.S. Почему отсутствует смешивание слоёв воды? Во время учёбы в институте, мы проводили в домашних условиях опыты по смешиванию жидкостей с разной плотностью. Например, изготавливали «Кровавую Мери», в водку добавляли томатный сок. В лучшем случае, если томатный сок наливали по линейке, опущенной в водку – получалось три слоя. Верхний прозрачный, средний – розовый и на дне – красный. Если поспешишь – всё перемешивалось и становилось розовым.

Если смешивать ликёр Ванна Таллин (глицерин) с шампанским, то получалась чёткая граница. Чтобы их перемешать, требовалось интенсивное встряхивание.

В океане поверхностные слои перемешивает ветер. Более глубокие – шторм. Ринги – гигантские водовороты перемешивают воду от поверхности до дна. Течения и сопутствующие им вихри, тоже перемешивают воду. Такое впечатление, что отдельные слои в океане заключены в какую-то силовую оболочку (поле), которая препятствует перемешиванию.

Комментарии запрещены.