Может показаться, что образование струйных стоячих волн зависит от потока, в то время как обычные движущиеся волны легко распространяются через неподвижную среду. Увы, все не так просто. Подобное утверждение справедливо далеко не для всех волн. Взять, к примеру, волны океанические. Течения возникают в океанах по всему миру; какой же эффект они оказывают на обычные движущиеся океанические волны? Иногда под влиянием течения волны превращаются в сущие чудовища.
Течение мыса Игольного проходит в юго-западном направлении вдоль восточного побережья Африки. Едва огибая мыс, самую южную точку континента, оно встречается со штормовыми волнами Южной Атлантики, идущими в противоположном направлении. Волны, сталкиваясь со встречным течением, замедляются. И сила их при этом убывает, подумаете вы. Ничего подобного! Не зря португальский мореплаватель Бартоломеу Диаш, шедший вдоль этого побережья в 1488 году, окрестил мыс Cabo das Tormentas[34].
Чтобы разобраться в том, почему океанические волны, наталкиваясь на встречное течение, растут в высоту, нам придется нагнать тех самых пришельцев из предыдущей главы, космический корабль которых потерпел крушение в пустыне.
К этому времени они, выйдя на дорогу, дошли до ближайшего городка и оказались в торговом центре. Визг и вопли местных жителей порядком их напугали. Они ринулись бежать — так быстро, как только конечности с присосками им позволяли, рванув к эскалаторам в надежде укрыться на другом этаже. Но, будучи незнакомыми с таким хитроумным изобретением, совершили ошибку: побежали вверх по эскалатору, ведущему вниз. Когда на ленту эскалатора ступил первый пришелец, скорость его бега замедлилась, поскольку лента шла ему навстречу. Бежавший за ним следом пришелец в замешательстве остановился и только потом прыгнул на ленту. То же самое один за другим проделали и остальные. В итоге, борясь с идущим навстречу полотном эскалатора, пришельцы сбились в кучку. И только соскакивая с эскалатора наверху, напротив магазина женского белья, запыхавшиеся пришельцы вновь растянулись цепочкой — каждый прыгал с движущегося полотна на твердую землю немного раньше следующего за ним.
Примерно так же ведут себя и океанические волны, наталкиваясь на встречное течение. Они проходят через него, замедляясь: гребни волн жмутся друг к другу — длина волны сокращается. Поскольку иного пути у воды нет, она, благодаря эффекту гармошки, устремляется вверх — волны растут.
Чудовищные волны появляются там, где большие океанические зыби наталкиваются на встречные океанические течения Этот самый эффект — одна из причин, по которым зыби у мыса Доброй Надежды вырастают до невероятных размеров. Но есть еще два фактора. Один — эффект Ревущих сороковых, океанических пространств: ватага яростных, беспощадных ветров несется вокруг земного шара на юг, не встречая на этих широтах Антарктического океана никаких препятствий в виде суши. Задувая навстречу Течению мыса Игольного, эти ветры щедро делятся своей энергией, подталкивая гребни волн вперед. Другой фактор — эффект, оказываемый на течение в момент фокусировки волновой энергии.
Тем временем пришельцы, оказавшись на верхнем этаже, вновь дружно хватаются за руки-присоски и с криками бегут вдоль торговых рядов. Тот, что в середине цепочки, спортивной формой не отличается и начинает отставать. Отставая, он потихоньку тянет за собой к середине крайних, которые мчатся стремглав.
То же самое происходит и с волнами по обе стороны от Течения мыса Игольного. Они, подобно более спортивным пришельцам по краям цепочки, продвигаются быстрее, не натыкаясь по ходу следования ни на какие преграды вроде встречного океанического течения. Эти волны тоже затягивает в середину, но не потому, что в середине собрались сплошь хиляки — бег срединных волн замедляется встречным течением. Происходит рефракция, вызываемая волнами, меняющими скорость распространения при столкновении со встречным течением. Волны фокусируются в середине; там, внутри течения, их энергия концентрируется на небольшой площади акватории, вынуждая гребни взметываться еще выше.
Вот почему волны в открытом море возле мыса Доброй Надежды вырастают под 30 м, если измерять от подошвы до гребня — почти с десятиэтажный дом. Более того, при сжатии волн гармошкой их склоны становятся особенно крутыми. Однако такие громадины, скорее, не правило, а исключение. Их называют аномальными волнами[35], они в два раза выше волн господствующего направления.
Видимо, аномальные волны возникают тогда, когда две и более штормовых волны, уже и без того высокие и крутые, благодаря течению, проходят через один участок акватории одновременно и совмещаются, образуя волну, затмевающую все остальные. Иногда за высоким гребнем следует не менее глубокая подошва. Она особенно опасна для кораблей, поскольку ее замечают в последний момент, когда корабль балансирует на гребне предыдущей волны.{71} Нет ничего удивительного в том, что морское дно возле южной оконечности Африки усеяно обломками судов.
«Какая царапина? Ах, эта? Так когда я посудину брал, она уже была».В 1974 году в водах Течения мыса Игольного норвежский танкер «Уилстар» попал в шторм и пострадал от удара аномальной волны. Обшивку его носовой части при этом вспороло, что крышку банки с сардинами
* * *
На днях мне попались на глаза строки, написанные в 1920-х годах американским поэтом Робертом Фростом:
Морская волна зелена.
Но там, где стихает прибой,
Восходит иная волна
Песчаною желтой горой.
То море на сушу пошло
Дома засыпать у людей,
Которых оно не смогло
Оставить в пучине своей.{72}
Прочитав их, я задумался о волнах песчаных. Они действительно волны, или таковыми только прикидываются?
Когда заходите на мелководье, обратите внимание на маленькие гребни песка под ногами. Мне всегда нравилось ощущение от этой плотно уложенной волнообразной ряби, массирующей ступни. Она образуется под действием волн, когда те накатывают на берег и вновь устремляются в море. Другая причина — приливы и отливы. Расстояние между отдельными гребнями песчаной ряби бывает совсем небольшим, всего в несколько сантиметров. Волнообразные гряды, отстоящие друг от друга на метр и более, формируются ниже быстрого, сильного течения — например, стремительного потока приливной волны, зажатого массивами суши. Когда течение быстрое, а песчинки довольно крупные, расстояние между отдельными гребнями ряби может достигать от 1 до 15 м; такие волны-переростки называют «мегаваликами ряби».
Плотно уложенные волнообразные наслоения влажного песка, образованные на морском берегу приливами и отливами. Сходство с рябью на воде поразительное. Но связывает ли их что-то еще?К песчаным волнам относятся и еще более внушительные волнообразные гряды. Например, морское дно у побережья Голландии, где господствуют сильные течения, покрыто песчаными волнами на площади более 14 000 кв. км; при этом длина волны иногда достигает более 800 м, а высота — аж 18 м. Эти волны мигрируют вместе с течением, проходя от 10 до 150 м в год.{73}
Многие из этих так называемых русловых гряд и впрямь выглядят как песчаные волны. Они формируются под действием водных течений, иногда их даже называют песчаной рябью. Но в самом ли деле они — волны?
* * *
Что можно сказать о сухопутной родне этой подводной ряби — нанесенных ветром волнообразных песчаных образованиях?
Как и их подводная родня, эти волны бывают разных размеров. Самые маленькие — бесконечные полосы ряби вдоль сухой, продуваемой ветром части пляжа. В середине июля мне случилось наблюдать их на близком расстоянии. День хоть и выдался жаркий, для принятия солнечных ванн мало подходил — ветер гнал по земле песок, песчинки которого — стоило вам только прилечь на расстеленное одеяло — покалывали щеки и забивались в глаза и уши. Некоторое время я стойко переносил неудобства, глядя на едва различимую, всего в нескольких сантиметрах от поверхности земли, песчаную пелену, которая оседала в виде крошечной ряби. Временами мне казалось, что рябь даже колышется. Может, это форма волны, нанесенной ветром? Песчаная рябь рождалась из потока воздуха, совсем как чечевицеобразные облака стоячей волны, вот только когда ветер стихал, переставая ее подталкивать, замирала. С другой стороны, чечевицеобразное облако в момент исчезновения образовавшего его воздушного потока попросту рассеивается. Так может, Роберт Фрост был прав? Вдруг эта песчаная рябь — иссохшие, медленно распространяющиеся волны?
