Dødvandsfænomenet: Hvordan døde Cleopatras kraftfulde skibe?

2024 Forfatter: Seth Attwood | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-16 16:01

Den tidligere uforklarlige opbremsning og rystning af fuldt operationelle skibe i det såkaldte døde vand fik endelig en videnskabelig forklaring.

Når skibet går ind i dødt vand, sættes rejsen på pause. I bedste fald vil et fartøj med fuldt funktionsdygtige motorer bremse, i værste fald stopper det. En medvind kan hjælpe sejlere, men selv med fulde sejl vil skibet bevæge sig langsommere, end det burde.

Fænomenet dødt vand blev første gang bemærket af den norske forsker Fridtjof Nansen i 1983. På vej mod det nordlige Sibirien befandt den rejsende sig i en zone, hvor hans skib bremsede så meget, at det blev svært for ham at kontrollere. Nansen fik ikke hurtigt den nødvendige fart, og forstod ikke, hvad der var sket.

I 1904 beskrev den svenske fysiker og oceanograf Wagn Walfried Ekman et lignende fænomen. I sit laboratorium opstillede videnskabsmanden et forsøg med vand af forskellig saltholdighed, som i den del af det arktiske hav, hvor Nansen tidligere var "gået i stå". Ekman opdagede, at mekaniske bølger dannes ved grænsefladen mellem lagene. Når bunden af skibet interagerer med disse bølger, skaber de yderligere træk.

Efter Ekmans opdagelse indså forskerne, at fænomenet dødt vand er forårsaget af forskellige tætheder af væskelag. Forskelle i tæthed kan opstå på grund af forskellig saltholdighed eller vandtemperaturer. Men under alle omstændigheder har skibets kaptajn kun to muligheder. Han kan med ærgrelse se, hvordan skibet slæber med en konstant unormalt lav hastighed, som Nansen engang mærkede; eller at stå på broen og svaje efter skibet og opleve den bratte spænding, som blev opdaget i laboratoriet af Ekman.

For at forstå årsagen til og typerne af fænomenet dødt vand kendte forskerne ikke mekanismen til at fange skibe i bølgefangenskab. Det var først for nylig, at fysikere, væskemekanikere og matematikere fra CNRS Institute of Natural Sciences og Laboratory of Mathematics and Applied Sciences fra University of Poitiers først beskrev dette mystiske fænomen. En pressemeddelelse for undersøgelsen er tilgængelig på CNRS' hjemmeside.

Holdet af videnskabsmænd klassificerede de bølger, der opstår, når lag af væske med forskellig tæthed kommer i kontakt med hinanden, og simulerede derefter skibets bevægelse langs matematisk beskrevne bølger. Simuleringer har vist, at dødvandseffekten opstår, når bølger danner noget som et transportbånd. På dette "tape" kan skibet næsten ikke mærkes, når det bevæger sig frem eller tilbage, hvilket ligner en opbremsning fra siden.

Forsøget viste også, at der ikke er nogen grundlæggende forskelle mellem de fænomener, Nansen observerede i 1983 og Ekman i 1904. Ekmans svingninger dæmpes gradvist, og skibet begynder at bevæge sig langsomt og med konstant hastighed.

Forskernes arbejde gav straks anledning til en ny hypotese om et af menneskehedens ældste mysterier. Det er stadig uvist, hvorfor Kleopatras magtfulde skibe under slaget ved Actium (31 f. Kr.) blev dræbt, da de kolliderede med Octavians svage flåde. Hvis vi antager, at Aktia-bugten, hvor slaget fandt sted, var fyldt med dødt vand, bliver det klart, hvorfor kraften fra Kleopatras skibe ikke hjalp herskeren. Friktion er omvendt proportional med hastigheden: Jo mere du trækker på en modstandsdygtig overflade, jo mere gør den modstand. Det betyder, at Octavians svage skibe i det døde farvand kan være mere manøvredygtige og hurtigere end den magtfulde flåde fra dronningen af Egypten.