2012. március 30., péntek

Serge Bertino az óceáni hullámokról

Midőn az alig harmincesztendős Dumont d’Urville részt vett a Chevrette égei-tengeri hidrográfiai expedíciójában, azzal vonta magára a világ figyelmét, hogy megtalálta a milói Vénuszt. A hajózás történetében azonban főleg azzal szerzett magának hírnevet, hogy rábukkant az eltűnt La Pérouse nyomára. De mielőtt útnak indult volna Polinéziába, a Coquille nevű korvett másodkapitánya volt, amely Duperrey parancsnoksága alatt járta a világ tengereit, és kutatta Új-Guineát, Új-Zélandot, a Torres- és a Cook-szorosokat. 1826-tól kezdve az Astrolabe parancsnokaként Dumont d’Urville egész sor jelentős utat tett, melyek során eljutott Polinéziától az Adélie-partig. Ez utóbbi utazása jutalmául kapta meg az ellentengernagyi rangot és a Földrajzi Társaság aranyérmét.

De adjuk is át neki a szót, és olvassuk el együtt, mit ír híres művében, melynek címe Histoire du voyage de découverte autour du monde et à la recherche de La Pérouse (A világ körüli felfedező útnak és La Pérouse felkutatásának története):

„1826. augusztus 30: Újabb észak-északnyugati szélrohamok, melyek 30-án reggel a legszörnyűbb viharok egyikévé fokozódnak. Tizenegy órakor az orkán eléri tetőfokát; a hullámok valóságos hegyekké tornyosulnak, és elérik a legalább 80-100 lábnyi (kb. 30 m-nyi) magasságot. Szerencsére csak a tetejük habzott és tajtékzott, különben könnyen elnyelhették volna a korvettet. Soha életemben nem láttam még ilyen fenyegetően viharos tengert, és azt sem hittem, hogy valaha is ennyire megbomolhat a vizek egyensúlya. Igaz ekkor éppen a Banc des Anguilles környékén voltunk, s köztudomású, mi mindent mesélnek a hajósok e tengerrész vad viharairól, melyek különösen télen félelmetesek.“

E néhány sor a múlt század legelmérgesedettebb tudományos vitáinak egyikét kavarta fel. S valóban, Arago kétségbe vonta e harmincméteres hullámok létezését, és a Vénus útjáról készített beszámolójában ezt írta:

„Immár szóba sem jöhetnek azok a valóban félelmetes hullámok, amelyeket némely hajósok elszabadult képzelete látott a tengereken: a valóság a regényes fantázia helyébe lépett, s az állítólagosan 33 méternyi magasság a szerény 6-8 méteres arányokra csökkent.

A legmagasabb ütköző hullám, amelybe a Vénus került hosszú útja során, 7 m 50 cm volt a hullámvölgytől a tarajig számítva. Azért beszélünk ütköző hullámról, mert ez két külön, más-más irányból jövő hullám összecsapásából keletkezik. Ezek az úgynevezett ütköző hullámok nem érik el a 7 m-es magasságot, még a Horn-fok vizein sem, ahol pedig a hajósok egyöntetű véleménye szerint szokatlan méreteket öltenek.“

Dumont d’Urville azonban elindult következő útjára, és ismét visszatért a hullámok magasságának problémájára, a Voyage au Pôle Sud (Utazás a Déli-sarkra) című könyvében.

1838. április 1-én, miután a déli szélesség 46°26’-én és a nyugati hosszúság 82°45’-én 11 m magas hullámokat figyelt meg, így írt:

„Itt az alkalom, hogy magyarázatot adjak a hullámok e gyakori méreteire, és kapcsolatukra azokkal, amelyeket 1826. augusztus 30-án tapasztaltam. Ez esetben a tenger oly viharos volt és hullámainak félelmetes magassága olyannyira meghaladta összes addigi tapasztalataimat, hogy midőn erről beszámoltam, jelentettem: 80-100 lábnyi magasba emelkedtek minden bizonnyal. Persze semmiféle eszköz nem állt rendelkezésemre, hogy pontosan meghatározhassam ezeket az adatokat. A tenger állapota ezt nem tette lehetővé, és e kritikus pillanatokban mindenekelőtt a hajó sorsával kellett foglalkoznom. Mindenesetre, hogy elhárítsam magamról a túlzás vádját, amennyiben mégis én lennék a hibás, meghívtam magamhoz az expedíció három résztvevőjét... és miután egy vonallal ábrázoltam a hullámok mozgását, megkértem őket, rajzolják le arányosan a korvett hosszúságát, és magasságát, felhíván figyelmüket, hogy ne essenek túlzásokba.

Miután ez megtörtént, és ki-ki emlékezete szerint bejelölte a rajzba a hajót, fogtam egy kompaszt, és a korvett hosszát a hullámok magasságához viszonyítva próbáltam meghatározni ez utóbbi magasságát. (Az egyik rajzból 60 m, a másikból 50 m és végül a harmadikból csak 40 m magasság adódott.) Következésképp úgy éreztem, joggal becsülhettem, a túlzás vádja nélkül, 30 m magasra a hullámot.“

Ez az eljárás egy hullám magasságának megállapítására kétségkívül nagyon vitatható, de hagyjuk egyelőre, hadd szóljon Dumont d’Urville:

„Meglehet, ez a szám teljes képtelenségnek tűnik egy tudós szemében, akinek figyelmét balszerencsémre túlságosan is magamra vontam Franciaországból való elindulásom előtt. Ez a szerencsétlen számadat gúnyos megjegyzéseinek tárgya lett és mint mindig megesik, jó néhányan tapsoltak neki, azt sem tudván, miről is van szó valójában.

Akadtak tengerésztisztek is, akik kijelentették, hogy ez az állítás tiszta képtelenség, hiszen a hullámok magassága nem haladhatja meg az 5-6 métert.

E tudós valóban jóhiszeműnek tűnhetik a tengerek nagy viharait nem ismerő csillagász előtt, aki nyilvánvalóan osztja néhány fizikus a priori véleményét, mely a hullámok mozgására vonatkozó bizonyos elméletek alapján kimondja, hogy e hullámok maximális magassága nem haladhatja meg az 5 métert; csakhogy éppen a szemtanúnak nehéz bebizonyítani, hogy a tény, melyet közöl, nem lehet valóságos.

Ami a tengerésztiszteket illeti, kijelentésük csak azt bizonyítja, hogy soha életükben nem láttak igazán viharos tengert, vagypedig hogy sohasem hagyták el a Földközi-tengert.“

És Dumont d’Urville mindehhez egy sor megjegyzést fűz hozzá, melyek cáfolják Arago tézisét:

„Az Astrolabe délsarki útja során egy hidrográfus mérnök, Vincendon-Dumoulin, akinek pontos megfigyeléseihez sem férhet kétség, 8, 10, 11 sőt 12 méteres hullámokat figyelt meg."

Hogyan magyarázzuk e hajósok kijelentéseit, sőt magának Cooknak a megállapítását, aki az általa átélt szélrohamok némelyikéről így ír: „a hullámok valóságos hegyekké magasodtak, magasabbak voltak, mint az árbocaink.“

Maga Arago közölte a Tudományos Akadémián Missiessy fregatthadnagy megfigyelését, aki az Azori-szigetek közelében viharos szélben 12-15 m magas hullámokat észlelt...

Ezzel kezdetét vette a hullámok magasságáról folytatott nagyarányú vita, amely csaknem egy évszázadra megmérgezte a hivatalos tudomány légkörét: valóban, egészen a közelmúltig minden adat éles vitákat kavart.

Szerencsére egész sor, immár pontosabb mérési módszer igazolta Dumont d’Urville véleményét, és manapság csaknem minden tudós egyetért abban, hogy a Déli-Jeges-tengeren igenis vannak félelmetes hullámok, ezek megközelítőleg olyan magasak, mint amelyeket a bátor hajós egy évszázada tapasztalt.

Egy hullám méretei három tényezőtől függnek: a szél erejétől, tartamától és a nyílt tengeren uralkodó széliránytól. Azonnal hozzá kell tennünk, hogy a szél, bármily erős is, az óceánok felszínét hozza mozgásba, de a víztömegek helyváltozását nem idézi elő.

Pedig ha a tengerparton állva a hullámok mozgását figyeljük, igen gyakran az a benyomásunk támad, hogy e mozgás egyben az óceán víztömegének tényleges helyváltozásával egyértelmű.

A valóságban csupán arról van szó, hogy a felszín bizonyos deformációja terjed tova. Miként már Leonardo da Vinci írta, a tenger hullámait ahhoz a jelenséghez lehet hasonlítani, midőn a könnyű szellő nyomán hullámzani kezdenek egy búzamező kalászai, tehát csupán a formai változás terjed, a hullámzó tömegnek maga az anyaga nem változtatja a helyét. André Gide, az író, e jelenséget valóságos formulába foglalta: „A vízcsepp mozdulatlan marad, vagy legalábbis visszatér eredeti helyére, s a hullámnak csak a formája terjed.“

A hullámmozgás mechanizmusának működéséről pontos képet kaphatunk, ha megfigyeljük a tenger felszínén lebegő tárgyakat.

A hullám közeledtére a lebegő test (doboz, dugó) felemelkedik a fölébe magasodó hullám elején, felér a tetejére, majd lecsúszik a hátán. Miután elhaladt, észrevesszük, hogy a tárgy csaknem ugyanazon a helyen maradt. Sajnálatos módon a hullám-jelenségre vonatkozó matematikai elméletek rendkívül bonyolultak, és még manapság is olyan vitákat idéznek elő, melyek elkerülhetetlenül újabb hipotézisekre vezetnek; és általában ezeket sem lehet közvetlenül igazolni a pontos megfigyelést lehetetlenné tevő sokféle akadály miatt.

Franz von Gerstner, akinek a hullámzás klasszikus elméletét köszönhetjük, az 1804-ben megjelent Theorie der Wellen (A hullámok elmélete) című munkájának elején ezt írja:

„Mindazon kutatások között, amelyeket a matematikának a természeti jelenségekre való alkalmazása tesz lehetővé, egyetlenegy sem járt olyan nehézségekkel, mint az, amelyik a víz mozgásának törvényeivel kapcsolatos. A tudósoknak sikerült a legegzaktabban kiszámítaniok az ég egész mechanizmusát, a kutatás tárgyának nagysága ellenére. A víz mozgásának meghatározására azonban csak megoldhatatlan differenciál-egyenleteket találtak.“

Gerstner elmélete abból indul ki, hogy a részecskék körmozgást végeznek, amely körnek a sugara a mélységüktől függ; hogy az egymás fölött függőlegesen elhelyezkedő részecskék azonos fázisban vannak, és hogy az egyazon profilú két függőleges közti fáziseltolódás a részecskék távolságával arányos. Az a tény, hogy a szél által mozgásba hozott részecskék körmozgásának sugara a mélységüktől függ, számunkra egyszerűen azt jelenti: a felszíntől számított bizonyos távolságra a hullámmozgás gyakorlatilag megszűnik.

Ezt a tényt sejtette meg Victor Hugo, midőn így írt A tenger munkásai c. regényében: „A hullámok mozgása felületi jelenség...Még a legvadabb viharban is a kavargó ár alatt háromölnyire [6 méter] a legteljesebb nyugalom uralkodik.“ E feltevést egy egész sor geometriai megfontolás tette lehetővé, melyeket a valóság kivétel nélkül igazolt.

Másrészt, gyakorlatilag lehetetlen egzakt módon megvizsgálni, hogyan idézi elő a szél a hullámokat, s azok hogyan is keletkeznek. Valóban, a hullámok és az őket meghatározó szél kapcsolatai korántsem egyszerűek. A szél hatása vajon miért kelt hullámmozgást egy folyadék felszínén, és miért nem csak vízszintesen mozdítja el a molekulákat ? A hullámmozgás létrejöttéhez az szükséges, hogy a szél lökésszerűen érintse a tenger felszínét, és hogy – következésképp – belső struktúráját tekintve, a szél ne legyen szigorúan egyöntetű. Az érzékeny anemométerek [szélmérők] pontosan ezt igazolják: a szél szabálytalan jelenség, amely mindig rohamokban, lökésszerűen fúj. De a szélirány függőleges komponense is meghatározó jelentőségű. A leszálló szelek, mint például a Földközi-tengeren a bóra és a misztrál, éles tarajú, meredek falú, rövid hullámokat vernek, melyek igen kellemetlenné teszik a hajózást, de amelyek magassága nincs arányban a szél sebességével.

A víz sűrűségét is figyelembe kell venni: azonos szél esetén a Bourget-tóban jóval magasabb hullámok keletkeznek, mint a Holt-tengerben, melynek vize oly sűrű, hogy az emberi test könnyedén lebeg a felszínén.

A szél időtartama is közrejátszik, s a számítások szerint általában 30 órába telik, míg a hullámok elérik maximális magasságukat.

A múltban a hajósok empirikusan tanulmányozták a szél hatását az óceánra, és a Beaufort-skálát használták a tenger különböző állapotainak jelzésére, a szélerősség növekedésének arányában.

Mindenesetre a rekordmagasságot az a hullám érte el, melyet R.P. Whitemarsh fregattkapitány figyelt meg 1933 februárjában, s ezt, úgy tűnik, a hivatalos tudomány is jóváhagyta.

Az Egyesült Államok Tengerészeti Intézetének feljegyzései szerint az amerikai tengerészet Ramapo nevű tartályhajója Manilából San Diego felé tartott, midőn a légköri zavarok olyan zónájába hatolt be, mely nem egy lokalizált tájfun jellegzetességeit mutatta, hanem több ezer kilométernyi akadálytalan területre terjedt.

A hajó éppen hátszélben haladt. A szolgálatban levő tiszt éjfél felé hatalmas hullámot látott a parancsnoki hídról a hajó fara felé magasodni, és a főárbocon megjegyezte azt a pontot, ameddig a horizont vonala ért.

Ebben a pillanatban a Ramapo egyensúlyi helyzetben volt, farával a hullám alsó részében. Egyszerű számítás alapján megállapíthatta a hullám magasságát: 34 méter ! Ehhez a számhoz csak a hajó parancsnokának a megjegyzését fűzhetjük hozzá: „Ritka szerencse ilyen magas hullámot látni.“ Természetesen e szörnyű hullámok végzetesek lehetnek azokra a hajókra, amelyekre rázúdulnak. 


Nagy Géza fordítása
Serge Bertino: A tengerek mélye, Gondolat, 1972

Nincsenek megjegyzések:

Megjegyzés küldése