Fenomenet med dött vatten: Hur dog Kleopatras kraftfulla skepp?

2024 Författare: Seth Attwood | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-16 16:17

Den tidigare oförklarliga inbromsningen och skakningen av fullt fungerande fartyg i det så kallade döda vattnet fick äntligen en vetenskaplig förklaring.

När fartyget kommer in i döda vatten pausas resan. I bästa fall kommer ett fartyg med fullt fungerande motorer att sakta ner, i värsta fall stannar det. En medvind kan hjälpa sjömän, men även med fulla segel kommer fartyget att röra sig långsammare än det borde.

Fenomenet dött vatten uppmärksammades första gången av den norske forskaren Fridtjof Nansen 1983. På väg till norra Sibirien befann sig resenären i en zon där hans fartyg saktade ner så mycket att det blev svårt för honom att kontrollera. Nansen fick inte snabbt upp den nödvändiga hastigheten och förstod inte vad som hade hänt.

1904 beskrev den svenske fysikern och oceanografen Wagn Walfried Ekman ett liknande fenomen. I sitt laboratorium satte forskaren upp ett experiment med vatten med olika salthalt, som i den delen av Ishavet, där Nansen hade "stoppat" tidigare. Ekman upptäckte att mekaniska vågor bildas i gränsytan mellan lagren. När skeppets botten interagerar med dessa vågor skapar de ytterligare drag.

Efter Ekmans upptäckt insåg forskarna att fenomenet dött vatten orsakas av olika tätheter av vätskeskikt. Skillnader i densitet kan uppstå på grund av olika salthalt eller vattentemperaturer. Men i vilket fall som helst, kaptenen på fartyget har bara två alternativ. Han kan med irritation se hur skeppet släpar med en konstant onormalt låg hastighet, vilket Nansen en gång kände; eller att stå på bryggan och svaja efter skeppet och uppleva den plötsliga spänningen som upptäcktes i laboratoriet av Ekman.

För att förstå orsaken och typerna av fenomenet dött vatten, visste forskarna inte mekanismen för att fånga fartyg i vågfångenskap. Det var först nyligen som fysiker, vätskemekaniker och matematiker från CNRS Institute of Natural Sciences och Laboratory of Mathematics and Applied Sciences vid University of Poitiers först beskrev detta mystiska fenomen. Ett pressmeddelande för studien finns tillgängligt på CNRS hemsida.

Teamet av forskare klassificerade vågorna som uppstår när vätskeskikt av olika densitet kommer i kontakt med varandra och simulerade sedan fartygets rörelse längs matematiskt beskrivna vågor. Simuleringar har visat att dödvatteneffekten uppstår när vågor bildar något som liknar ett löpande band. På detta "band" märks fartyget knappt när det rör sig framåt eller bakåt, vilket ser ut som en avmattning från sidan.

Experimentet visade också att det inte finns några grundläggande skillnader mellan de fenomen som observerades av Nansen 1983 och Ekman 1904. Ekmans svängningar dämpas gradvis, och fartyget börjar röra sig långsamt och med konstant hastighet.

Forskarnas arbete gav omedelbart upphov till en ny hypotes om ett av mänsklighetens äldsta mysterier. Det är fortfarande okänt varför under slaget vid Actium (31 f. Kr.) Cleopatras mäktiga skepp dödades när de kolliderade med Octavianus svaga flotta. Om vi antar att Aktiabukten, där slaget ägde rum, var fylld av dött vatten, blir det tydligt varför kraften från Kleopatras skepp inte hjälpte härskaren. Friktionen är omvänt proportionell mot hastigheten: ju mer du släpar på en motståndskraftig yta, desto mer gör den motstånd. Detta betyder att Octavianus svaga skepp i det döda vattnet kan vara mer manövrerbara och snabbare än den mäktiga flottan av drottningen av Egypten.