ПОДВОДНУЮ ЛОДКУ «ТРЕШЕР» ПОГУБИЛ…
«ДРАКОН ТАЦ-МАКИ»?
10 апреля 1963 г. в северо-западной Атлантике погибла атомная подводная лодка ВМС США «Трешер».
В программу её испытательного похода входило погружение на предельно допустимую глубину. Со всеми необходимыми предосторожностями эта глубина (330 м) была благополучно достигнута. Но вдруг гидроакустик корабля сопровождения услышал «треск ломающихся отсеков», и связь с лодкой оборвалась. Обнаруженные впоследствии останки лодки свидетельствовали о том, что её прочный корпус был раздавлен.
Причина этой катастрофы до сих пор остаётся загадкой. Погружение осуществлялось медленно и поэтапно, причём показания датчиков деформаций корпуса не достигали критических значений. Напрашивался вывод о том, что погубившее лодку повышение наружного давления произошло внезапно. Однако, не было зафиксировано подводных взрывов, способных вызвать такое повышение давления.
Расследование зашло в тупик.
Между тем, существует малоизвестное науке природное явление, которое способно порождать бегущие волны резкого повышения давления в океанической водной толще. Даже вдали от эпицентра этого явления таинственными гидроударами повреждаются подводные лодки, а надводные суда «налетают на мель» там, где действительная глубина составляет несколько километров. Что же касается эпицентра, то там происходит вертикальный выброс воды – высотой вплоть до нескольких сотен метров. Рыбаки из регионов, где дно океана сейсмически и вулканически активно, очень хорошо знают об этих страшных водяных выбросах. Неспроста морские драконы являются непременными персонажами в мифологиях, например, народов побережья Юго-Восточной Азии. Так, один швейцарский дипломат писал из Японии: «Тац-Маки – ужас добрых людей. Это огромный дракон, большей частью скрывающийся в пещерах на дне морском; но иногда он поднимается на поверхность моря и вдруг взлетает в небо…» Для тех, кто не верит «рыбацким байкам», приведём рассказ одного нашего моряка: «…мы шли в Индийском океане, из Одессы в Сингапур. Погода была нормальная, почти штилевая. Вдруг штурвальный «сыграл полундру». Выбежав на палубу, мы увидели, как впереди, прямо по курсу в нескольких километрах вздыбился океан. Образовался высоченный столб воды, а вокруг волны – выше парохода!.. Капитан дал команду изменить курс и обойти опасное место… Что это было – мы так и не поняли».
В чём может заключаться причина этих «высоченных» выбросов воды, способных опрокидывать или переламывать океанские лайнеры и танкеры? Когда свод подводного вулкана прогорает и обрушивается, вода устремляется в вулканическую каверну. Над сливным отверстием образуется область пониженного давления – из-за динамического падения давления в потоке. Распределение давления в этой области такое, что как только слив прекращается, давление выравнивается благодаря волне, которая схлопывается к центральной оси и порождает кумулятивный выброс. Элементарные расчёты (см. Интернет-ресурс «Наброски для новой физики», http://newfiz.narod.ru , статья «Кумулятивные выбросы океанской воды») показывают, что при глубине расположения сливного отверстия, равной 2.5 км, высота кумулятивного выброса может составлять примерно 200 метров. Явление впечатляющее, и образ дракона из пещеры на дне морском, взлетающего в небо, здесь вполне уместен!
Теперь заметим, что подошва водяного пика непременно является источником волны повышения давления в водной толще. По всем канонам гидростатики, это давление зависит лишь от высоты водяного столба, но не от количества воды, составляющей водяной столб. При образовании водяного пика возникает избыточное давление в его подошве (плюс одна атмосфера на каждые 10 м высоты пика), что и порождает расходящуюся от подошвы продольную волну. Скорость переднего фронта этой волны меньше, чем скорость звука в воде, и зависит от исходного давления. Вблизи дна давление наибольшее, так что придонный участок фронта движется с максимальной скоростью, которая, кстати, практически совпадает со скоростью движения волн цунами.
Это совпадение – не случайное, и оно даёт ключ к новому пониманию природы цунами. Чем же, спрашивается, плохо традиционное понимание? Традиционно, цунами считаются поверхностными поперечными волнами. Поскольку в открытом море они практически незаметны, то полагают, что они имеют огромную длину волны (100 км и более) и малую амплитуду (0.5 м). Для скорости таких волн теория даёт выражение, с которым неплохо согласуются результаты измерений времён пробега цунами в открытом море. Но недоумение вызывает поведение этих «поверхностных волн» вблизи побережья, особенно при отсутствии широкого прибрежного мелководья. В таких условиях формирование водяного вала, готового обрушиться на берег, длится считанные секунды. За эти секунды гребень должен был бы пройти расстояние в половину длины волны. При длине волны в 100 км это означает, что гребень должен был бы двигаться со скоростью, в несколько раз превышающей третью космическую – что, конечно, абсурдно.
Напротив, мы представляем цунами именно как продольную волну повышения давления. При движении цунами от далёкого источника в океане к побережью, придонная волна, как отмечалось выше, самая быстрая: она первой достигает материкового склона и затем, поднявшись по этому склону, образует выплеск, который обрушивается на побережье. Если же материковый склон переходит в прибрежное мелководье, то выплеск происходит на этом переходе, и образовавшийся водяной вал прокатывается по всему мелководью. Вот так просто можно объяснить поведение цунами вблизи побережья. То, что первый удар наносит придонная продольная волна, справедливо и для цунами, порождённого подводным землетрясением.
Итак, даже далёкое извержение подводного вулкана или далёкое подводное землетрясение смертельно опасны для аквалангистов и подводных лодок, находящихся на своих предельных глубинах погружения. Морские обитатели, для которых чревато неприятностями быстрое повышение давления на лишние десятки атмосфер, давным-давно выработали защитные реакции. Например, подмечено, что перед приходом волны цунами обычно заметно усиливается флуоресценция моря, за которую ответственны морские микроорганизмы. По-видимому, эти микроорганизмы просто поднимаются поближе к поверхности моря, реагируя на звуковые предвестники повышения давления - хлопок от кумулирующей волны или гул от подводного землетрясения.
Нельзя исключить, что если бы команда «Трешера» знала об этих предвестниках, то трагедии можно было бы избежать.
А.А.Гришаев
http://www.submarine.id.ru/cp/z152.shtml
