الأمواج البرية: وحوش البحر التي لم يعرفها العلم

موجة واحدة اصطدمت بالأعمدة الشاهقة لجهاز حفر نفط في بحر الشمال قبل أقل من عشرين عامًا بقليل، التهمت كل الأوراق

لسنوات عديدة، اعتقد العلماء وعلماء المحيطات أنهم يفهمون أمواج المحيط جيدًا. كما تم دمج النماذج الرياضية التي تم تطويرها لموجات أخرى، مثل الموجات الصوتية أو الموجات الكهرومغناطيسية، بسلاسة في النماذج التي أوضحت ظاهرة الأمواج في البحر. فالموجة، في النهاية، هي مجرد اضطراب ينتشر في الفضاء - طاقة تنتقل من مكان إلى آخر. كانت الصيغ الرياضية التي أوضحت ظاهرة الأمواج مناسبة لمجموعة واسعة جدًا من الظواهر وسمحت للباحثين والمتنبئين بتطوير نماذج للتنبؤ بارتفاع الأمواج في البحر واتجاهها وسرعتها. ولكن على وجه التحديد عندما بدا أن كل شيء كان واضحًا ومفهومًا ومعروفًا - وصلت موجة واحدة على وجه التحديد، والتي اصطدمت بالأعمدة الشاهقة لجهاز حفر النفط في بحر الشمال قبل أقل من عشرين عامًا بقليل، والتهمت كل الأوراق.

على مر السنين، كانت هناك تقارير كثيرة من البحارة الذين تحدثوا عن أمواج ضخمة، أمواج برية وحشية ظهرت من العدم في وسط البحر وضربت سفنهم بقوة هائلة. ارتفعت الأمواج الموصوفة في هذه القصص إلى ارتفاعات ثلاثين مترًا وأكثر، مثل المباني المكونة من عشرة طوابق. هذه القصص، التي تناقلتها الأقاويل في حانات البحارة وأثناء المناوبات الطويلة على جسر القيادة، تحدثت عن "حفرة" ضخمة انفتحت فجأة في وسط البحر، بعمق عشرات الأمتار، وبعدها مباشرة ظهرت حفرة ضخمة. جدار الماء، وهو جدار عمودي تقريبًا لا تستطيع أي سفينة تسلقه. السفينة التي تضربها مثل هذه الموجة العاتية عادة ما تتفكك وتغرق على الفور، بغتة لا تترك وقتا كافيا للبحارة للركض إلى قوارب النجاة الخاصة بهم، فينزلون بها إلى الأعماق.

ويميل العلماء إلى التقليل من شأن هذه القصص. لقد رأوا تلك الحكايات الخيالية التي يرويها البحارة لبعضهم البعض لتمضية الوقت. كان لديهم كل الأسباب في العالم لعدم تصديق القصص المتعلقة بالأمواج الوحشية. وقد نصت النماذج الرياضية العلمية تحديداً على أن أقصى ارتفاع للأمواج التي قد تنشأ نتيجة نشاط الرياح على سطح الماء هو من اثني عشر إلى خمسة عشر متراً على الأكثر، وأظهرت كافة الأدلة والبراهين اليقين بصحة هذه النظرية. من الممكن حدوث موجة يبلغ ارتفاعها ثلاثين مترًا وفقًا للمعادلات، لكن احتمال وجودها منخفض جدًا - ربما واحدًا كل ثلاثين ألف عام.

في عام 1978، غادرت السفينة "ميونيخ" في رحلة روتينية من مدينة بريمن الألمانية إلى الولايات المتحدة. كانت ميونيخ بمثابة روعة الأسطول التجاري الألماني: ضخم، يبلغ طوله مائتين وستين مترًا، ومجهزًا بأفضل التقنيات الحديثة. لا يمكن لأي عاصفة عادية في المحيط الأطلسي أن تدغدغ ميونيخ، وقد قامت راداراتها المتطورة بمسح الأفق لمسافات كبيرة بحثًا عن مخاطر مثل الجبال الجليدية أو الاصطدامات مع السفن الأخرى.

في الثالثة صباحًا، في الثاني عشر من ديسمبر، وصلت رسالة استغاثة من ميونيخ. التقطت سفينة تجارية يونانية كانت تبحر في المنطقة الرسالة، ونقلتها إلى السفن الأخرى ورجال الإنقاذ على الساحل. وفي غضون ساعات قليلة، تم تنظيم قوة إنقاذ وبحث ضمت عشرات السفن والطائرات، لكن لم يتم العثور على ميونيخ. نزلت السفينة العظيمة إلى الأعماق وعلى متنها طاقم مكون من ثمانية وعشرين بحارًا.

يحيط الكثير من الغموض بظروف اختفاء ميونيخ. كان الطقس عاصفًا للغاية ولكنه لم يكن خطيرًا على نحو غير عادي، ويشير الغرق المفاجئ إلى أن الحدث برمته كان عنيفًا وسريعًا للغاية. وزاد الغموض عندما اكتشف الباحثون أحد قوارب النجاة في ميونيخ طافية، فارغة، على سطح المحيط. وكشف فحص طوف النجاة أنه لم يتم إنزاله في الماء بطريقة منظمة من قبل الطاقم، بل تم إلقاؤه في البحر بعد الضربة التي تلقاها. كانت المسامير التي كانت تربط الطوافة بالسفينة ملتوية ومكسورة كما لو أنها تعرضت لضربة قوية. لكن أثناء التشغيل، علق قارب النجاة في الهواء على ارتفاع عشرين مترًا فوق الماء. ما هي القوة الجبارة التي كانت قادرة على الارتفاع إلى هذا الارتفاع ثم ضرب ميونيخ بهذه القوة التي أدت إلى تفجير الطوافة بعيدًا عن المكان، وربما أغرقت السفينة التجارية بأكملها؟

وفي الأول من كانون الثاني/يناير 1995، هبت رياح بقوة الإعصار فوق مياه بحر الشمال -قبالة سواحل النرويج- وأثارت أمواجاً وصل ارتفاعها إلى اثني عشر متراً. في منصة النفط "Draufner"، لم يكن العمال قلقين بشكل خاص - فقد تم تصميم المنصة وبناؤها بحيث لا تعرضها مثل هذه الأمواج للخطر. وفي الساعة الثالثة بعد الظهر، صدر الأمر لجميع العمال الذين كانوا يتجولون على سطح منصة الحفر بالدخول إلى الهيكل حتى لا يتضرروا من الرياح القوية، ولم يتطوع أحد بالبقاء للمشاهدة البحر العاصف.

وهذا أيضًا هو السبب وراء عدم ملاحظة أحد للموجة الهائلة التي ضربت المنصة في الساعة الثالثة وعشرين دقيقة، وهي موجة يبلغ ارتفاعها حوالي عشرين مترًا. يقف الحفار على سلسلة من الأعمدة، لذا فإن الموجة لم تسبب أضرارًا كبيرة، باستثناء عدد قليل من العوارض المعدنية الرقيقة التي انحنيت وفي الحقيقة ربما لم نكن نعرف عنها على الإطلاق - لولا ليزر خاص متر تم وضعه على المنصة لقياس ارتفاع الأمواج تحتها. قام مقياس الليزر هذا بعمله بأمانة، وعندما قام مهندسو منصة الحفر بفحص سجل الموجة، اندهشوا عندما رأوا القفزة الهائلة في الرسم البياني لارتفاع الموجة. ووفقاً لأي نموذج هندسي مقبول، فإن الموجة التي تم قياسها في ذلك اليوم كانت شبه مستحيلة: فلا ينبغي أن تظهر أكثر من مرة واحدة كل عشرة آلاف عام.

لكن مقياس الليزر كان دقيقا في جميع القياسات الأخرى قبل وبعد ضرب الموجة، وكان طبيعيا تماما طوال اليوم. إن العلماء الذين فحصوا القياس لم يتمكنوا، ببساطة، من تجاهل البيانات الموجودة بين أيديهم. وبعد عقود وقرون من القصص الخيالية وقصص البحارة، أصبحت حقيقة وجود هذه الأمواج الوحشية أمرًا لا يمكن إنكاره.

من أين أتت إذن الموجة الضخمة التي ضربت منصة داروفنر؟

يعرف علماء المحيطات، الباحثون في المحيطات والبحار، عددًا من الظواهر الطبيعية التي قد تسبب تكوين الأمواج العملاقة، وقد بدأوا في فحصها واستبعادها الواحدة تلو الأخرى. على سبيل المثال، يعتبر التسونامي ظاهرة مألوفة للغاية. تحدث موجة تسونامي بسبب الإزاحة المفاجئة لكميات هائلة من المياه في المحيط. السبب الأكثر شهرة وشائعًا هو الزلزال، لكنه ليس السبب الوحيد: تأثير النيزك في الماء، والتجارب النووية تحت الماء. يمكن أن تسبب كل من الانهيارات الطينية والانفجارات البركانية موجات تسونامي، مع تسرب كميات هائلة من المواد إلى البحر في وقت واحد.

لكن احتمال أن تكون الموجة التي ضربت منصة داروفنر عبارة عن تسونامي تم استبعاده على الفور. والأمواج الضخمة التي اعتدنا أن نربطها بظاهرة تسونامي تظهر فقط بالقرب من الساحل. وفي وسط البحر، كما في حالة منصة النفط، لا تبدو أمواج التسونامي كأمواج تسونامي على الإطلاق. وبعيدًا عن الساحل، تكون هذه الأمواج منخفضة جدًا، بالكاد يصل ارتفاعها إلى متر أو مترين، ويمكن أن يصل طول موجتها - المسافة بين أعلى الموجة وأسفلها - إلى عدة مئات من الكيلومترات. أعني، على متن سفينة في وسط البحر، لن تشعر وكأن تسونامي قد ضربك على الإطلاق. فقط عندما تصل الموجة إلى الشاطئ تتغير: أولاً يصل قاع الموجة، ثم يبدو البحر وكأنه يتراجع ويختفي. وبعد دقائق قليلة، تصل ذروة الموجة - وعندما تصل، لا تتوقف عن القدوم! نظرًا لأن الموجة طويلة جدًا، يبدو الأمر كما لو أن البحر يفيض وتستمر الموجة باستمرار.

الاحتمال الآخر إذن هو موجة المد والجزر، Tidal Bore باللغة الإنجليزية - واحدة من أكثر الظواهر الطبيعية الرائعة في العالم. يحدث المد والجزر ببطء، وترتفع المياه وتنخفض على مدار ساعات. ولكن في عدد قليل جدًا من الأماكن على الأرض، يمكن لظروف جغرافية خاصة أن تتسبب في ظهور المد دفعة واحدة كواجهة موجية أو سلسلة من الموجات العالية جدًا.

تحظى موجات المد والجزر باهتمام كبير من قبل العلماء، لكنها أكثر إثارة للاهتمام بالنسبة لراكبي الأمواج. بالنسبة لمتصفحي الأمواج، تعتبر أمواج المد والجزر مثالية تقريبًا: فهي تصل كل يوم في أوقات محددة مسبقًا، وهناك أمواج مد يمكنك ركوب الأمواج عليها لمسافة عشرة كيلومترات. أستخدم كلمة "تقريبًا" هنا مرة أخرى، لأن موجات المد والجزر لها عيوب معينة. تجتذب أمواج المد والجزر في نهر بوروروكا في البرازيل العديد من راكبي الأمواج، لكنها تجذب إليهم أيضًا - هذه المرة لا إراديًا - جميع أنواع المخلوقات من غابات الأمازون التي تنجرف إلى النهر - مثل التماسيح والأناكوندا والجاغوار والعناكب، وكلها أنواع الأشياء الأخرى التي تميل إلى تحويل رياضة ركوب الأمواج إلى تجربة داروينية.

لكن لا توجد أمواج مد وجزر في قلب المحيط، وبالتالي تم استبعاد هذا الاحتمال بشكل قاطع. أدرك العلماء فجأة أن الحل سيكون نموذجًا جديدًا تمامًا، ونظرية جديدة. وكانت الخطوة الأولى في تطوير النموذج الجديد بالطبع هي جمع المعلومات. عاد الباحثون وأعادوا فحص المعلومات التي تم الحصول عليها على مر السنين من عوامات قياس الأمواج والعائدات من الرادارات على الساحل - وأحصوا مئات وآلاف الموجات البرية. والآن أصبح من الممكن أيضًا فتح كتب التاريخ والتوصل إلى فهم أفضل للكوارث البحرية التي ظلت حتى الآن غير مفسرة، مثل الحدث المعروف باسم "لغز جزر فلانان".

وفي عام 1899 تم افتتاح منارة جديدة على هذه المجموعة النائية من الجزر في شمال اسكتلندا، على بعد حوالي عشرين ميلاً بحريًا من الساحل. تمركز ثلاثة أشخاص في المنارة وكانت مهمتهم تشغيل المنارة وصيانتها. وبعد حوالي عام من إنشاء المنارة، مثل كل أسبوع، وصلت سفينة إمداد إلى الجزر لتجهيز الحراس - لكن الجزيرة كانت فارغة. اختفى الحراس الثلاثة دون أن يتركوا أثرا، تاركين وراءهم علامات التسرع: بدلات عاصفة غير ملبوسة، وكرسي سقط على الجانب في المطبخ.

كشف فحص المنارة عن أضرار مفاجئة: تم كسر صندوق كان يقف على ارتفاع حوالي ثلاثة وثلاثين مترًا، وثني حاجز أمان معدني بالكامل وتم نقل صخرة تزن حوالي طن من مكانها. اقترح أحد الباحثين الذين فحصوا الكارثة أن موجة كبيرة، أو سلسلة من الأمواج الضخمة جرفت الجزيرة والحراس - ولكن بما أن موجة بهذا الارتفاع كانت تعتبر مستحيلة، فقد تم طرح العديد من الافتراضات والنظريات على مر السنين: البدء مع قتال اندلع بين الحراس وانتهى بالقتل والانتحار، من خلال اختطافهم على يد جواسيس غرباء وحتى وحوش بحرية غامضة التهمت الثلاثة. وبعد الكشف عن الأمواج العاتية، فإن التفسير المقبول اليوم هو أن اثنين من الحراس كانا يعملان بالقرب من الشاطئ، ولاحظ الحارس الثالث موجة ضخمة تقترب منهما. سارع بالركض إليهم لتحذيرهم، ولم يتوقف ليأخذ معطفه أو يلتقط الكرسي الذي سقط منه - لكن الموجة جرفته أيضًا، وأغرقتهم جميعًا.

وسرعان ما كشفت مراجعة البيانات السابقة، إلى جانب صور الأقمار الصناعية وغيرها من المعلومات، أن هناك مناطق في العالم معرضة للكوارث، مع تركيز عالٍ بشكل خاص من الأمواج العاتية. ومن الخطورة بشكل خاص المناطق التي تلتقي فيها الأمواج التي تتحرك في اتجاه معين بتيار بحري يتحرك نحوها مباشرة، كما يحدث في مكان غير بعيد عن ساحل جنوب أفريقيا.

لكن المشكلة كانت أن الأمواج الجامحة ظهرت في كل مكان، وليس فقط في المناطق التي تلتقي فيها التيارات والأمواج. ولا يزال من الضروري توضيح من أين أتوا وكيف يمكن التنبؤ بها. وحتى اليوم، لا توجد نظرية واحدة متفق عليها من قبل جميع العلماء. في تقسيم تقريبي، تنقسم النظريات المتعلقة بتكوين الموجات البرية إلى قسمين: خطية مقابل غير خطية.

ترى النظريات الخطية أن الموجة البرية هي نتيجة لمجموع الموجات. هذا هو المعنى الأساسي لكلمة "خطي" - إذا أخذنا موجة يبلغ ارتفاعها عشرة أمتار، وأضفناها إلى موجة أخرى يبلغ ارتفاعها عشرة أمتار، فسنحصل على موجة جديدة يبلغ ارتفاعها عشرين مترًا. قد تحدث هذه الظاهرة عندما تطارد سلسلة موجات سريعة سلسلة موجات أبطأ وتلحق بها.

النظريات الخطية ليست مثالية، لأنها تتطلب شروطًا معينة جدًا لإنشاء موجات جامحة، وهي ظروف ممكنة ونادرة جدًا في البحر المفتوح. من ناحية أخرى، فإن النظريات غير الخطية تتخذ نهجا مختلفا تماما. ويعتمدون على معادلات مأخوذة من عالم ميكانيكا الكم، ويحاولون إدراجها في فوضى البحر المفتوح أيضًا. فمعادلة شرودنجر، على سبيل المثال، هي معادلة مهمة جدًا في ميكانيكا الكم، وهي تصف الإلكترونات الموجودة في الذرة على أنها موجات تتحرك حول النواة. وهناك نسخة من هذه المعادلة، المعروفة باسم معادلة شرودنغر غير الخطية، فعالة بشكل خاص في التطبيقات في مجال البصريات، كما تبين أنها تستخدم في تحليل حركة أمواج المحيط. وفقا لهذه المعادلة، هناك حالات قد تبدأ فيها الموجات الطبيعية تماما في "امتصاص" الطاقة من الموجات المحيطة بها. وتبدأ في النمو والكثافة على حساب الموجات الأخرى، التي تصبح أقل وأقل. والنتيجة هي نفس "حفرة الماء" التي تم الحصول عليها قبل هذه الموجة البرية.

كما ذكرنا، فإن جميع الأبحاث حول الموجات البرية لا تزال في بداياتها، ولا أحد يعرف على وجه اليقين كيف ومتى وأين تنشأ. وكما في حالة "تايتانيك"، تثبت لنا الطبيعة مرة أخرى أننا لسنا كبارًا وأقوياء وحكماء كما نميل أحيانًا إلى الاعتقاد بأنفسنا. وعلى الأقل في المستقبل المنظور، ستظل المساحات الشاسعة من المحيطات معادية لنا وصعبة علينا، تماما كما كانت منذ العصور القديمة. البحارة في سفنهم لا يستطيعون بعد ترك المنظار. يجب عليهم الاستمرار في مسح الأفق والبحث عن الأمواج الجامحة، وربما المزيد من وحوش البحر غير المعروفة للعلم.

* هذه المقالة مأخوذة من نص العرض.صنع التاريخ!"، بودكاست نصف أسبوعي حول تاريخ العلوم والتكنولوجيا.