Sóng sát thủ nuốt chửng tàu thuyền trên đại dương

12 Tháng Chín 20177:24 CH(Xem: 4700)

VĂN HÓA ONLINE - KHOA HỌC - THỨ  TƯ  13  SEP  2017


Sóng sát thủ nuốt chửng tàu thuyền trên đại dương


Nic Fleming BBC Earth


image023Bản quyền hình ảnh Andre Seale / Alamy Stock Photo


Những cơn sóng sủi bọt khổng lồ như bức tường dựng đứng cao đến 10 tầng lầu. Những cửa khoang tàu bị nghiền nát và buồng lái khoang trên bị ngập nước. Con quái vật khổng lồ cao đến 30 mét trỗi dậy từ thinh không, lật nhào thuyền bè như bật tung những chiếc nắp chai, rồi lập tức rút lui vào biển sâu trong chớp mắt.


Những mô tả dữ dội về "sóng sát thủ" (còn gọi là sóng độc) lớn đến bất thường xuất hiện từ biển xanh đã được thủy thủ kể cho nhau nghe qua hàng thế kỷ.


Có rất ít hoặc hầu như không có bằng chứng rõ ràng nào, và kích cỡ của cơn sóng thường được phóng đại sau mỗi lần kể, nên chẳng có gì lạ khi các nhà khoa học từ lâu đã phớt lờ và coi chúng như chuyện hoang đường.


Mãi cho đến khoảng nửa thế kỷ gần đây, sự hoài nghi này mới được giải tỏa bằng các chứng cứ khoa học.


Theo hiểu biết tốt nhất của các nhà khoa học về cơ chế tạo thành sóng biển, một con sóng cao đến 30m có thể khoảng 30.000 năm mới xuất hiện một lần. Những cơn sóng sát thủ có thể được xếp chung với những huyền thoại như nàng tiên cá hay quái vật biển khơi.


Tuy nhiên, giờ đây ta biết chúng không phải là huyền thoại biển khơi.


Cơn sóng là một sự xáo trộn dịch chuyển năng lượng giữa hai điểm.


Những cơn sóng quen thuộc nhất xảy ra bên trong khối nước, nhưng ngoài ra còn có rất nhiều các loại sóng khác, chẳng hạn như sóng âm thanh di chuyển vô hình trong không khí.


Mặc dù một con sóng trào qua Đại Tây Dương không giống như sóng radio, nhưng chúng hoạt động theo cùng một nguyên tắc, và người ta có thể sử dụng những phương trình giống nhau để mô tả sóng.


Sóng sát thủ phải cao ít nhất gấp đôi "chiều cao của sóng lớn", nghĩa là phải cao gấp đôi chiều cao trung bình của ba con sóng cao nhất trong một khoảng thời gian nhất định.


Theo những đo đạc từ vệ tinh, những con sóng khổng lồ đó không chỉ tồn tại, mà chúng còn xảy ra khá thường xuyên. Kẻ từng hoài nghi giờ đã sai, và những gì từng là truyện kể đã trở thành sự thật.


image024

Bản quyền hình ảnh MIGUEL RIOPA/AFP/Getty Images


Điều này đã dẫn các nhà khoa học đến nhiều câu hỏi khó trả lời hơn.


Nếu sóng sát thủ tồn tại, vậy cái gì đã gây ra các đợt sóng khổng lồ? Và điều quan trọng hơn với người đi biển là liệu người ta có thể dự báo trước chúng không?


Giả thiết khiến sóng dâng cao


Mãi đến thập niên 1990, ý tưởng của các nhà khoa học về cách sóng biển hình thành vẫn còn bị ảnh hưởng nặng nề bởi công trình của nhà toán học và đại dương học người Anh tên Michael Selwyn Longuet-Higgins.


Trong công trình xuất bản từ thập niên 1950 trở đi, ông công bố rằng khi hai hoặc nhiều đợt sóng va chạm vào nhau, chúng có thể kết hợp và tạo ra một cơn sóng mạnh hơn qua một quá trình gọi là "độ nhiễu tăng cường" ("constructive interference").


Theo nguyên tắc "chồng chất tuyến tính" ("linear superposition"), chiều cao của con sóng mới đơn giản là bằng tổng chiều cao của các con sóng ban đầu. Quan điểm này cho rằng một con sóng sát thủ chỉ có thể thành hình nếu có đủ số lượng các con sóng tràn đến cùng một lúc.


Tuy nhiên, trong suốt thập niên 1960, nhiều chứng cứ cho thấy mọi việc có vẻ không đơn giản như thế.


Người đóng vai trò hàng đầu là nhà toán học và vật lý học Thomas Brooke Benjamin, người nghiên cứu cơ chế của các con sóng trong một bồn chứa nước dài trên vùng nước nông tại Đại học Cambridge.


Cùng với sinh viên Jim Feir, Benjamin chú ý rằng trong khi các con sóng có thể bắt đầu với tần số và bước sóng liên tục, chúng vẫn sẽ thay đổi bất ngờ ngay sau khi được tạo ra. Con sóng với bước sóng dài hơn bắt kịp những con sóng có bước sóng ngắn hơn. Điều này có nghĩa rất nhiều năng lượng cuối cùng đã được tập trung lại trong những con sóng khổng lồ nhưng chỉ tồn tại trong thời gian ngắn ngủi.


image025

Bản quyền hình ảnh STR/AFP/Getty Images Image caption Sóng đánh trong một trận bão ở Trung Quốc hồi 2015


Ban đầu, Benjamin và Feir cho rằng có sự cố xảy ra trong thiết bị của họ.


Tuy nhiên, việc tương tự xảy ra khi họ lặp lại thí nghiệm ở một bồn chứa cỡ lớn hơn tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Anh Quốc gần London. Hơn nữa, những nhà khoa học khác cũng tìm ra kết quả tương tự.


Trong rất nhiều năm, hầu hết các nhà khoa học tin rằng "sự bất ổn Benjami-Feir" này chỉ xảy ra ở các con sóng được tạo ra trong phòng thí nghiệm, vốn di chuyển theo cùng hướng: một tình huống nhân tạo.


Tuy nhiên, giả thiết này ngày càng không thể đứng vững khi đối mặt với những bằng chứng trong đời thật.


Vào 3 giờ sáng ngày 12/12/1978, một tàu chở hàng của Đức, tàu The München, gửi ra những tín hiệu khẩn cấp từ vùng giữa Đại Tây Dương. Bất chấp những nỗ lực cứu hộ ráo riết, con tàu biến mất và không ai có thể tìm ra; 27 người thiệt mạng. Một xuồng cứu sinh đã được tìm thấy.


Dù được treo ở vị trí cao 20m trên mực nước biển và không hề có dấu hiệu bị cố ý hạ xuống, chiếc xuồng cứu sinh có vẻ như đã bị đánh bởi một lực cực mạnh.


Tuy nhiên, thứ đã thực sự lật tung khu vực lên là một con sóng đã tấn công giàn khoan dầu Draupner ngoài khơi Na Uy ngay sau thời điểm 3 giờ 20 phút chiều ngày đầu năm mới năm 1995.


Các đợt gió từ bão nhiệt đới thổi và các cơn sóng cao đến 12m tấn công vào giàn khoan, vì thế công nhân được lệnh trú ẩn vào bên trong.


Không ai nhìn thấy con sóng, nhưng nó được ghi nhận lại bởi hệ thống theo dõi tầm xa dùng tia laser và đo được đến 26m từ đáy lên đến đỉnh.


Ngọn sóng khổng lồ Draupner đã đưa khoa học sang trang mới với sóng sát thủ.


Khi các nhà khoa học từ Dự án MAXWAVE của Liên minh Châu Âu phân tích 30.000 bức ảnh vệ tinh trong thời gian ba tuần trong năm 2003, họ tìm thấy 10 con sóng khắp địa cầu với độ cao 25m hoặc hơn thế.


"Những đo đạc vệ tinh cho thấy có rất nhiều con sóng khổng lồ trên đại dương hơn so với lý thuyết tuyến tính dự đoán," Amin Chabchoub từ Đại học Aalto ở Phần Lan cho biết. "Chắc chắn phải có một cơ chế khác liên quan."


Trong hơn 20 năm vừa qua, những nhà nghiên cứu như Chabchoub đã tìm cách giải thích vì sao những con sóng khổng lồ ngày càng phổ biến hơn trước đây.


Thay vì tồn tại tuyến tính như Longuet-Higgins từng lập luận, họ cho rằng các đợt sóng khổng lồ là do hệ thống phi tuyến tính.


Phương trình phi tuyến tính cho thấy một thay đổi trong kết quả không tương ứng với thay đổi ở dữ liệu đầu vào.


image026

Bản quyền hình ảnh FRED TANNEAU/AFP/Getty Images


Nếu các con sóng tương tác theo kiểu phi tuyến tính, người ta không thể tính toán chiều cao con sóng mới bằng cách cộng dồn các con sóng ban đầu vào. Thay vào đó, một con sóng trong loạt sóng có thể dâng cao rất nhanh từ những con sóng khác.


Khi các nhà vật lý muốn nghiên cứu những hệ thống vi mô như nguyên tử thể hiện theo thời gian, họ thường dùng một công cụ toán học gọi là phương trình Schrödinger.


Hóa ra với phiên bản phi tuyến tính ngẫu nhiên của phương trình Schrödinger, người ta có thể dùng để giải thích sự hình thành các con sóng khổng lồ. Ý tưởng cơ bản là, khi các con sóng trở nên không ổn định, chúng có thể dâng cao rất nhanh bằng cách "đánh cướp" năng lượng từ những con sóng khác.


Các nhà nghiên cứu cho thấy phương trình phi tuyến tính của Schrödinger có thể giải thích vì sao những mô hình thống kê của sóng đại dương có thể thình lình dâng lên đến đỉnh cao dữ dội, qua phương thức tập trung năng lượng này.


Trong một nghiên cứu năm 2016, Chabchoub áp dụng các mô hình này vào thực tế, những dữ liệu biển bất thường, và nhận ra các con sóng khổng lồ có thể tiếp tục dâng cao.


"Giờ đây chúng ta có thể tạo ra những con sóng khổng lồ rất thực trong môi trường phòng thí nghiệm, trong điều kiện tương tự ngoài đại dương," Chabchoub cho biết. "Sử dụng tiêu chuẩn thiết kế giàn khoan dầu và tàu bè dựa trên lý thuyết tuyến tính thật không tốt nếu một hệ thống phi tuyến tính có thể tạo ra những đợt sóng khổng lồ mà chúng không chịu nổi."


Tuy nhiên, không phải ai cũng tin rằng Chabchoub đã tìm ra được lời giải thích. (BBC 9 tháng 9 2017)


Mời quý vị đón xem phần tiếp theo: Làm sao để dự đoán sóng sát thủ trên đại dương?

30 Tháng Chín 2014(Xem: 6157)
Reuters, trích từ thống kê chưa đầy đủ của chính quyền Nhật ngày hôm nay 29/09/2014, cho biết đã xác định ít nhất 10 người chết thêm vào con số 36 nạn nhân được cho là đã thiệt mạng trong vụ núi lửa Ontake bất ngờ hoạt động trở lại hôm 27/9. Trong khi đó chiến dịch cứu hộ chiều nay đã phải tạm ngừng.
18 Tháng Chín 2014(Xem: 6124)
Những người thợ mỏ ở Nam Phi vừa tìm được viên kim cương 232 carat mà các chuyên gia cho biết có thể trị giá lên tới 15 triệu USD. Công ty Petra Diamonds có trụ sở ở London cho biết viên kim cương được tìm thấy ở mỏ Cullinan của công ty này ở vùng đông bắc Pretoria.
09 Tháng Chín 2014(Xem: 7087)
Khoảng 77 triệu năm sau khi bị chôn vùi trong một trận lũ quét, một trong những sinh vật to lớn nhất từng sống trên trái đất đã được các nhà khoa học tại Đại học Drexel ở thành phố Philadelphia (Mỹ) tìm thấy.
10 Tháng Tám 2014(Xem: 6873)
Với những bằng chứng hóa thạch mới nhất và công cụ phân tích được cải tiến, một nhóm các nhà khoa học đã đạt được đồng thuận về nguyên nhân khiến khủng long bị diệt vong. "Một tiểu hành tinh khiến chúng diệt vong, nhưng có lẽ nó đâm xuống vào thời điểm đặc biệt xấu," nhà cổ sinh vật học Steve Brusatte thuộc Đại học Edinburgh, trưởng nhóm nghiên cứu, cho biết.
04 Tháng Tám 2014(Xem: 6613)
Bưu điện Hoa Nam ngày 3/8 dẫn lời các học giả Trung Quốc, Philippines và Đài Loan nhận định rằng, nguy cơ của 1 cơn sóng thần rất lớn ở Biển Đông đang bị các bên liên quan đánh giá thấp, thậm chí bỏ qua do những tranh chấp về chủ quyền và hàng hải trong khu vực.
21 Tháng Bảy 2014(Xem: 6168)
Tổng thống Richard Nixon chào đón các phi hành gia trở về. Từ trái: Neil Armstrong, Michael Collins và Edwin "Buzz" Aldrin.
29 Tháng Sáu 2014(Xem: 6225)
Sức ép của các láng giềng Thái Lan, Cam Bốt và Việt Nam như đã có hiệu quả. Nhân cuộc họp vào hôm qua 26/06/2014 tại Bangkok của Ủy hội sông Mêkông, Lào đã tuyên bố sẽ thực hiện thủ tục tham khảo ý kiến các láng giềng đối với dự án đập thủy điện Don Sahong mà họ muốn xây dựng trên sông Cửu Long.
20 Tháng Sáu 2014(Xem: 6852)
Hai con hổ bị vứt khỏi xe tải đã hồi tỉnh và rất hung dữ Bốn ngày sau khi bị những người đi trên chiếc xe tải lạ vứt lại trong đêm, hai cá thể hổ Đông Dương mới hết thuốc mê và ăn uống trở lại, chúng tỏ ra rất hung dữ.
06 Tháng Ba 2014(Xem: 6336)
Trong thời gian gần đây, tốc độ Bắc Cực tan băng hết sức nhanh chóng khiến lục địa trắng với nhiều tài nguyên dưới lòng biển trở nên mảnh đất thèm muốn đối với nhiều quốc gia, nhiều tập đoàn công nghiệp. Tuy nhiên, việc Bắc Cực tan băng nhanh chóng cũng mở ra một cơ hội chưa từng có cho sự phát triển của nhiều loại vi trùng nguy hiểm cho tính mạng của các loài động vật biển và có thể cho cả con người.
20 Tháng Hai 2014(Xem: 6003)
Thành phố Mỹ Chicago đã phải hứng chịu bão tuyết và gió lạnh vào đầu năm 2014 khiến cho nước cũng phải đóng băng.
09 Tháng Giêng 2014(Xem: 6551)
Núi lửa Sinabung tại Indonesia phun những đám mây khí nóng và tro bụi vào không khí trên đảo Sumatra ngày hôm nay làm hàng chục ngàn người phải sơ tán.
19 Tháng Mười Hai 2013(Xem: 6732)
Chính tại đây, chính quyền Việt Nam có kế hoạch xây dựng nhiều nhà máy điện hạt nhân trong thời gian hơn hai thập niên tới, trong đó hai nhà máy hạt nhân đầu tiên tại Ninh Thuận dự kiến sẽ được khởi công vào năm 2014. Dự án hạt nhân tại miền Trung Việt Nam gây nhiều lo ngại trong giới chuyên gia, trí thức và dân chúng.
09 Tháng Mười Hai 2013(Xem: 6466)
Nếu mọi việc tốt đẹp thì năm ngày nữa « Thỏ Ngọc » của Trung Quốc sẽ đáp xuống mặt trăng, chậm hơn Mỹ Nga khoảng 40 năm. Phi thuyền Hằng Nga số 3 củaTrung Quốc đã được phóng đi vào sáng hôm nay mang theo xe thám hiểm địa hình tự động được đặt tên là « Ngọc Thố » phân tích địa chất và gửi hình ảnh ba chiều về trái đất từ khu vực « cầu vòng » còn bí ẩn.
14 Tháng Mười 2013(Xem: 6011)
Công ty Mars-One của Hà Lan cho biết, có hơn 200 ngàn người, thuộc 140 quốc gia, đăng ký lên sao Hỏa, chấp nhận một đi không trở lại và sống những ngày còn lại của mình trên hành tinh này.
23 Tháng Chín 2013(Xem: 6079)
Hơn 200,000 người từ khắp thế giới đã đăng ký xin trở thành những người lập cư đầu tiên trên sao Hỏa, theo Mars One, một tổ chức phi lợi nhuận nói rằng họ sẽ thành lập một khu định cư vĩnh viễn cho người trên hành tinh đỏ vào năm 2023.
26 Tháng Sáu 2013(Xem: 6877)
''Hướng tới vô tận'': Cuốn sách mới của nhà thiên văn Trịnh Xuân Thuận
16 Tháng Năm 2013(Xem: 6322)
Thượng tuần tháng 06/2012, nhà vật lý thiên văn Trịnh Xuân Thuận đã từ Mỹ đến Paris nhận Giải thưởng Prix Mondial Cino Del Duca do giới Hàn lâm Pháp trao tặng. Trước đó, ông đã ghé Làng Mai - miền tây nam nước Pháp - thuyết trình về Khoa học và Phật giáo, đồng thời đối thoại với Thiền sư Nhất Hạnh về cái nhìn của đạo Phật đối với khoa học.