Przez stulecia wśród żeglarzy i marynarzy krążyły opowieści o mitycznych falach wysokości wielopiętrowych budynków. Opowiadane w tawernach, w towarzystwie alkoholu i innych używek, zwykle były traktowane przez badaczy z przymrużeniem oka. Przez lata wydawało się, że powstanie fali wielkości 30 metrów jest sprzeczne z prawami fizyki -przecież charakterystyka rozchodzenia się fal jest liniowa… prawda?
Wszystko na to wskazywało, aż do roku 1995, kiedy na platformie wiertniczej u wybrzeży Norwegii zarejestrowano falę o wysokości 25,6 m. Ten pomiar nie pozostawił żadnych wątpliwości – fale wyjątkowe istniały i nie były jedynie legendą.
Badacze zaczęli przyglądać się tej anomalii i próbowali odtworzyć schemat jej powstawania. W ciągu następnych lat dzięki coraz większej liczbie satelit udało się zaobserwować występowanie fal wyjątkowych – znacznie częstsze, niż na początku przewidywano. Dziś wiadomo, że fale o abnormalnej wysokości pojawiają się na wszystkich oceanach na Ziemi, wielokrotnie w ciągu każdego dnia. Według profesora Akhmedieva z Australijskiego Uniwersytetu Narodowego w każdym momencie na świecie “istnieje” 10 fal fenomenalnych.
Fale wyjątkowe zostały również zaobserwowane na jeziorach i są jedną z hipotez wyjaśniających zatonięcie SS Edmund Fitzgerald w 1975 roku na jeziorze Górnym w Stanach Zjednoczonych. Z czasem pojęcie fali fenomenalnej (ang. “rough wave”) zaczęto stosować również w innych kontekstach, np. gdy zaobserwowano podobne zjawisko w ciekłym helu, czy podczas eksperymentów związanych z optyką nieliniową.
No dobra, ale czemu takie fale powstają? Dlaczego na akwenie może się nagle pojawić gigantyczna ściana wody 2-3 razy wyższa od otaczających fal?
No więc, nie do końca wiadomo. To znaczy, wprawdzie zidentyfikowano parę mechanizmów, które potencjalnie mogą zwiększyć prawdopodobieństwo wystąpienia fali wyjątkowej, ale na to pytanie nadal nie ma jednoznacznej odpowiedzi. Obszary o najbardziej przewidywalnym ryzyku powstania takiego monstrum to tam, gdzie prądy morskie i fale na powierzchni są skierowane w przeciwnych kierunkach. Jednak fale wyjątkowe są obserwowane również w innych miejscach, więc ta teoria nie może być jedyną właściwą.
Badacze wskazują także na:
- możliwość nakładania się krótszych fal w wyniku działania dyfrakcji
- spiętrzanie się fal, gdy fale z jednego prądu trafiają na przeciwnie skierowany prąd
- efekty nieliniowe; hipoteza mówi o tym, że wyjątkowo wysokie fale tworzą się, gdy pojawia się nietypowy, niestabilny typ fali, który „wysysa” energię z innych fal. Prostym modelem opisującym to zjawisko jest równanie nieliniowe Schrödingera, w którym normalna (i całkowicie przewidywalna w modelach liniowych) fala zaczyna „chłonąć” energię fal przed nią i za nią
- interakcję z wiatrem; choć sam wiatr raczej nie wytworzy fali fenomenalnej, to w połączeniu z innymi mechanizmami może pomóc pełniej wyjaśnić powstawanie tego zjawiska.
A więc, jak widzicie- nie jest to zero-jedynkowe. Badania cały czas trwają, kolejne eksperymenty są przeprowadzane. Fale wyjątkowe są poważnym niebezpieczeństwem dla statków, nawet tych największych. Są rzadkie, nieprzewidywalne, mogą pojawić się nagle lub bez ostrzeżenia i mogą uderzać z ogromną siłą. Jedno jest pewne – choć zbliżamy się do zrozumienia natury fal fenomenalnych, wciąż jeszcze nie odkryliśmy wszystkich ich tajemnic.