סיקור מקיף

גלי פרא: מפלצות הים שהמדע לא הכיר

גל בודד שהתנפץ על עמודיה הגבוהים של אסדה לקידוח נפט בים הצפוני לפני קצת פחות מעשרים שנה, טרף את כל הקלפים

גל. מתוך ויקיפדיה
גל. מתוך ויקיפדיה

במשך שנים רבות, המדענים וחוקרי האוקיינוסים האמינו שהם מבינים היטב את גלי הים. המודלים המתמטיים שפותחו עבור גלים אחרים, כמו גלי קול או גלים אלקטרומגנטיים, השתלבו בצורה חלקה גם במודלים שהסבירו את תופעת הגלים בים. גל, בסופו של דבר, הוא בסך הכל הפרעה מתפשטת במרחב- אנרגיה שמועברת ממקום למקום. הנוסחאות המתמטיות שהסבירו את תופעת הגלים התאימו למגוון רחב מאוד של תופעות ואיפשרו לחוקרים ולחזאים לפתח מודלים לניבוי גובה הגלים בים, כיוונם ומהירותם. אבל דווקא כשנדמה היה שהכל ברור, מובן וידוע – דווקא אז הגיע גל בודד, שהתנפץ על עמודיה הגבוהים של אסדה לקידוח נפט בים הצפוני לפני קצת פחות מעשרים שנה, וטרף את כל הקלפים.

לאורך השנים היו דיווחים רבים של ימאים שסיפרו על גלי ענק, גלי פרא מפלצתיים שהופיעו משום מקום בלב ים והיכו בעוצמה אדירה בספינותיהם. הגלים שתוארו בסיפורים הללו התנשאו לגבהים של שלושים מטרים ויותר, כמו בניינים בני עשר קומות. הסיפורים הללו, שעברו מפה לאוזן בפאבים של ימאים ובמשמרות ארוכות על גשר הפיקוד, דיברו על 'בור' ענק שנפער לפתע בלב ים, עשרות מטרים עומקו, ומיד בעקבותיו הופיע קיר עצום של מים, קיר אנכי כמעט ששום ספינה לא יכולה לטפס עליו. ספינה שנפגעה מגל פרא שכזה בדרך כלל התפרקה וטבעה מיד, בפתאומיות שלא השאירה די זמן לימאים לרוץ אל סירות ההצלה שלהם, והם ירדו יחד איתה למצולות.

המדענים נטו לזלזל בסיפורים הללו. הם ראו בהם צ'יזבטים, סיפורי אגדות שימאים מספרים אחד לשני כדי להעביר את הזמן. היו להם את כל הסיבות שבעולם שלא להאמין לסיפורים אודות הגלים המפלצתיים. המודלים המתמטיים המדעיים קבעו במפורש שגובה הגלים המירבי שעשוי להיווצר כתוצאה מפעילותה של הרוח על פני המים, הוא שניים עשר עד חמישה עשר מטרים לכל היותר, וכל העדויות וההוכחות הראו בוודאות שהתאוריה הזו נכונה. גל של שלושים מטרים הוא אפשרי, על פי הנוסחאות, אבל ההסתברות לקיומו נמוכה מאוד- אולי אחת לשלושים אלף שנים.

בשנת 1978 יצאה הספינה 'מינכן' להפלגה שגרתית מברמן שבגרמניה לארצות הברית. המינכן הייתה פאר צי הסוחר הגרמני: ענקית, מאתים ושישים מטרים אורכה, מצויידת ומאובזרת במיטב הטכנולוגיה העדכנית. שום סערה שגרתית באוקיינוס האטלנטי לא יכלה אפילו לדגדג למינכן, והראדארים המתוחכמים שלה סרקו את האופק למרחקים אדירים כנגד סכנות כמו קרחונים או התנגשות עם ספינות אחרות.

בשלוש לפנות בוקר, בשניים עשר בדצמבר, נתקבלה הודעת SOS מהמינכן. את ההודעה קלטה ספינת סוחר יוונית שהפליגה באיזור, והיא העבירה אותה לספינות אחרות ולגורמי ההצלה בחוף. בתוך שעות ספורות התארגן כוח חילוץ וסריקה שכלל עשרות ספינות וכלי טיס, אבל המינכן לא נמצאה. הספינה הגדולה ירדה למצולות כשצוות של עשרים ושמונה מלחים על סיפונה.

מסתורין רב אפף את נסיבות העלמותה של המינכן. מזג האוויר היה סוער למדי אבל לא מסוכן באופן חריג, והטביעה הפתאומית העידה על כך שהאירוע כולו היה אלים ומהיר מאוד. התעלומה רק גברה כשגילו המחפשים את אחת מסירות ההצלה של המינכן כשהיא צפה, ריקה, על פני האוקיינוס. בדיקה של רפסודת ההצלה העלתה שהיא לא הורדה למים באופן מסודר על ידי הצוות, אלא הושלכה לים בעקבות מכה שספגה. הפינים שחיברו את הרפסודה לספינה היו עקומים ושבורים כאילו ספגו חבטה אדירה. אבל בזמן שגרה, סירת ההצלה הייתה תלויה באוויר בגובה של עשרים מטר מעל המים. איזה כוח אדיר הצליח להתרומם לגובה כזה ואז להכות במינכן בעוצמה שהעיפה את הרפסודה מהמקום, וכנראה הטביעה את ספינת הסוחר כולה?

בראשון בינואר, 1995, נשבו רוחות בעוצמת הוריקן על מיימי הים הצפוני –מול חופיה של נורבגיה- והרימו גלים שגובהם הגיע עד לשניים עשר מטרים. על אסדת קידוח הנפט דראופנר, העובדים לא היו מודאגים במיוחד- האסדה תוכננה ונבנתה כך שגלים כאלה לא יסכנו אותה. בשעה שלוש בצהרים ניתנה הוראה לכל העובדים שהסתובבו על סיפון האסדה להיכנס למבנה כדי שלא להיפגע מהרוח החזקה, ואף אחד לא התנדב להישאר כדי לצפות בים הסוער.

זו גם הסיבה שאף אחד לא הבחין בגל המפלצתי שפגע באסדה בשעה שלוש ועשרים דקות, גל בגובה של כמעט עשרים מטרים. האסדה עומדת על סדרה של עמודים, כך שהגל לא גרם לנזקים משמעותיים, פרט לכמה קורות מתכת דקות שהתעקמו ולמעשה יתכן ולא היינו יודעים עליו כלל- אלמלא מד לייזר מיוחד שהוצב על האסדה כדי למדוד את גובה הגלים מתחתיו. מד הלייזר הזה עשה את עבודתו נאמנה, וכשבחנו מהנדסי האסדה את רישום הגלים הם נדהמו כשראו את הקפיצה האדירה בגרף גובה הגלים. על פי כל מודל הנדסי מקובל, הגל שנמדד באותו היום היה כמעט בלתי אפשרי: הוא אמור להופיע לא יותר מפעם בעשרת אלפים שנה.

אבל מד הלייזר דייק בכל שאר המדידות לפני ואחרי פגיעת הגל, והיה תקין לחלוטין לכל אורך היום. המדענים שבחנו את המדידה לא יכלו, פשוט לא הצליחו, להתעלם מהנתונים שהחזיקו בידם. אחרי עשרות ומאות שנים של סיפורי אגדות וצי'זבטים של ימאים, עובדת קיומם של הגלים המפלצתיים הללו הייתה עכשיו בלתי ניתנת להכחשה.

מאיפה, אם כן, הגיע הגל הענקי שפגע באסדת דארופנר?

האוקינוגרפים, חוקרי האוקיינוסים והימים, מכירים מספר תופעות טבע שעשויות לגרום להיווצרותם של גלי ענק, והחלו בוחנים ושוללים אותן אחת אחת. צונאמי, למשל, הוא תופעה מוכרת מאוד. גל צונאמי נגרם כתוצאה מתזוזה פתאומית של כמויות עצומות של מים באוקיינוס. הסיבה המוכרת והשכיחה ביותר היא רעידת אדמה, אבל היא לא היחידה: פגיעת מטאוריט במים, ניסויים גרעיניים תת מימיים. מפולות בוץ וגם התפרצויות געשיות יכולות לגרום לגלי צונאמי, כשכמויות אדירות של חומר נשפכות לים בבת אחת.

אבל האפשרות שהגל שפגע באסדת דארופנר הוא גל צונאמי, נשללה מיד. הגלים האדירים שאנחנו רגילים לקשר עם תופעת הצונאמי, באים לידי ביטוי רק בקרבת החוף. בלב ים, כמו במקרה של אסדת הנפט, גלי צונאמי לא נראים בכלל כמו גלי צונאמי. רחוק מהחוף אלו גלים נמוכים מאוד, בקושי מטר או שניים, ואורך הגל שלהם- המרחק בין הפסגה של הגל לתחתית שלו- יכול להגיע לכמה מאות קילומטרים. זאת אומרת, על ספינה בלב ים בכלל לא הייתם מרגישים שפגע בכם צונאמי. רק כשהגל מגיע לקרבת החוף, הוא משתנה: ראשית מגיעה תחתית הגל, ואז הים כאילו נסוג לאחור ונעלם. כמה דקות מאוחר יותר, מגיעה פסגת הגל- וכשהיא מגיעה, היא לא מפסיקה להגיע! מכיוון שהגל כל כך ארוך, זה נראה כאילו הים פשוט עולה על גדותיו והגל ממשיך וממשיך.

אפשרות נוספת, אם כן, היא גל גיאות, Tidal Bore באנגלית- אחת מתופעות הטבע המרתקות בעולם. גיאות ושפל מתרחשים באיטיות, והמים עולים ויורדים לאורך שעות. אבל במספר קטן מאוד של מקומות על פני כדור הארץ, תנאים גיאוגרפיים מיוחדים יכולים לגרום לכך שהגיאות תופיע בבת אחת כחזית גל או סדרת גלים גבוהים מאוד.

גלי גיאות מעניינים מאוד את המדענים, אבל הם מעניינים עוד יותר את אוכלוסיית גולשי הגלים. מבחינתם של הגולשים, גלי גיאות הם כמעט אידיאלים: הם מגיעים בכל יום בשעות ידועות מראש, ויש גלי גיאות שאפשר לגלוש עליהם למרחק של עשרה קילומטרים. גם כאן אני משתמש במילה 'כמעט', מכיוון שיש לגלי גיאות חסרונות מסוימים. גלי הגיאות בנהר הפורורוקה בברזיל מושכים אליהם גולשי גלים רבים, אבל הם גם מושכים אליהם- הפעם שלא מרצון- גם כל מיני יצורים מהג'ונגלים של האמזונס שנסחפים לנהר- כמו תנינים, אנקונדות, יגוארים ועכבישים, ועוד כל מיני דברים שיש להם נטיה להפוך את הגלישה לחוויה דארוויניסטית-משהו.

אבל בלב האוקיינוס לא נמצא גלי גיאות, ועל כן גם אפשרות זו נפסלה על הסף. המדענים הבינו פתאום שהפתרון יהיה מודל חדש לגמרי, תאוריה חדשה. השלב הראשון בפיתוח המודל החדש היה, כמובן, איסוף מידע. החוקרים חזרו אחורה ובחנו שוב את המידע שהתקבל לאורך השנים ממצופי מדידת גלים והחזרים מראדארים על החוף – וספרו מאות ואלפי גלי פרא. כעת ניתן היה גם לפתוח את ספרי ההיסטוריה ולהבין טוב יותר אסונות ימיים שנותרו עד כה ללא הסבר, כמו האירוע שכונה 'המסתורין של איי פלאנאן'.

בשנת 1899 נחנך מגדלור חדש על קבוצת האיים הנידחת הזו בצפונה של סקוטלנד, כעשרים מיילים ימיים מהחוף. במגדלור הוצבו שלושה אנשים שתפקידם היה לתפעל את המגדלור ולתחזק אותו. כשנה לאחר שהוקם המגדלור, כמו בכל שבוע, הגיעה ספינת אספקה אל האיים כדי לצייד את השומרים- אבל האי היה ריק. כל שלושת השומרים נעלמו ללא עקבות, כשהם משאירים מאחוריהם סימנים של חיפזון: חליפות סערה שלא נלבשו, כיסא שנפל על הצד במטבח.

בדיקה של המגדלור גילתה נזקים מפתיעים: קופסא שעמדה בגובה של כשלושים ושלושה מטרים נשברה, מעקה בטיחות ממתכת היה עקום לגמרי וסלע ששקל קרוב לטונה הוזז ממקומו. חוקר שבחן את האסון העלה את הסברה שגל גדול, או סידרה של גלים עצומים שטפו את האי ואת השומרים- אך מכיוון שגל בגובה כזה נחשב כבלתי אפשרי, הועלו הרבה סברות ותאוריות לאורך השנים: החל מריב שפרץ בין השומרים ונסתיים ברצח והתאבדות, דרך חטיפה בידי מרגלים זרים ועד מפלצות ים מסתוריות שטרפו את השלושה. בעקבות הגילויים אודות גלי הפרא, הסברה המקובלת היום היא ששניים מהשומרים עבדו בקרבת החוף, והשומר השלישי הבחין בגל ענק שמתקרב אליהם. הוא מיהר לרוץ אליהם כדי להזהירם, לא עוצר כדי לקחת את המעיל או להרים את הכיסא שהפיל – אבל הגל שטף גם אותו, והטביע את שלושתם.

סקירת נתוני העבר, יחד עם תצלומי לווין ומידע נוסף, גילתה עד מהרה שישנם אזורים על הגלובוס שהם מועדים לפורענות, שיש בהם ריכוז גבוה במיוחד של גלי פרא. במיוחד מסוכנים אזורים שבהם גלים שנעים לכיוון מסוים פוגשים זרם ימי שנע היישר לקראתם, כפי שמתרחש לא הרחק מהחוף של דרום אפריקה.

אבל הבעיה הייתה שגלי פרא הופיעו בכל מקום, ולא רק באזורי מפגש בין זרמים וגלים. עדיין היה צורך להסביר מאין הגיעו ואיך, אולי, ניתן לחזות אותם. נכון להיום, אין תאוריה אחת שמוסכמת על כל המדענים. בחלוקה גסה, התאוריות לגבי היווצרותם של גלי הפרא מתחלקות לשניים: ליניאריות מול לא-ליניאריות.

התאוריות הליניאריות גורסות שגל פרא הוא תוצאה של סכום של גלים. זו המשמעות העקרונית של המילה 'ליניארי'- אם ניקח גל בגובה עשרה מטרים, ונוסיף אותו לגל אחר בגובה עשרה מטרים נקבל גל חדש בגובה עשרים מטרים. תופעה זו עשויה להתרחש כשסדרת גלים מהירה רודפת ומשיגה סדרת גלים איטית יותר.

התאוריות הליניאריות אינן מושלמות, מכיוון שהן דורשות מצבים מסוימים מאוד כדי ליצור גלי פרא, מצבים שיתכן והם נדירים למדי בים הפתוח. התאוריות הלא-ליניאריות, לעומתן, נוקטות בגישה אחרת לגמרי. הן מסתמכות על משוואות שנלקחו מהעולם של מכניקת הקוונטים, ומנסות להכיל אותן גם על הכאוס של הים הפתוח. משוואת שרדינגר, למשל, היא משוואה חשובה מאוד במכניקת הקוונטים והיא מתארת את האלקטרונים באטום כגלים שנעים סביב הגרעין. גרסא של המשוואה הזו, שמכונה משוואת שרדינגר הלא-ליניארית, היא יעילה במיוחד ליישומים באופטיקה וגם, כך מסתבר, לניתוח תנועת גלי הים. על פי המשוואה הזו ישנם מצבים שבהם גלים רגילים לחלוטין עלולים להתחיל 'לינוק' אנרגיה מהגלים שסביבם. הם מתחילים לגדול ולהתעצם על חשבונם של הגלים האחרים, שנעשים נמוכים יותר ויותר. התוצאה היא אותו 'בור של מים' שמתקבל לפני גל פרא כזה.

כאמור, כל המחקרים על גלי פרא נמצאים עדיין בראשיתם, ואיש אינו יודע בוודאות איך, מתי והיכן הם נוצרים. כמו במקרה של ה'טיטאניק', הטבע מוכיח לנו שוב שאנחנו לא גדולים, חזקים וחכמים כמו שאנחנו נוטים לפעמים לחשוב את עצמנו. לפחות בזמן הנראה לעין, המרחבים העצומים של האוקיינוסים ימשיכו להיות עויינים וקשים עבורנו, ממש כפי שהיו מאז ימי קדם. הימאים בספינותיהם לא יכולים להרשות לעצמם, עדיין, להניח את המשקפות. הם חייבים להמשיך לסרוק את האופק ולחפש את גלי הפרא, ואולי עוד מפלצות-ים שהמדע לא מכיר.

* מאמר זה לקוח מתוך תסריט התוכנית 'עושים היסטוריה!', פודקאסט דו שבועי אודות ההיסטוריה של המדע והטכנולוגיה.

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

26 תגובות

  1. "המודלים המתמטיים מורים על גלים לא יותר גדולים מ 12-15 מטר ". מודלים מצוצים מן האצבע
    אני בכבודי בעצמי הפלגתי בים סוער במפרץ מקסיקו בשעת הוריקן , כ 300 ק"מ יותר רחוק מהיכן שהאוניה מצדה טבעה ( שעליה הפלגתי שנה קודם לטביעתה ) הגלים היו בגובה של האוניה כלומר לפחות 20 מטרים

  2. so very stimulating and thought provoking.
    So what comes to mind is possibly superposition macro effect in oceans
    and how about the quantum dimension as a sea of particles and only few highly energetic phenomenons make enough 'splash' impact to be noticeable in the macro world
    You have to be a happy man there are still many mystery's out there

  3. יש בגמרא סיפורים ידועים על גלים פתאומיים שאין לשום ספינה סיכוי לשרוד אןתם בדרך הטבע וישי פתרון סגולי רוחני עיין ליקוטי-מוהר"ן תורה א ובגמרא משה

  4. כביולוג וצוללן וכבעל חברת תרגום אני קורא הרבה מעוד חומר באינטרנט רובו לא מעניין ומיותר
    סוף סוף אני נתקל בחומר גם מעניין וגם מוגש בצורה נאותה ומתאימה לכל אדם. איני מסכים לחלק מהתגובות מעלה כי אני תמיד דוגל בכתיבה שתשאיר טעם לעוד. הווה אומר מי שרוצה יתר פרטים על משהו מהנושאים שהזכרת שיתחיל לחקור קצת ויהנה גם מכך.
    אבקש את רשותך להכניס את הקישורית למאמר באתר של החברה תחת מחלקה חדשה חינמית אותה אנחנו מכניסים עתה "מחקרים ומאמרים מעניינים"
    יוסי ונגר

  5. קיצר לא ממש הרחבת על התיאוריה של הגלים הלא ליניארים , רק ציינת שהיא קיימת ואולי היא אחראית לגלי הענק . אני אישית מאוכזב . הייתי רוצה להבין את אותו תהליך , – איך גלים יכולים לינוק אנרגיה מגלים אחרים ?

  6. מרתק
    בפעם הבאה שאני יורד לצלול עם הקיאק אני לוקח את משוואת שרדינגר עימי

  7. אני ממש לא קוראת הרבה ואולי בכלל אבל את זה קראתי מההתחלה ועד הסוף, (זה מרתק)
    ו… ואוו אחד המאמרים!! XO

  8. רועי:
    הרי אתה יודע שמה שאתה מציע לי הוא דבר שאני מיישם כל ימי ובכל זאת, לומר ש"כיף שזה אמיתי" שונה מלומר "כיף לחקור את זה" או "כיף שסוף סוף מתחילים להבין את זה".
    דברי אינם מבטאים כל בהלה אבל אני בכלל לא שמח שזה אמיתי.

  9. מיכאל,
    אני מצטט את הספר המצויין שהשאלת לי בפגישתנו האחרונה :

    "להשתאות, להתפעל, משמע להתחיל להבין. זו הזכות, המותרות… דרך ההסתכלות בעולם בעיניים הקרועות לרווחה מרוב פליאה. כל דבר בעולם הוא מופלא ותמוה לדידן של עיניים פקוחות היטב. להתפעל – זה התענוג… המוביל את האינטלקטואל בדרך החיים כשהוא אחוז בשכרון המתמיד של איש החזון. סימן ההיכר שלו הן העיניים המשתאות. לכן נתנו הקדמונים בידה של מינרווה, אלת החכמה, את הינשוף, זו הציפור שעיניה הגדולות זוהרות תמיד."

    נראה לי שמוטב להתפעל קודם, ולהיבהל אחר-כך, מאשר להיבהל קודם – ולא להתפעל לעולם.

  10. תגובה עם מעט תוכן:
    אכן המאמר מעניין למרות שלא הייתי מסווג את הממצאים כ"מפתיעים".
    מזג האוויר הוא תופעה קאהוטית ואין סיבה לחשוב ש"מזג המים" שונה. כאשר אנו מדברים על גלים מדובר בסך הכל במודל מתמטי של התנהגות ממוצעת ולא בתיאור נקודתי מדויק.
    מה שכן הפתיע אותי זו אמירתו של נדב: "כיף שזה אמיתי" כי לי אישית נראים חייהם של אנשים חשובים יותר מהימצאותן של תופעות שעשויות להפתיע.

  11. פשוט תענוג לקרוא..
    נשמע כמו אחד מהסיפורים של יותר מוזר מהדימיון…
    כיף שזה אמיתי…

  12. מסכים בהחלט עם התגובות. כתבה מרתקת (גם באורך הנכון שזה חשוב לכשעצמו).

  13. אחרי כתבה כזו אני רוצה מאוד שיגלו מאיפה הגל הזה בא – כ"כ מעניין ומסקרן…

  14. פנינה בפוטנציה!
    קצת יותר פרטים על המודלים המתטיים (בשפה פשוטה ונהירה לכל אדם) יכולים להפוך אותה לפנינה מושלמת.

  15. אחד הדברים היותר מעניינים שקראתי בזמן האחרון
    דרך אגב מה בקשר למערבולות בים הפתוח ואיך הם נוצרות????

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

לוגו אתר הידען
דילוג לתוכן