Sóng sát thủ - Hung thần ngoài đại dương

Sóng sát thủ xuất hiện tại Nam Đại Dương.

Huyền thoại của ngành hàng hải

Năm 1826, thuyền trưởng Jules Dumont d’Urville, nhà khoa học kiêm sĩ quan hải quân người Pháp, bị cuốn vào trận bão mạnh khi đi qua Ấn Độ Dương. Ông chứng kiến bức tường nước dâng cao 30m phía trên tàuAstrolabe.

Đây là một trong vài cơn sóng cao hơn 24m màDumont d’Urville từng thấy trong cơn bão. Một trong những thủy thủ đoàn bị mất tích ngoài biển khơi. Tuy nhiên, sau khiDumont d’Urville trở về đất liền, câu chuyện của ông với 3 nhân chứng là thủy thủ đoàn, dường như kỳ lạ đến mức mọi người đều cho là điều hoang tưởng.

Vào thế kỷ 19, các nhà khoa học cho rằng, sóng biển chỉ có thể cao tới 9m. Do đó, những cơn sóng khổng lồ trên đại dương được xem là bí ẩn của ngành hàng hải. Mãi sau này, các nhà khoa học mới nhận ra các ghi chép về cơn sóng khổng lồ rất hiếm bởi các thủy thủ từng trải qua những cơn sóng dữ này không còn sống sót để kể về chúng.

Ngày nay, sóng độc, còn gọi là sóng sát thủ, được định nghĩa là sóng cao gấp đôi những cơn sóng ở xung quanh. Những khối khổng lồ này có thể xuất hiện đột ngột và đến từ bất kì hướng nào. Với cạnh dốc và rãnh sâu bên dưới, sóng sát thủ giống như bức tường nhô lên từ mặt biển. Chúng xuất hiện trong các cơn bão khi biển động nhưng cũng có thể xuất hiện ở vùng nước lặng nên rất khó dự đoán.

Từ giữa thập niên 1990, các nhà khoa học đã công nhận sóng sát thủ là hiện tượng có thật nhưng việc giữ an toàn cho người đi biển trước loại sóng này là một thách thức lớn. Dù tương đối hiếm gặp, sóng sát thủ có thể gây ra thiệt hại nghiêm trọng về tài sản và đe dọa tính mạng của con người nếu xô vào tàu thuyền. Giữa đại dương mênh mông, tương tác của nhiều lực hình thành nên sóng sát thủ rất khó xác định rõ.

Những nghi ngờ của giới khoa học về những con sóng khổng lồ bí ẩn này vẫn chưa được xua tan hoàn toàn cho đến năm 1995, khi một cơn sóng sát thủ ập vào giàn khoan dầu Draupner ngoài khơi biển Na Uy. Đỉnh sóng, đo được bằng máy dò laser, cao hơn bề mặt giàn khoan 25m.

Từ đó, các nhà khoa học phát hiện ra không giống sóng thần, là những cơn sóng lớn được tạo ra bởi sự dịch chuyển đột ngột của nước từ động đất hoặc lở đất, sóng sát thủ hình thành do sự kết hợp ngẫu nhiên của các chuyển động của sóng trong đại dương.

Gần đây, các nhà toán học kết hợp dữ liệu thời gian thực thu thập từ phao nổi kết hợp thống kê nhằm tìm ra sự hình thành của sóng sát thủ. Nghiên cứu của họ có thể góp phần giúp dự đoán cơn sóng này trước khi chúng ập tới.

Bí ẩn về sự ra đời

Có hai giả thuyết toán học chính lý giải về chuyển động sóng dẫn tới sự ra đời của sóng sát thủ là phép cộng tuyến tính (linear addition) và hội tụ phi tuyến tính (nonlinear focusing).

Theo phép cộng tuyến tính, sóng di chuyển qua đại dương ở tốc độ khác nhau. Khi xô vào nhau, chúng lớn dần lên tạo thành sóng độc.

Là chuyên gia phân tích sóng sát thủ, ông Johannes Gemmrich, Trường Đại học Victoria, Canada, cho biết, các sóng sát thủ thường được tạo ra khi các sóng di chuyển với tốc độ khác nhau và đôi khi chồng lên nhau, hỗ trợ cho mô hình phép cộng tuyến tính. Nhưng ông tin rằng, sự bất đối xứng của sóng - khi sóng có đỉnh cao hơn và đáy thấp hơn - cũng đóng một vai trò quan trọng.

Còn phép hội tụ phi tuyến tính giả định sóng di chuyển theo cụm và cung cấp năng lượng cho nhau, hình thành sóng sát thủ. Tuy nhiên, đây đều là giả thuyết do sóng sát thủ rất hiếm. Ngay cả hiện nay, dữ liệu theo dõi chất lượng rất ít ỏi.

Ông Amin Chabchoub, nhà vật lý sóng tại Trường Đại học Sydney, Australia, cho biết: “Thông thường, sóng sát thủ trên đại dương được đo từ phao nổi ở một địa điểm cụ thể mà không thể biết điều gì xảy ra trước hoặc sau đó. Cơ chế tạo ra sóng sát thủ có thể thay đổi tùy theo nhiều yếu tố trên biển, gọi là trạng thái mặt biển”.

Để hỗ trợ cho quan sát hạn chế về sóng sát thủ, các nhà khoa học dựa vào bể chứa sóng. Việc tái tạo trong phòng thí nghiệm mô phỏng gần như chính xác những gì diễn ra trên bề mặt đại dương.

Thí nghiệm này thậm chí có thể kết hợp với cả dòng hải lưu và sức gió, dù môi trường kiểm soát có một số hạn chế riêng. Tuy nhiên, những thí nghiệm này chưa hoàn toàn chính xác vì sóng không thể lan truyền theo mọi hướng như trên biển.

Giới khoa học đang phát triển công nghệ dự đoán sóng theo thời gian thực, nhưng phương pháp mới cần kiểm tra trong điều kiện thực tế. Đây là một thách thức lớn xét theo độ hiếm gặp của sóng sát thủ.

Trong nhiều trường hợp, quá trình tính toán cần tăng tốc để phù hợp với tốc độ sóng. Sóng sát thủ có thể hình thành chỉ trong 10 - 15 giây ở vùng biển động nên rất khó đưa ra dự đoán nhanh và chính xác trong thời gian ngắn ngủi như vậy.

Ngoài ra, Cơ quan Quản lý Khí quyển và Đại dương quốc gia Mỹ đang phát triển một hệ thống nhằm dự báo các khu vực tiềm ẩn nguy cơ của đại dương mỗi giờ. Dự án có tên WAVEWATCH III, được đánh giá là công cụ hữu ích giúp những người đi biển tránh khỏi những vùng biển nguy hiểm trong thời gian cụ thể.

Tuy nhiên, WAVEWATCH III chưa đủ vững vàng để bảo vệ họ khỏi làn sóng sát thủ xuất hiện bất ngờ.