Denizcileri ve bilim insanlarını uzun yıllardır büyüleyen dev dalgalar, açık okyanusta aniden ortaya çıkan, devasa ve izole dalgalardır. Bu gizemli devler, genellikle bir dakikadan kısa süren bir ömre sahiptirler.
65 feet (20 metre) veya daha fazla yüksekliğe ulaşabilen ve çevrelerindeki dalgaların iki katı kadar olabilen bu dalgalar, bir zamanlar deniz efsanesi olarak görülse de, artık dünya genelinde gözlemlenmektedir. Yükseklikleri ve güçleri nedeniyle gemiler ve kıyı yapıları için büyük bir tehlike oluşturabilirler.
Dev dalgaların ne olduğunu ve neden ortaya çıktıklarını yeniden incelemek amacıyla uluslararası bir araştırmacı ekibi toplandı. Nature Scientific Reports'ta yayımlanan bu çalışma, şimdiye kadarki en kapsamlı veri kümesini kullanarak bu okyanus devleri hakkında önemli bilgiler sunuyor.
18 yıllık yüksek frekanslı lazer ölçümlerinin analizi sonucunda ulaşılan şaşırtıcı sonuç, dev dalgaların sadece rastgele oluşan olaylar olmadığı yönünde. Bu dalgaların, denizin doğal yasaları çerçevesinde ortaya çıktığı ve gizemli değil, aksine oldukça basit nedenlere dayandığı belirtiliyor.
27.500 Deniz Durumu İncelendi
2003 ile 2020 yılları arasında Kuzey Denizi'nin orta kesiminde kaydedilen yaklaşık 27.500 adet yarım saatlik dalga kaydı, yani deniz durumu incelendi. Bu kayıtlar, deniz yüzeyinin ortalama deniz seviyesine göre ne kadar yükseldiğini gösteriyor ve 2007'deki Andrea dalgası olayı gibi büyük fırtınaları da kapsıyor.
Normal koşullarda dalgalar, rüzgarın deniz yüzeyi üzerinde esmesiyle oluşur. Tıpkı bir fincan kahvenin üzerine üflendiğinde yüzeyde oluşan küçük dalgacıklar gibi. Denizde yeterli zaman ve alan olduğunda, bu dalgacıklar büyük dalgalara dönüşebilir.
Araştırmacılar, dalgaların aniden devasa boyutlara ulaşıp çevrelerindeki dalgaların çok üzerine çıkmasına neden olan faktörleri anlamaya odaklandı. Bir teoriye göre bu durum, karmaşık matematiksel modellerle açıklanan "modülasyonel instabilite" (modülasyonel kararsızlık) adı verilen bir olgudan kaynaklanıyor. Ancak yapılan çalışmalar, bu teorinin açık okyanusta dev dalgaların oluşumunu tam olarak açıklayamadığını gösteriyor.
Dalgalar dar bir kanal içinde hapsolduğunda, modülasyonel instabilite teorisi dalgalanma hareketlerini iyi bir şekilde açıklayabilir. Ancak gerçek okyanus söz konusu olduğunda bu teori yetersiz kalıyor. Kuzey Denizi gibi açık ortamlarda dalgalar, farklı yönlerden yayılma özgürlüğüne sahiptir.
Bunu anlamak için, bir futbol maçından sonra stadyumdan çıkan seyircileri düşünün. Eğer çıkış uzun ve dar bir koridorsa, insanlar tek yönde ilerlemek zorunda kalır. Arkadakiler öndekileri iter ve bazıları diğerlerinin üzerine tırmanabilir. Bu durum, sınırlama nedeniyle oluşan dev bir dalgayı andırabilir.
Buna karşılık, eğer stadyumun çıkışı geniş bir alana açılıyorsa, seyirciler her yöne serbestçe dağılabilirler. Birbirlerini itmezler ve yığılmaları önlerler. Benzer şekilde, araştırmacılar laboratuvarda dar bir kanalda dev dalgalar oluşturabilir ve bu dalgalar modülasyonel instabiliteye uyar. Ancak bir kanalın sınırlayıcı etkisi olmadan, dev dalgalar genellikle bu fiziksel kurallara uymaz ve açık denizde aynı şekilde oluşmaz.
Araştırma ekibi, gerçekte neler olduğunu anlamak için açık denizi doğrudan incelemek gerektiğini biliyordu. Ekibin incelediği Kuzey Denizi'ne ait gerçek dünya verileri, modülasyonel instabilite teorisiyle örtüşmüyor ve farklı bir hikaye anlatıyor.
"Denizde Kötü Bir Günün Getirisi"
Deniz durumu kayıtları, istatistiksel teknikler kullanılarak nadir görülen bu olayların arkasındaki örüntüleri ortaya çıkarmak için analiz edildi. Bulgular, modülasyonel instabilite yerine, gözlemlenen aşırı dalgaların büyük olasılıkla yapıcı girişim adı verilen bir süreçle oluştuğunu gösteriyor.
Yapıcı girişim, iki veya daha fazla dalganın hizalanıp tek bir büyük dalgada birleştiğinde meydana gelir. Bu etki, deniz dalgalarının doğal asimetrisinden kaynaklanır; dalga tepeleri genellikle daha keskin ve diktir, oysa dalga çukurları daha düzdür.
Dev dalgalar, birçok küçük dalganın hizalanıp daha dik tepelerinin üst üste binmesiyle oluşur ve bu da tek, devasa bir dalganın çevresindekilerin çok üzerine çıkmasına neden olur. Huzurlu bir tekne yolculuğunun denizde kötü bir güne dönüşmesi için gereken tek şey, birçok sıradan dalganın birleşip üst üste binmesidir.
Bu dev dalgalar, uzay ve zaman içinde yarı-deterministik (kendiliğinden belirli) bir örüntüyü takip ederek bir dakikadan kısa sürede yükselir ve alçalır. Bu tür bir örüntü tanınabilir ve tekrarlanabilir, ancak rastgelelik unsurları da taşır.
İdeal bir okyanusta, bu rastgelelik neredeyse sıfıra iner ve dev dalgaların sonsuza yakın yüksekliklere ulaşmasına izin verir. Ancak bu tür dalgaları görmek sonsuzluk alabilir, çünkü çok sayıda dalganın mükemmel bir şekilde hizalanması gerekir. Bu, şans tanrıçası Fortuna'nın trilyonlarca zarı atıp neredeyse hepsinin aynı sayıyı getirmesini beklemek gibidir.
Gerçek okyanusta doğa, dalga kırılması sayesinde dev dalgaların ne kadar büyüyebileceğini sınırlar. Dalga yükseklik ve enerjisi arttıkça, belirli bir "geri dönüşü olmayan nokta"nın ötesine geçemez. Dalganın tepesi dökülerek köpüğe veya beyaz bir çizgiye dönüşür ve fazla enerjiyi serbest bırakır.
Dev Dalgaların Ardındaki Yarı-Deterministik Örüntü
Dev dalgalar sadece denizle sınırlı değildir. Yapıcı girişim birçok dalga türünde meydana gelebilir. Okyanus bilimci Paolo Boccotti tarafından geliştirilen ve dalgaların yarı-determinizmi olarak adlandırılan genel bir teori, hem okyanusta hem de diğer dalga sistemlerinde dev dalgaların nasıl oluştuğunu açıklar.
Örneğin, dar bir kanaldan akan türbülanslı su için dev dalgalar, girdaplarda yoğun, kısa süreli bir artış olarak kendini gösterir; yani suda dönen girdap desenleri, aşağı doğru hareket ettikçe aniden büyür.
Okyanus dalgaları öngörülemez görünse de, Boccotti'nin teorisi aşırı dalgaların tamamen rastgele olmadığını gösteriyor. Gerçekten büyük bir dalga oluştuğunda, etrafındaki deniz dalgaları yapıcı girişim yoluyla oluşan tanınabilir bir örüntüyü takip eder.
Araştırmacılar, Kuzey Denizi dalga kayıtlarında bu örüntüleri tanımlamak ve karakterize etmek için Boccotti'nin teorisini uyguladı.
Bu kayıtlarda gözlemlenen dev dalgalar, bir dalga grubu şeklinde bir tür imza veya parmak izi taşır ve bu da dev dalganın nasıl hayata geldiğini ortaya çıkarabilir. Bir dalga grubunu, birlikte hareket eden küçük bir dalga paketi gibi düşünebilirsiniz. Bunlar yapıcı girişim yoluyla yükselir, zirve yapar ve sonra kaybolurlar. Bu dalga gruplarını izlemek, araştırmacıların bir dev dalga olayının büyük resmini ortaya çıktıkça anlamasını sağlar.
Bir örnek olarak, 24 Kasım 2023'te Kuzey Denizi'ni güçlü bir fırtına vurdu. Ekofisk platformundaki bir kamera, 55 feet (17 metre) büyüklüğünde devasa bir dev dalgayı kaydetti. Bu aşırı dalganın kökenini araştırmak için yarı-determinizm teorisi ve bir yapay zeka modeli uygulandı.
Yapılan analiz, dev dalga olayının bu teorilere - yarı-determinizm ve yapıcı girişim - uyduğunu ve birden fazla küçük dalganın tekrar tekrar üst üste binmesinden kaynaklandığını ortaya koydu.
Dev dalgaların nasıl oluştuğunu anlamak, mühendislerin ve tasarımcıların daha güvenli gemiler ve kıyı platformları inşa etmelerine ve riskleri daha iyi tahmin etmelerine yardımcı olabilir.
