Das bisher unerklärliche Bremsen und Schütteln voll funktionsfähiger Schiffe im sogenannten Toten Wasser erhielt schließlich eine wissenschaftliche Erklärung.
Wenn das Schiff in totes Wasser einfährt, wird die Reise unterbrochen. Im besten Fall wird ein Schiff mit voll funktionsfähigen Motoren langsamer, im schlimmsten Fall stoppt es. Rückenwind kann Seglern helfen, aber selbst mit vollen Segeln bewegt sich das Schiff langsamer als es sollte.
Zum ersten Mal bemerkte der norwegische Forscher Fridtjof Nansen 1983 das Phänomen des toten Wassers. Als der Reisende in den Norden Sibiriens ging, befand er sich in einer Zone, in der sein Schiff so stark langsamer wurde, dass es für ihn schwierig wurde, es zu kontrollieren. Nansen nahm nicht schnell die nötige Geschwindigkeit auf und verstand nicht, was passiert war.
Der schwedische Physiker und Ozeanograph Wagn Walfried Ekman beschrieb 1904 ein ähnliches Phänomen. In seinem Labor führte der Wissenschaftler ein Experiment mit Wasser mit unterschiedlichem Salzgehalt durch, wie in dem Teil des Arktischen Ozeans, in dem Nansen zuvor "ins Stocken geraten" war. Ekman entdeckte, dass an der Grenzfläche zwischen den Schichten mechanische Wellen gebildet werden. Wenn der Boden des Schiffes mit diesen Wellen interagiert, erzeugen sie zusätzlichen Widerstand.
Nach Ekmans Entdeckung stellten die Wissenschaftler fest, dass das Phänomen des toten Wassers durch unterschiedliche Dichten der Flüssigkeitsschichten verursacht wird. Dichteunterschiede können aufgrund des unterschiedlichen Salzgehalts oder der unterschiedlichen Wassertemperatur auftreten. In jedem Fall hat der Schiffskapitän nur zwei Möglichkeiten. Er kann mit Verärgerung beobachten, wie das Schiff mit einer konstant ungewöhnlich niedrigen Geschwindigkeit dahintreibt, die Nansen einst spürte; oder auf der Brücke zu stehen und hinter dem Schiff zu schwanken, das plötzliche Erregung erlebt, die Ekman im Labor entdeckt hat.
Die Wissenschaftler verstanden die Ursache und Art des Phänomens des toten Wassers und kannten den Mechanismus der Erfassung von Schiffen in Wellengefangenschaft nicht. Erst kürzlich haben Physiker, Strömungsmechaniker und Mathematiker des CNRS-Instituts für Naturwissenschaften und des Labors für Mathematik und angewandte Wissenschaften der Universität Poitiers dieses mysteriöse Phänomen erstmals beschrieben. Eine Pressemitteilung zur Studie ist auf der CNRS-Website verfügbar.
Das Wissenschaftlerteam klassifizierte die Wellen, die entstehen, wenn Flüssigkeitsschichten unterschiedlicher Dichte miteinander in Kontakt kommen, und simulierte dann die Bewegung des Schiffes entlang mathematisch beschriebener Wellen. Simulationen haben gezeigt, dass der Totwassereffekt auftritt, wenn Wellen so etwas wie ein Förderband bilden. Entlang dieses "Bandes" ist das Schiff kaum wahrnehmbar, wenn es sich vorwärts und rückwärts bewegt, was wie eine Verlangsamung von der Seite aussieht.
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Das Experiment zeigte auch, dass es keine grundlegenden Unterschiede zwischen den von Nansen 1983 und Ekman 1904 beobachteten Phänomenen gibt. Ekmans Schwingungen werden allmählich feuchter und das Schiff beginnt sich langsam und mit konstanter Geschwindigkeit zu bewegen.
Die Arbeit von Wissenschaftlern führte sofort zu einer neuen Hypothese über eines der ältesten Geheimnisse der Menschheit. Es ist immer noch unbekannt, warum Cleopatras mächtige Schiffe während der Schlacht von Actium (31 v. Chr.) Getötet wurden, als sie mit Octavians schwacher Flotte kollidierten. Wenn wir annehmen, dass die Bucht von Aktia, in der die Schlacht stattfand, mit totem Wasser gefüllt war, wird klar, warum die Macht von Cleopatras Schiffen dem Herrscher nicht geholfen hat. Die Reibung ist umgekehrt proportional zur Geschwindigkeit: Je mehr Sie an einer widerstandsfähigen Oberfläche ziehen, desto widerstandsfähiger ist sie. Dies bedeutet, dass die schwachen Schiffe von Octavian in den toten Gewässern wendiger und schneller sein könnten als die mächtige Flotte der Königin von Ägypten.
