Занимательное волноведение. Волнения и колебания вокруг нас - Гэвин Претор-Пинней

На глубине, равной половине длины волны, наши стареющие волны переживают начало конца

При определенном уклоне поверхности дна у волн остается достаточно энергии — они поднимаются слишком высоко и теряют устойчивость. Получается, что ниже уровня воды подошва замедляется, в то время как гребень продолжает движение. В результате волна «запинается» — гребень летит вперед и обрушивается на себя же.

Океанографы делят прибойные волны-буруны на три типа: скользящие, ныряющие и волновые. То, каким образом волна разбивается, зависит от уклона поверхности дна. Когда дно очень пологое, гребни волн пузырятся мелкой пеной — получаются скользящие буруны. При этом белые полосы воды тянутся от губы[7] вдоль переднего края волны — кажется, что волна щеголяет в широком отложном воротнике тюдоровской эпохи.

Скользящие буруны наряжаются в отложные воротники из белопенной воды — совсем как на картине «Сеннен-Коув, Корнуолл» (1919) Джона Эверетта

Волны, изображенные на картине «Сеннен-Коув, Корнуолл», написанной Джоном Эвереттом в 1919 году, как раз эти самые скользящие буруны и есть. Эверетт в своей жизни немало поездил — часто на торговых судах, нанимаясь в судовую команду; во время плавания он изучал и зарисовывал волны. Обидно, что при этом гений замечательного художника оказался недооцененным, так что я чувствую себя обязанным наделить его титулом «Рафаэля скользящих бурунов».

Ныряющие буруны формируются при более крутом уклоне поверхности песчаного берега или рифа — это самые прекрасные из всех трех типов волны. Губа волны устремляется вперед, заворачивается, образуя подобие трубы, и лишь затем разбивается о воду под собой. Особенно крупные ныряющие буруны называются «бочками» — серфингист мчится внутри них, скрытый от сторонних наблюдателей нависающей над его головой массой воды.

Волновые буруны образуются при очень крутом уклоне поверхности дна. Выглядят они совсем иначе — и на буруны-то не похожи. Вода лишь слабенько накатывает на крутой берег и снова отходит — как вода у дальнего бортика ванны, когда вы в нее плюхаетесь. И ни тебе отложного воротника из белой пены, ни стремительного водопада — волновые буруны катят нагишом, ничем не прикрытые.

В некоторых ученых книгах толкуют о разбивающихся бурунах, которые представляют собой нечто среднее между бурунами ныряющими и волновыми. Но стоит ли так мельчить? В действительности бурунов великое множество, при чем, четких границ между тем или иным типом нет. И как бы мы их ни разделили — на три или четыре вида, да хоть на десять, — это деление все равно будет по сути своей произвольным. Гребень бегущей волны может разбиться у берега так, а может этак: в одном случае разрушится постепенно, далеко от берега, и снова станет гладким; в другом — разрушится с грохотом и, лишившись пенного кружева, лениво лизнет береговую линию. Все зависит от причудливой топографии дна, меняющегося по мере приближения к берегу — дно то поднимается, то образует впадины; изучением рельефа морского дна занимается наука батиметрия. Стремление разбить волны на определенные типы отражает нашу извечную тягу к анализу и классификации окружающего мира в попытке охватить все его многообразие. (Этим же самым объясняется и мое упорное стремление разделить весь период жизни волны на пять совершенно четких, обособленных этапов.) Но как бы ни корчились волны в предсмертных судорогах, итог один — они теряют энергию и неизбежно умирают на берегу. Находя последнее пристанище в потоках вспененной воды, они исчезают; как подметил в своем известном стихотворении «Дуврский берег» Мэтью Арнольд:

На этом в биографии наших волн можно поставить точку.

А вы что же, думали, все это просто волны? Наблюдатели за волнами должны разбираться в тончайших нюансах прибоя

* * *

Но не рановато ли для траура по безвременно ушедшим? Энергия никогда не исчезает бесследно — она из одной формы переходит в другую. Когда волны с шумом разбиваются о берег, их энергия не исчезает, а продолжает свое путешествие, только в измененной форме. Например, вот это вот «галькою шурша» означает, что часть энергии волн преобразовалась в звук.

Звук в широком смысле — те же волны.

Но не вздымающиеся и опадающие массы воды, а перепады атмосферного давления — по крайней мере, в том случае, когда звук проходит через воздушную среду. Трудно представить что-либо менее похожее на океанические волны, чем волны звуковые. Но тогда почему и те, и другие мы именуем волнами? Да, нам известно, что энергия, переносимая океаническими волнами, получает вторую жизнь в волнах звуковых. Но что еще объединяет две такие разные волны?

Итак, океанические волны разбиваются. Но на что похожа их «жизнь после смерти»? Когда море неспокойно, вы чувствуете под ногами его гул. Прилягте ненадолго на блестящие, черные камни утеса — подальше от края, куда достает прибой, но не слишком далеко, так, чтобы лицо обдавала мельчайшая взвесь соленых брызг. Вы всем телом ощутите колебания. Эти колебания называют микросейсмическими. Они — легкое подобие ударных волн, возникающих в результате землетрясения. Энергия разбивающихся бурунов продолжает свой путь сквозь землю, в форме менее ощутимой, но тем не менее это все та же форма волны.

Некоторая часть энергии океанической зыби преобразуется в тепло, передаваясь как воде, так и песку, гальке, скалистому берегу… А тепло связано с инфракрасными волнами — рассматривая чей-то снимок, сделанный инфракрасной камерой, вы видите человека на нем, благодаря испускаемому его телом теплу.

Инфракрасное излучение — форма оптического излучения; человеческий глаз его не воспринимает, однако некоторые животные улавливают. Инфракрасное излучение тоже относится к волнам. Если океанические волны, обрушиваясь на берег, слегка нагревают его поверхность, то испускаемое поверхностью инфракрасное излучение и есть та самая «вторая жизнь» волны, только более трудноуловимая. Однако свет, будь то инфракрасное излучение или излучение видимое, еще менее похож на знакомые нам морские волны.