船が進まない死水の罠
死水の謎がついに解明/iStock

 1893年、ノルウェーの探検家フリチョフ・ナンセンは、ある不可思議な現象について記している。
 
 そのとき彼が乗っていた船は北極海を航行していた。エンジンは正常に作動していたし、それと分かるような自然の力に逆らっているわけでもなかった。それなのに、シベリア沖のノルデンショルド群島で船が前に進まなくなってしまったのだ。

 明白な原因が見当たらないのに、船が進まなくなるこの現象のことを「死水(Dead-Water)」という。ナンセンがこれを記述してから127年の時を経て、ついにその原因が解明されたそうだ。
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海水と淡水が接する面に生じる水中の波


 ノルウェーの探検家、ナンセンが観察した現象は、1904年にスウェーデンの海洋物理学者ヴァン・ヴァルフリート・エクマンによって実験室で再現されている。

 彼は塩水と真水が接する面に水中の波を生じさせることに成功。水面にできた淡水の層が抗力になることを発見した。

 ナンセンが観察したような、内部伴流によって生じる造波抗力を「ナンセン造波抗力」、エクマンが観察した動的抵抗によって生じる速度振動を「エクマン造波抗力」というが、後者についてはそれが生じる原因がよく分かっていなかった。

造波抗力
iStock

浮き沈みするトレッドミルのように船を前後に動かす


 『PNAS』(7月8日付)に論文を掲載したポワティエ大学(フランス)をはじめとするグループによれば、「1世紀以上にもわたる死水効果の真の性質にまつわる謎を解明した」そうだ。

 実験では、ロープで模型の船を引っ張りながら、そのときに生じる波を高解像度カメラで撮影。ここから、船の前部とそこから後に続く船体のうねが浮き沈みすることで、凸凹としたトレッドミルのように作用し、船体を前後に動かすことが判明したという。

 ちなみにエクマン型の波が生じるのは一時的で、やがてその状態から逃れ、ナンセン型に変化するのだそうだ。


死水は歴史をも変えた!?


 死水にはまった船乗りはナンセンだけではない。密度の異なる海水と淡水が混ざらず、海面に淡水の層ができるという現象は、氷河が解けて海に冷たい水が流れ込むフィヨルドではよくあることだ。

 またギリシャのアクティウム湾も死水が形成されやすい海だ。

 じつはこの海は、かつてクレオパトラと手を結んだアントニウスがローマの実権をかけてオクタウィアヌスに戦いを挑んだ舞台でもある。

 アクティウムの海戦は、アントニウス・クレオパトラ連合の敗北で終わった。一部の歴史家によれば、その敗因は、クレオパトラの船が死水にはまり、アントニウスを支援できなかったことにあるそうだ。

アクティウムの海戦
アクティウムの海戦 image by:Public Domain

The dual nature of the dead-water phenomenology: Nansen versus Ekman wave-making drags | PNAS
https://www.pnas.org/content/early/2020/07/06/1922584117
References:iflscience/ written by hiroching / edited by parumo
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コメント

1

1. 匿名処理班

  • 2020年07月14日 20:50
  • ID:u4YwPlYu0 #

その動きが発生するメカニズムをアニメーションで見たい
言葉だけではイメージがしっかりつかめないので
しかし自然はほんとにおもしろいね

2

2. 匿名処理班

  • 2020年07月14日 21:30
  • ID:Ngqx.tnX0 #

海と川の喫水線も昔から危険だといわれてたが同じ現象の
可能性高そうだな

3

3. 匿名処理班

  • 2020年07月14日 22:08
  • ID:x8P1z6Y70 #

汽水域では昔から知られてただろ

4

4. 匿名処理班

  • 2020年07月14日 22:34
  • ID:XXGFfE6M0 #

特定の条件とは言え、汽水域でも起こるのかな?

5

5. 匿名処理班

  • 2020年07月14日 22:43
  • ID:NJtQd.050 #

>>3
科学ネタのたびにヤボなツッコミ入るけど、汽水域がこれと同じとどうして断言できる?
こういった、昔から経験されていたことの理由を解き明かすのも科学だよ
例えばモノが燃える事すら分かったのは、人類史では最近だね

6

6. 匿名処理班

  • 2020年07月15日 00:20
  • ID:3c0NUdjy0 #

足元にローラーがあると、いくら歩いても前に進まない(=トレッドミル
船にも同じような状況が起こってしまうってことか

7

7. 匿名処理班

  • 2020年07月15日 00:43
  • ID:TZPV0t2b0 #

謎の解明はともかく、ナンセンの福音館版『極北』を復刊してくれないかなぁ

8

8. 匿名処理班

  • 2020年07月15日 05:12
  • ID:mcC.a0110 #

>>1
静岡県の東海大学海洋科学博物館は汽水域での見えない海中の波が見れるよ
他にもいろいろ船の技術とか壁一面の深海魚の標本とかあったり楽しい

9

9. 匿名処理班

  • 2020年07月15日 08:58
  • ID:grSh48YG0 #

こいつぁナンセンスだ

10

10. 匿名処理班

  • 2020年07月15日 12:36
  • ID:6uSz424n0 #

塩水のほうが真水より重いってのも大きいのかもね。
だからスクリューや手漕ぎでいくら搔いても、表面の水ばかりが船の周りで用意に水平方向に渦を巻いて動けなくなる。

11

11. 匿名処理班

  • 2020年07月15日 13:46
  • ID:6A5H3NBG0 #

※6
おそらく帆走してるときにはわからなくて、スクリューや櫂で水中に力を発して推進しようとするときにでるのでしょうね。
カヤックやカヌーで体験する人もいるかも?

12

12. 匿名処理班

  • 2020年07月16日 02:26
  • ID:f.fpYkwX0 #

※3
この127年、世界の誰も、この北極の海洋現象の原因もなにも皆目見当がついてないときにお前が行って「汽水域では昔から知られてただろ」とひとこと言ってやれば、彼らも何の苦労も無かったろうにな。
なぜ言ってやらなかったんだ。

13

13. 匿名処理班

  • 2020年07月16日 20:10
  • ID:vQXtI7Md0 #

>>3
残念、汽水域じゃないんだ

そして、その原理は誰も知らなかったんだよ
だから解明して論文に書いて皆が知ることができるようにしたので、讃えられてるんだけど、もしかして知らなかったの?

14

14. 匿名処理班

  • 2020年07月17日 16:06
  • ID:y811T3qS0 #

これエクマン造波抗力のモデルを作ったって論文で死水の原因を初めて解明したってものじゃないぞ。文章構成のせいでくっそ分かりにくいかど

15

15. 匿名処理班

  • 2020年07月27日 11:28
  • ID:vfqni8fZ0 #

この水は死んでいますよね?

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