Una nave cisterna incontra un'onda gigante. John Lund/Getty Images

L'alto mare può essere un luogo imprevedibile, anche per il vecchio lupo di mare più salato. Anche quando non hai a che fare con i pirati o una grande balena bianca, c'è sempre la possibilità che la tua imbarcazione venga attaccata da un'onda anomala.

Capace di affondare una nave o inondare una piattaforma petrolifera, queste onde rare ma potenti possono raggiungere fino a 80 piedi (25 metri) di altezza, e spuntare apparentemente dal nulla nell'oceano aperto. Sebbene gli scienziati a volte le chiamino "onde di tempesta estreme, "non sono creati dal tempo, ma da un'attività sismica subacquea simile a quella che provoca un'onda di tsunami. La differenza tra uno tsunami e un'onda anomala è che mentre uno tsunami percorre grandi distanze attraverso l'oceano aperto all'altezza di solo un metro circa, crescendo in un mostro spaccacoste quando raggiunge la terraferma, un'onda anomala spunta dall'oceano senza preavviso - un lato scosceso, parete d'acqua profonda che dura solo 20 secondi prima di sprofondare nel mare.

Possono essere estremamente distruttivi, e fino ad ora, gli scienziati non sono stati in grado di elaborare una formula eccezionale per prevedere dove o quando colpiranno. Ma ora, dopo un decennio di intenso studio, un gruppo di ricerca ha suggerito un'equazione matematica relativamente semplice per aiutarci a capire come funzionano le onde anomale. Il loro lavoro appare nell'attuale edizione della rivista Scientific Reports.

Sebbene gli scienziati siano stati in grado di creare una versione di un'onda anomala in un laboratorio che è circa il doppio dell'altezza di una normale onda oceanica applicando un fenomeno chiamato "instabilità modulazionale" all'acqua in un serbatoio, è impossibile simulare gli esatti modelli di onde interferenti che viaggiano e interagiscono su immense distanze nell'oceano per creare una vera dinamica di onde anomale.

"Devi rendere conto della non linearità dell'oceano, che si manifesta nella mancanza di simmetria tra le creste e gli avvallamenti, " disse Francesco Fedele, un professore della Georgia Tech School of Civil and Environmental Engineering, in un comunicato stampa. "Questi effetti non lineari possono produrre un miglioramento dal 15 al 20 percento dell'altezza delle onde".

Sulla base dei dati raccolti da tre onde anomale misurate sulle piattaforme petrolifere nel Mare del Nord nel corso di un decennio, il team di ricerca ha modellato modelli di onde interferenti nell'oceano che avrebbero potuto combinarsi per produrre queste tre onde anomale. Dopo molte discussioni matematiche, il team ha creato modelli che prevedevano esattamente le misurazioni delle onde.

Utilizzando queste informazioni, sono stati in grado di descrivere la complessa convergenza di diversi modelli di onde che si uniscono da diverse direzioni nell'oceano che sono in definitiva responsabili della creazione di un'onda anomala. La cosa interessante è che la meccanica delle onde anomale sembra seguire schemi dimostrati dalle onde luminose piuttosto che dalle onde d'acqua.

"Sono risultati affascinanti, " afferma il ricercatore John Dudley dell'Institut FEMTO-ST CNRS-Université de Franche-Comté, nel comunicato stampa. "Molti di noi hanno passato anni a studiare gli effetti della non linearità nell'amplificazione delle onde, ma è essenziale come scienziato mantenere una mente aperta. Non spetta a noi dire alla Natura come lavorare - dobbiamo seguire dove ci porta, anche se significa cambiare le nostre idee".

I modelli creati dallo studio potrebbero produrre dati che aiuterebbero le compagnie di navigazione e di piattaforme petrolifere a trovare rotte di navigazione o siti di pompaggio sicuri, magari dando loro un'ora di preavviso per gli effetti che producono onde anomale, consentendo loro di evitare aree problematiche. Ma la natura è raramente prevedibile al 100%, e la rara combinazione di fattori che contribuiscono a creare un'onda anomala è piuttosto casuale.

"È solo una brutta giornata al mare, "dice Fedele.

Guarda questo video di un pirata LEGO che ha avuto una brutta giornata in una simulazione di onde anomale:

Ora è interessante

Il grande successo di Gordon Lightfoot del 1976 "The Wreck of the Edmund Fitzgerald" parla di una nave mercantile molto probabilmente affondata da un'onda anomala sul Lago Superiore nel 1975; Lightfoot ha scritto la canzone dopo aver letto un articolo sul relitto su Newsweek.