Пузыри – убийцы кораблей

21 октября 2003 года, агентство "Рейтер", многие другие газеты и Интернет, прокомментировали сообщение о том, что Австралийские ученые, на основании природных наблюдений и физических экспериментов, обосновали причины необычного исчезновения кораблей, как следствие прорыва гигантских пузырей метана с морского дна.

Занимаясь математическим моделированием этой проблемы, еще несколько лет назад я пришел к выводу, повторенному австралийскими учеными, верифицируя на мат.модели версию японских ученых (1970-1980). 

Метан – газ, не имеющий запаха, делается твердым под громадным давлением на глубине морского дна. Льдо-подобные отложения метана могут разрушаться и превращаться в газ, создавая на поверхности пузыри. Локационные исследования океанского дна в Северном море, между Англией и континентальной Европой, вскрыли большое количество метан-гидратов и мест выброса летучих газов, пишут May и Monaghan в своем сообщении в American Journal of Physics.

Это сообщение послужило поводом для сопоставительного анализа результатов физического и математического исследований тайны Бермудского треугольника, публиковавшихся в канадской русскоязычной прессе (Монрекаль) еще в апреле 1999 года и подробно излагавшихся, затем, с марта 2001 года по апрель 2002 года, в истории исчезновения экипажа "Марии Целесты".

Новейшие исследования австралийских ученых выявили присутствие затонувших судов вблизи центра одного, особенно большого места извержения газовых пузырей, известного сейчас как "Witches Hole" – "Нора ведьмы".

May и Monaghan отмечают, что никто и никогда не видел прорыва гигантских пузырей газа с морского дна. Никто не знает, говорят они, насколько велика вероятность отрыва донных пузырей, порожденных отложениями метана.

С целью изучения этого явления, они создали физическую модель, с помощью которой можно наблюдать динамику перемещения пузыря газа,  возникающего под кораблем. Для этого они залили воду между вертикальными стеклянными стенами резервуара, поместили акриловый макет корабля  и выпускали метан из баллона, установленного на его дне. Выяснилось, что при радиусе поднимающихся на поверхность резервуара газовых пузырей, равном или большем длины макета, он идет ко дну.

Можно было бы полагать, что понятие “моделирования“, использованное учеными, отражает процесс  образования и накопления газов, т.е. создания газового аккумулятора, который, взрываясь при определенных условиях, приводит к подъему дисперсного столба газа в толще воды. Однако авторы утверждают, что создали “модель большого пузыря”. Возникает вопрос – разве модель в виде  “маленького“ пузыря в аквариуме или резервуаре, не есть тот же пузырь? Дело ведь не просто в пузыре, как в таковом, а в пузыре, существующем и прорывающемся сквозь свод, быть может – твердый, формирующийся на множестве конкретных естественных условий, определенных резонансными взаимодействиями с окружающей средой, разрушающими пузырь, превращая его в бесчисленное множество мелких, но тоже пузырей! Поэтому, сформулированные May и Monaghan условия плавания и утопления модели корабля в резервуаре, быть может и верны, но перенос полученных результатов на условия безопасности плавания корабля в океане, при прорыве на поверхность естественно формирующегося пузыря, представляются недостаточно убедительными. Утверждение о безопасном удалении, определенном как ”достаточное от пузыря”, без указания меры, столь же неопределенно, как и тривиально. Рассуждения о безопасности корабля, находящегося в центре взрыва или между некими, размыто определенными “точкой застоя“ и границами “области пониженного давления“, ничего не разъясняют, тем более, что авторы  противоречат сами себе, утверждая, что вблизи центра извержения газовых пузырей и в эпицентре одного из наиболее мощных взрывов, были найдены останки затонувших судов.

Авторы, однако, совершенно правы, говоря о том, что никто не знает, как велика вероятность отрыва больших пузырей отложения метана. Но, утверждая это, они забывают, что эта вероятность, являясь зависимостью от множества условий, в первую очередь связанных с динамикой резонансных частот колебательной системы ”пузырь-свод-среда”, не может быть определена путем физического эксперимента в резервуаре. При физическом эксперименте просто невозможно удовлетворить требованиям теории подобия при воспроизведении процесса возникновения и развития придонного пузыря. Оценка такой вероятности, с той или иной погрешностью, может быть произведена  только теоретически, путем математического моделирования уравнений динамики процесса образования и формирования газового аккумулятора, с учетом тех или иных местных условий, удовлетворяющих единству множества связывающих эти условия отношений.

Предположим, как это можно понять из опубликованных материалов, что эта физическая модель соответствует “малому“, цельному газовому пузырю (размером не менее размеров корабля), достигающему водной поверхности без разрушения и не образующему дисперсного столба газов. Такая модель противоречит физике явлений, сопутствующих прорыву свода газового аккумулятора, формирующегося в естественных условиях придонных давлений на глубинах Мирового океана, хотя и попадание корабля в такой “условный“ пузырь, есть безусловный фактор его утопления (но не бесследного исчезновения).  Сомнительно, однако, что при прорыве газового аккумулятора, могут без разрушения подниматься цельные пузыри газа, с размерами, соответствующими современным кораблям.

В примененной австралийскими учеными «резервуарной» модели, пузырь образуется за счет сил натяжения пограничного слоя, разделяющего газовую среду от водной. У придонного пузыря, формирующегося в естественных условиях, этот слой, образуя свод, укрепляется вековыми осадочными материалами. Часть этих материалов образует его твердый костяк, связанный с породами твердого дна или осадочного слоя. В физической модели, также, никак не воспроизводится турбулентность глубинных течений, давление жидкости в резервуаре модели далеко не соответствует реальному давлению на глубинах океана и, следовательно, система динамических взаимодействий “пузырь-свод-среда“ не соответствует реальной и не обеспечивает единства отношений в ней.

Более того, представляется, что такая система вряд ли поддается физическому моделированию и выводы, сделанные авторами, представляются реальными только для условий моделирования. Остается также неясным, в какой степени выполнены требования теории подобия - учения об условиях подобия физических явлений, основанных на учении о размерностях физических величин, являющейся основой физического моделирования. Из рассмотрения описанного австралийскими учеными эксперимента, не представляется  возможным оценить даже близость модели к природной системе "пузырь-свод-среда" и единству связей в ней. Эта модель позволила лишь визуально  проследить общее сходство  процессов, и никак не отражает всего множества взаимодействий в прообразе моделируемой системы. Это не позволяет оценить качество моделирования механизмов утопления судна. Другие варианты взаимодействия среды и объекта воздействия  -определяющие мгновенное разрушение корпуса, исчезновение экипажа при сохранности судна, как это видно из сообщения, не рассматривались вообще. Ни японские, ни австралийские ученые, не анализировали порожденные, дочерние механизмы, сопровождающие взрыв газового аккумулятора и взаимодействия судна со средой в момент выхода из водной толщи его дисперсного облака.

Сопоставление методик и результатов японского эксперимента утопления судна, идентификации гипотезы математическими моделями и ее частичной верификации методом ситуационного "черного ящика", показывает, что факторы, установленные японскими учеными в физическом эксперименте, подтверждаются и уточняются на математической модели. Именно японская версия, сформулированная применительно к явлениям, наблюденным в акватории максимальных глубин Мирового океана – Марианского желоба (длина 1340 км., глубина 11022м.), была подвергнута ревизии на математических моделях. О результатах этой ревизии сообщала еще в 1999 году канадская пресса. Исследования австралийских ученых – не более, чем повторение японского эксперимента.

В противоположность японским и австралийским ученым, с иллюстрацией на конкретных примерах и с учетом конкретных условий, нами подробно описывались не только причины и механизмы исчезновения судов и их экипажей, выявленные на математической модели, но тщательно разбирались следствия этих механизмов – этапы последействия. Эти этапы различны и образуются механизмами реализации взрывов газовых аккумуляторов различной природы. Обуславливая результаты взаимодействия судна со средой, и определяя последствия - исчезновение или утопление кораблей (летательных аппаратов), попавших в зону выхода дисперсного облака, либо исчезновение экипажей при сохранении судна, эти механизмы отразились на структуре и составе модели, соответствующей процессу порождения и накопления газового аккумулятора. Рассмотрение именно этих механизмов и позволило понять причины исчезновения экипажей судов, при фактически полном сохранении последних. Это потребовало предметной конкретизации, которая была реализована на событийной информации, отражающей явления, происшедшие на "Марии Целесте". Имеющейся информации по этому событию, оказалось достаточно для решения задачи и проведения параллелей между механизмами взаимодействия предметных составляющих ситуации, ее фигурантов и собственно среды. Динамика такого взаимодействия, оставив след в виде набора признаков, наблюденных на "Целесте", интерпретируемый в логике ситуационной модели явления, позволила по-новому трактовать истоки появления каждого из признаков в реальном мире гипотезы.

Если же говорить о метане - основном компоненте газового пузыря – убийцы кораблей, то это природный, легко взрывающийся газ, твердеющий при температуре -182оС. Между -182оС и -164оС метан - жидкость (с плотностью 0.47 г/сс),  вскипающая и превращающаяся в газ, при температуре минус 164 оС. При больших придонных давлениях, переход метана в твердое состояние достигается при температуре, близкой к нулевой. Литературные источники указывают, что его гидратированные формы могут находиться и на небольших глубинах, в районах континентальных шельфов. В диагенезе – совокупности процессов преобразования рыхлых донных осадков, они образуют окаменелости на дне океана - в различных зонах газовых пузырей, обуславливая создание и накоплений в придонных отложениях громадных резервуаров – газовых аккумуляторов.

Подробное описание явлений, связанных с взрывами газовых аккумуляторов, в настоящее время публикуется на сайте http://www.port-folio.org/archive.htm альманаха Портфолио.

Яков Гельфандбейн