Vì sao đổ dầu xuống biển có thể khiến sóng dữ dịu lại?

Hiện tượng kỳ lạ và ít phổ biến ngoài lĩnh vực hàng hải vào thời điểm đó từng khiến nhà khoa học Benjamin Franklin chú ý vào năm 1757.

Theo bài nghiên cứu mới đăng trên tạp chí Journal of Fluid Mechanics, dầu khi lan trên mặt nước tạo thành một lớp màng mỏng, làm thay đổi tương tác giữa gió và bề mặt biển.

Ban đầu, ông Franklin cho rằng dầu làm giảm ma sát giữa gió và nước, khiến gió khó khuấy động mặt biển, song cơ chế này chưa giải thích đầy đủ hiện tượng.

Ông Franklin sau đó tự thử nghiệm bằng cách đổ dầu xuống các ao ở Anh.

Ông ghi nhận chỉ một thìa cà phê dầu cũng có thể làm êm một vùng mặt nước rộng vài mét vuông, rồi lan dần đến diện tích khoảng hơn 2.000m² khiến nó phẳng lặng như gương.

Sau khi ông Franklin công bố kết quả, nhiều ghi chép tương tự xuất hiện, trong đó có trường hợp một quan chức thuộc địa Hà Lan đổ dầu xuống Ấn Độ Dương để ngăn sóng vỡ tràn qua tàu và đạt hiệu quả rõ rệt.

Đến cuối thế kỷ 19, nhà nghiên cứu tự học Agnes Pockels phát hiện lớp dầu còn tạo ra lực cản đối với chuyển động trên bề mặt nước.

Những nghiên cứu sau đó cho thấy sự chuyển động của lớp màng dầu tạo ra lực Marangoni, chống lại chuyển động bề mặt và làm tiêu tán năng lượng của sóng, theo trang IFLScience ngày 4-11.

Hiệu quả của phương pháp từng được ghi nhận trong một vụ cứu hộ năm 1883. Khi tàu Grecian gặp nạn giữa biển động, tàu Martha Cobb không thể đưa xuồng cứu sinh tiếp cận do sóng lớn.

Thuyền trưởng tàu Martha Cobb quyết định cho thủy thủ đổ dầu mỏ và dầu cá xuống biển gần tàu gặp nạn.

Khoảng 20 phút sau, vùng nước có dầu trở nên êm hơn rõ rệt, trong khi bên ngoài khu vực này sóng vẫn dữ dội. Nhờ đó, xuồng cứu sinh có thể tiếp cận tàu Grecian và thực hiện nhiệm vụ giải cứu.

Nghiên cứu mô phỏng sự kiện sau này cho thấy lớp dầu làm thay đổi cấu trúc dòng khí ngay phía trên mặt biển, hạn chế năng lượng gió truyền vào sóng.

Cơ chế này có thể làm giảm năng lượng của những con sóng có bước sóng lên tới 150m, qua đó hạn chế sóng phát triển và vỡ.

Dù từng được sử dụng rộng rãi sau thời của ông Franklin, phương pháp đổ dầu xuống biển hiện không còn được khuyến khích do nguy cơ ô nhiễm môi trường.

Các tàu hiện đại cũng không còn cần đến biện pháp này. Tuy nhiên, câu chuyện về "dầu làm dịu bão" hay "dầu chống bão" vẫn là một ví dụ thú vị cho thấy kinh nghiệm hàng hải cổ xưa có thể được khoa học hiện đại giải thích bằng các nguyên lý vật lý.

Sóng biển ngày càng dữ dội khi Trái đất ấm lên

Dữ liệu địa chấn cho thấy sóng đại dương ngày càng dữ dội hơn trong những thập kỷ gần đây, khiến các vùng biển ngày càng nhiều bão và sóng biển dâng cao hơn.