Onde anomale, la scoperta che ha cambiato la scienza del mare

AGI - Il giorno di Capodanno del 1995, un'onda mostruosa di 24 metri nel mare del Nord si abbatté sulla piattaforma petrolifera Draupner. Il muro d'acqua schiacciò le ringhiere d'acciaio e scaraventò pesanti attrezzature sul ponte, ma il suo impatto più grande fu ciò che lasciò dietro di sé: dati concreti. Era la prima volta che un'onda anomala veniva misurata in mare aperto.

"Ha confermato ciò che i marinai avevano descritto per secoli - ha affermato Francesco Fedele, professore associato presso la Facoltà di Ingegneria Civile e Ambientale del Georgia Tech - si è sempre parlato di queste onde che appaiono all'improvviso e sono molto grandi, ma per molto tempo abbiamo pensato che fosse solo un mito". Ormai non più leggenda, quella singola onda sbalordì gli scienziati e diede inizio a decenni di dibattiti su come si formano le onde anomale.

La ricerca sulle origini delle onde anomale

Fedele, da tempo scettico delle spiegazioni convenzionali, ha guidato un team internazionale per indagare sulle origini delle onde anomale. I risultati, pubblicati su Scientific Reports di Nature, sottolineano l'importanza delle loro scoperte. Il team ha analizzato 27.500 registrazioni di onde raccolte in 18 anni nel mare del Nord: si è trattato del set di dati più completo del suo genere. Ogni registrazione ha catturato 30 minuti di attività ondosa dettagliata: altezza, frequenza e direzione. I loro risultati hanno messo in discussione ipotesi consolidate. Per verificarsi, queste onde imponenti non richiedono forze "esotiche", ma solo il corretto allineamento di quelle familiari.

Le leggi della natura

Fedele ha spiegato: "Le onde anomale seguono gli ordini naturali dell'oceano, non ne costituiscono un'eccezione. Questa è la prova più definitiva e concreta finora ottenuta". La teoria dominante sulla formazione di onde anomale è un fenomeno chiamato instabilità modulazionale, un processo in cui piccole variazioni nella temporizzazione e nella spaziatura tra le onde causano la concentrazione di energia in un'unica onda. Invece di rimanere uniformemente distribuita, la distribuzione delle onde si modifica, facendo sì che un'onda diventi improvvisamente molto più grande delle altre.

Instabilità modulazionale e il mare aperto

Fedele ha sottolineato che l'instabilità modulazionale "è principalmente accurata quando le onde sono confinate all'interno di canali, come negli esperimenti di laboratorio, dove l'energia può fluire solo in una direzione. In mare aperto, invece, l'energia può diffondersi in più direzioni". Quando Fedele e il suo team hanno analizzato i dati del mare del Nord, non hanno trovato alcuna prova di instabilità modulazionale nelle onde anomale. Hanno invece scoperto che le onde più grandi sembrano essere il prodotto di due effetti più semplici.

Focalizzazione lineare e non linearità

Il primo è quello della focalizzazione lineare: onde che viaggiano a velocità e direzioni diverse e che si allineano nello stesso momento e luogo. Si accumulano formando una cresta molto più alta del solito. Il secondo è la non linearità di secondo ordine: effetti naturali delle onde che ne allungano la forma, rendendo la cresta più ripida e alta e appiattendo il ventre. Questa distorsione rende le onde più grandi ancora più alte del 15-20%. Fedele ha spiegato che quando questi due comportamenti standard delle onde si allineano, il risultato è un'onda molto più grande. La natura non lineare delle onde oceaniche fornisce una spinta ulteriore, spingendole a espandersi ulteriormente.

La pericolosità delle onde anomale

Fedele, inoltre, ha sottolineato che questa ricerca ha un'urgenza concreta: le onde anomale non sono solo teoriche, sono reali, potenti e rappresentano un pericolo per le navi e le strutture offshore. L'esperto ha poi affermato che molti modelli di previsione trattano ancora le onde anomale come imprevedibili casualità. "Sono eventi estremi, ma spiegabili", ha sottolineato, aggiungendo che aggiornare questi modelli è fondamentale "per la sicurezza della navigazione navale, delle strutture costiere e delle piattaforme petrolifere. Devono essere progettati per resistere a questi eventi estremi". La ricerca di Fedele sta già influenzando il modo in cui altri pensano al rischio oceanico.