Le pericolose onde anomale non sono casuali, ma prevedibili

Quasi due decenni di dati raccolti nel Mare del Nord rivelano che le onde anomale sono il risultato specifico dell’accumulo di onde normali
di Avery Schuyler Nunn/Scientific American
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Sotto un cielo grigio e nebuloso il primo giorno del 1995, la piattaforma di gas naturale Draupner nel Mare del Nord fu colpita da qualcosa che era stato per lungo tempo relegato al folklore marittimo: un muro d’acqua alto più di 25 metri che scagliò attrezzature massicce sul ponte e deformò i supporti in acciaio. L'”onda Draupner” fornì la prima prova concreta che le onde anomale erano reali.

A distanza di tre decenni, gli scienziati hanno svelato alcuni elementi fisici alla base di queste anomalie. Una recente analisi di 27.505 misurazioni di onde del Mare del Nord, registrate per 18 anni da sensori laser su una piattaforma petrolifera e di gas, rivela come la bizzarra fisica naturale delle onde oceaniche possa produrre un gigante solitario quando più serie (o “treni”) di onde si intersecano. Lo studio, pubblicato su “Scientific Reports”, descrive come questo fenomeno possa amplificare l’altezza di un’onda specifica rispetto a quella delle sue vicine. Inoltre, identifica una distinta “impronta digitale” nei dati delle onde – un modello di interferenza ripetuto che appare quando due o più treni di onde convergono e si rafforzano a vicenda – che segnala quando è più probabile che emerga un gigante anomalo.

Se gli scienziati riusciranno a rilevare per tempo queste impronte, le onde estreme potrebbero trasformarsi da terrori imprevedibili in pericoli prevedibili.

“La nostra civiltà dipende in modo critico dalla navigazione e dalle attività in mare, e c’è un massiccio sforzo di ricerca internazionale volto a comprendere le onde anomale”, afferma Victor Shrira, oceanografo fisico della Keele University, che non ha partecipato allo studio. “Anche le navi e le strutture più grandi non sono immuni.”

Il nuovo studio ha contribuito a chiarire che cosa non sono le onde anomale. I ricercatori le hanno spesso generate in laboratorio inducendo “instabilità modulare”: incanalando onde artificiali in canali stretti fino a farle accumulare in modo catastrofico. L’autore senior dello studio, Francesco Fedele, esperto di matematica applicata presso il Georgia Institute of Technology, ha rivisto questi modelli in precedenti lavori e i suoi risultati suggeriscono che questo processo di laboratorio non spiega ciò che accade nell’oceano aperto.

“Immaginate la folla di uno stadio che attraversa un corridoio lungo e stretto”, spiega Fedele. “Le persone in fondo si spingono in avanti e alcune scavalcano le altre, accumulandosi nella calca”, dice. “È come un’onda anomala in una vasca di onde”. Ma se le porte dello stadio si aprono su un ampio campo, le persone si distribuiscono e non si ammassano. È l’oceano aperto: lì le onde anomale non seguono la stessa fisica”.

Le onde anomale sono invece una sottile stranezza della natura. Le onde oceaniche reali non sono curve sinusoidali perfettamente regolari: le loro creste tendono a diventare sempre più ripide, mentre le loro valli diventano più ampie e più piatte. Gli scienziati chiamano questa asimmetria intrinseca “asimmetria dell’onda vincolata” e ne sono a conoscenza almeno dagli anni ottanta, ma spesso l’hanno ignorata come un dettaglio minore, secondo Fedele. La nuova analisi suggerisce che quando le mareggiate di diversi treni d’onda si sovrappongono secondo determinati schemi, queste creste appuntite possono accumularsi in modo massiccio per costruire un unico, imponente muro d’acqua – e lo studio offre anche uno schema misurabile che precede questo tipo di accumulo.

Secondo la nuova ricerca, il rilevamento di una particolare firma delle mareggiate che possono portare a un’onda anomala potrebbe aiutare gli scienziati e i marinai a prevedere questi mostri fino a un minuto prima che colpiscano. Tali firme sono state individuate in dati più recenti: in una tempesta del Mare del Nord del 2023, per esempio, le telecamere hanno catturato un’onda di 16 metri la cui crescita potrebbe essere ricondotta a questi schemi di interferenza rivelatori.

“Credo che questo studio possa rappresentare un ulteriore passo avanti nella previsione delle onde anomale e nell’aiuto alle imbarcazioni che potrebbero esserne esposte”, afferma Coral Moreno, ingegnera della società di logistica marina EDT Offshore, che non ha partecipato allo studio. La ricercatrice suggerisce inoltre che si potrebbe utilizzare una serie diffusa di galleggianti o boe per raccogliere un numero ancora maggiore di dati a lungo termine per la previsione.

I ricercatori sperano che, con il miglioramento dell’intelligenza artificiale, della raccolta dati e dei satelliti, sarà possibile rilevare queste impronte digitali in tutti gli oceani del mondo, trasformando quelli che un tempo sembravano incidenti anomali in qualcosa di affidabile e prevedibile.