Florida State University -forskare har funnit att plötsliga variationer i havsbotten kan orsaka farliga havsvågor som kallas oseriösa eller freakvågor - vågor så katastrofala att man en gång trodde att de var figurer i sjömans fantasi.

"Det här är enorma vågor som kan orsaka massiv förstörelse av fartyg eller infrastruktur, men de är inte exakt förstådda, "sa Nick Moore, biträdande professor i matematik vid Florida State och författare till en ny studie om oseriösa vågor.

Studien publiceras i tidskriften Fysiska granskningsvätskor .

En gång betraktad som en myt, dessa vågor har stumpat det vetenskapliga samfundet i flera decennier.

Över åren, forskare över hela världen har undersökt ett antal olika faktorer som de trodde skulle kunna bidra till dessa vågor, inklusive havsbotten, vindexcitation och ett fenomen som kallas Benjamin-Feir där avvikelser från en periodisk vågform förstärks av olinearitet.

De flesta av studierna som fokuserade på havsbotten betraktade endast mjuka sluttningar, och de få studier som drev backarna till större ytterligheter baserade sig främst på datasimuleringar.

"Det fanns en relativ underrepresentation av verkliga data som du kan få från laboratorieexperiment, där du noggrant kan kontrollera de olika faktorerna, "Sa Moore." Ofta behöver du denna verkliga data för att se om datasimuleringarna alls ger dig vettiga förutsägelser. "

Moores laboratorieexperiment var de första som undersökte effekten av abrupta havsbottenvariationer på vågstatistik.

Tillsammans med FSU:s chef för Geophysical Fluid Dynamics Institute Kevin Speer och nu tidigare FSU-studenten Tyler Bolles, Moore skapade en lång kammare med en variabel botten. Med hjälp av en motor för att generera randomiserade vågor, forskargruppen spårade tusentals vågor för att se om några mönster uppstod.

Efter att vågorna passerat flera fot med konstant djup, de stötte på ett steg i botten av tanken som representerade en plötslig förändring av havsbotten. Moore och hans kollegor fann att vågorna initialt verkade normala, efter en traditionell klockkurva. Men när de passerade steget, vågornas strukturer förändrades avsevärt.

De förändrade vågorna följde vad som kallas en gammadistribution, en matematisk funktion som beskriver vissa mönster som trotsar klockkurvan på ett visst sätt.

"Det är förvånande hur väl gammafördelningen beskriver vågorna som mäts i våra experiment, "Sa Moore." Som matematiker, det skriker för mig att det finns något grundläggande att förstå. "

Experimenten och framväxten av denna gammadistribution har anfört nya undersökningar av skurkvågornas ursprung.

"Vi måste först förstå dem på en grundläggande nivå genom att utveckla ny matematik, "Sade Moore." Nästa steg är att använda den nya matematiken för att försöka förutsäga var och när dessa extrema händelser kommer att inträffa. "