VIII. FEJEZET.
A tenger mozgásai.

A szabadhullám. Elemei és mérése. – Paris admirális hullámjelzője; a sztatoszkóp használata. – Interferenczia. – A kényszerhullámok. – Fenékhullámok. – Rengéshullám. – Viharhullámok; erejük; sziklafalak és partok rombolása. Parti szalagok. – A tengerjárás. Ár és apály. – A tengerjárás észlelése; regisztráló máreográf. A tengerjárás magassága különböző helyeken. – Álló hullámok.

A tenger mozgásai. A tenger mozgásait három osztályba sorolhatjuk: a szabadhullám, a mely a vízrészecskék függőleges hullámzásából áll, vízszintes elmozdulás nélkül; az áramlás, a mely a vízrészecskék valóságos és folytonos helyváltoztatása legtöbbször vízszintes síkban; a kényszerhullámok különböző okokból eredő bonyolult mozgások; leginkább a szél hatásából származnak.

Nem tárgyaljuk a WEBER testvéreknek a hullámzásra vonatkozó kísérleteit és különböző esetek elméleti tanulmányozását és inkább csak a tengeren gyakran észlelhető néhány tünemény megjelölésére és leírására szorítkozunk.

Ha egy kavicsot valamely medencze csendes vizébe ejtünk, azt látjuk, hogy a kavics maga körül konczentrikus hullámok sorozatát idézi elő, melyek a partok felé terjednek. Ugy látszik,


196

mintha a víz a középponttól távolodva mozogna; ez azonban nem így van és könnyen észrevehető, hogy a felületen úszó tárgyak nem vitetnek tova és vízszintes irányban nem változtatnak helyet, hanem csak függőleges hullámmozgást végeznek, a mennyiben egy-egy hullám tarajára emelkednek, majd pedig leszállnak a tarajt felváltó völgybe; ugyanezt a mozgást írják le a vízrészecskék is. Ez a képe a szabadhullámnak. Ez a tünemény különösen a trópusi és egyenlítői szélcsendes vidékeken észlelhető gyakran; ott a legkisebb fuvallat nélkül tükörsíma tengeren teljesen zavartalan tengeren azt látni, hogy hosszú hullámok következnek szabályosan egymásra, fölemelik a hajót, majd leejtik, kétségbeejtő egyhangúsággal ringatva a szélcsendben ottrekedt vitorlásokat. Ez a szabadhullám gyakran több 100 km.-nyi távolságban létesült zavar következménye éppen úgy, a mint a mi kísérletünkben a medencze partjához érkező hullámzás az aránylag nagy távolságban a kavicstól előidézett mozgás folyománya.

A szabadhullám úgyszólván a kényszerhullámoknak vagy az őket létrehozó okoknak egyszerűsített eredője: a szél és a víz sokszorosan bonyolult, egymás ellen küzdő mozgásának hatása alól felszabadult szabályos ringás. Vizsgáljuk meg a szabadhullám képében így egyszerűsített hullám elemeit. Tekintetbe veendők:1. a hullám periódusa, vagyis az a T idő, a mely két, egymás után következő tarajnak ugyanazon ponton való átmenete között eltelik; 2. a hullám hosszúsága λ,, vagyis két egymás után következő taraj távolsága; 3. a terjedési sebesség V, vagyis a hullámtarajtól egy másodpercz alatt befutott út, végre 4. a magasság, vagyis a hullám teteje és az utána következő hullámvölgy függőleges távolsága.

A T periodus mérésére állítóórával (stopper) följegyzik azt az időt, a mely a megfigyelő előtt két egymásra következő hullámtaraj átmenete között eltelik, feltéve, hogy a megfigyelés szárazföldről vagy lehorgonyzott hajóról történik. Ha a hajó mozog, számításba kell venni sebességét és irányát.

A hullámhossz mérésére, vagyis két egymás után következő taraj távolságának meghatározására, ha ez a távolság kisebb mint a hajó hossza, két észlelő a hajó korlátja mentén úgy áll fel, hogy két egymást követő hullám taraja a két észlelő előtt ugyanazon pillanatban vonuljon el. Ez természetesen csak hosz-


197

szabb próbálgatás után sikerül. A két észlelő távolsága megadja a keresett hosszúságot. Ha a hullámhossz, λ, nagyobb mint a hajó, akkor a λ=VT formulából határozzák meg, T-t úgy mérve meg mint előbb, V-t pedig az alább megjelölt módon. λ közvetlenül is megmérhető oly módon, hogy egy fonál végén úszót vetnek ki maguk után egészen addig, míg az úszó egy tarajra kerül ugyanakkor, a mikor a fonálnak a másik, kézben tartott vége a másik hullámtarajon áll. A fonál hosszúsága egyenlő λ-val; természetesen a hajó sebessége és iránya számításba veendő.

A V sebesség mérése oly módon történik, hogy megfigyelik azt az időt, a mely alatt egy hullámtaraj a mozdulatlan hajó két megjelölt pontja közt levő ismeretes hosszúságú útat megteszi. Ha a hajó mozgásban van, sebessége számításba veendő.

A hullámok magasságának mérése a legérdekesebb, de egyúttal, legalább mostanáig, a legnehezebb is. Pl. úgy is elvégezhető, hogy valaki az árbóczra mászik egészen addig, míg a szeme abba a vonalba esik, a mely a hullámtarajt a horizonttal összeköti, míg a hajó a hullámvölgyben áll. Ekkor a szem és a hajó vízvonala közti függőleges távolság a hullám magassága. Alkalmazható erre a czélra PARIS admirális hullámmérője, a melynek itt csak az elvét akarjuk megjelölni. Nem egyéb ez, mint egy 11–12 m. hosszú fenyőrúd, melyet az alsó részén körülbelül összesen 30 kg. súlyú ólomlemezek vesznek körül és ezek szolgálnak nehezékül. Így megterhelve a rúd egyenesen áll a vízben, a melyből körülbelül 2,5 m.-nyire emelkedik ki. A megterhelt rúd tehetetlensége folytán a hullám a rúd mentén felemelkedik és egy úszót visz magával egy bizonyos magasságig; ez utóbbihoz írószerkezet van erősítve, a mely előzetesen meghatározott arányokban kicsinyítve feljegyzi az úszó emelkedését, vagyis a hullám magasságát. A regisztráló henger óraművel van ellátva és a rúd csúcsán elhelyezve. A rúd tehetetlensége már nem elegendő, ha a hullámok magassága a 2,5 métert meghaladja. Ez esetben a nehezéket a rúd alsó végére erősített kötél helyettesítheti, a mely kifeszített és vízszintes keretre feszített vásznat hord. A keret abba a mélységbe merül, a melyben a felületi mozgások már nem érezhetők. A rúd tehetetlensége így újra elég nagy ahhoz, hogy a műszer működhessék.


198

Az ilyen fajta készülékekkel való megfigyelések igen kényelmetlenek, főként a legérdekesebb alkalmakkor. Ugyanis igen nehéz és a legtöbbször lehetetlen e szerszámokat viharos időben a tengerbe helyezni és onnan visszahúzni.

A legegyszerűbb eljárás, úgy látszik a Richard-féle regisztráló sztatoszkop alkalmazása. Ez rendkívül érzékeny, különös módon szerkesztett, regisztráló aneroid-barometerhez hasonló műszer. A hullámos lemezű dobozok sorozata csak a következőkben tér el a közönséges regisztráló barometerekétől: az érzékenység sokkal nagyobb, belsejük közlekedik [összeköttetésben van] a légkörrel és az egész sorozat a hőmérséklet hirtelen változásai ellen szigetelő nemezzel bélelt dobozban van elhelyezve. Egy csap közvetíti a közlekedést a doboz és a külső levegő között. A mikor a csap nyitva van, akkor a levegő közlekedik a sztatoszkop hullámos lemezű dobozainak úgy belsejével, mint külsejével. A nyomás a műszer külsejére és belsejére ugyanaz és ekkor a műszer zérusra áll be. Ha most már a csapot elzárjuk és a műszert felemeljük, kivül és belül a nyomás nem lesz egyenlő és a tű ezt a különbséget felírja; a sülyedéseknek és emelkedésekiiek egész sorozatát a 0 vonal mindkét oldalán húzódó görbe fogja jelezni. Ez a görbe helyesen adja az emelkedést és mélyedést, ha a nagy elszigetelt doboz hőmérséklete változatlan marad. A sztatoszkopban már most egy milliméternyi higanyoszlop, mely megfelel a levegőben körülbelül 10,4 méter szintkülönbségnek, a regisztrálón 25 milliméternyi eltolódással rajzolódik le, tehát 0,50 méter emelkedés a papiroson még mindig 1,25 milliméternek felel meg. Ez az eljárás tehát lehetségessé teszi a hullámok magasságának az eddiginél nagyobb pontossággal való mérését és óhajtandó, hogy gyakran alkalmazzák. BRUCE W. S. szíves volt engem értesíteni, hogy ő használta az Antarktiszon a Skóczia expediczióban a sztatoszkopot és hogy úgy látszik, jól működött; ez eredményeket még nem dolgozták fel, de a lerajzolt görbék igen érdekeseknek látszanak. Azóta a sztatoszkop a skót tavak seiche-einek [ingásainak] mérésére szolgált.

Egy másik pontos eljárás szerint a hajó hídján egy pontosan megmért alapvonal két végpontján egyidőben és önműködően alkalmas és ismeretes szög alatt fotográfiai fölvételeket végeznek a tengernek ugyanazon darabjáról, jól berendezett műszerek segít-


199

ségével. Ez a fotogrammetrikus eljárás nemcsak a hullám magasságát, hanem gyakran a hosszúságát is adja.

Általában az utolsó két megjelölt módszer kivételével a hullámok elemeinek mérése csak igen durva közelítéssel történik, mert a tünemények nem állandók és többé-kevésbbé másodlagos mozgások takarják el őket, a mihez még hozzájárul a hajó mozgása. A hullámokat illető irodalomban szereplő legtöbb magasság erősen túlzott, a hullámvölgybe leszálló hajó lejtéséből származó csalódás következtében, és ez a csalódás annál nagyobb, minél kisebb a hajó a hullám hosszához képest, míg a nagy hajókon, a melyek majdnem mindig két-három hullámon nyugszanak egyszerre, a csalódás sokkal kisebb.

A hullámok különböző méretei váltakoznak a könnyű szellőtől felidézett alig észrevehető ránczoktól egészen a nagy viharok okozta óriás hullámokig. A mikor a szél mind nagyobb és nagyobb erővel fúj, már nem csak a szabad hullám egyszerű mozgása jelentkezik, hanem a szél fölemeli és tovalöki a vizet, kényszerített hullám keletkezik, a felső rész átbukik, estében magával vonva egy levegőtömeget, a mely tajtékzó buborékok alakjában szabadul aztán ki és a habot alkotja; ilyenkor azt mondják, hogy a tenger viharfejekkel zavart, vagy habzik. Ezek a hullámok a szárazföldtől akármekkora távolságban jelentékeny mélységek fölött is megtörnek; szó sincs róla, hogy magasságuk elérje hosszúságuknak egy harmadát, a mint azt az elmélet kívánja és ennek oka épen az a kényszermozgás, a melyet a szél a hullámra ró.

Ha első kísérletünkben két kavicsot ejtünk a nyugodt vízbe, csekély távolságra egymástól, akkor azt látjuk, hogy egyiknek konczentrikus hullámai találkoznak a másikéival, ezek a hullámok keresztezik egymást, a mint mondják, interferálnak és tovább terjednek. A mikor így interferenczia áll elő, a két hullám találkozásának körülményei szerint egy-egy pontban a hullámmagasság csökkenése vagy növekedése áll be; ha a hullámok egyirányúak és összeesők, akkor az eredő hullám magassága növekszik, míg két ellenkező irányú hullám eredő hulláma kisebb, sőt 0 is lehet, ha a két összetevő hullám egyenlő, de kilengéseik ellenkezők. Ha a kitérések megegyezők, akkor a két egyenlő hullám kétszerakkora magasságú tarajt épít fel. Az interferencziának ez a tüneménye igen gyakori a tenger felszínén, a hol gyakran találkozik


200

egymással két hullám különböző szögek alatt. A cziklonok közepében, a hol a minden irányból hevesen fúvó széltől előidézett hullámok egymásra törnek, az interferenczia folytán a tengert óriási zűrzavaros hullámok szaggatják. Ugyancsak az interferenczia tüneményének kell tulajdonítanunk azt, hogy 2–10 közönséges hullám után egy nagyobb hullám jelentkezik.

Bizonyára a legjellemzőbb interferenczia-esetek közül való az, a mikor egy, a nyílt tengerről jövő hullám találkozik a part előtt egy függőleges falról visszaverődő hullámmal. A két tömeg a lökésben egyetlen óriási hullámmá egyesül, mely habbá zúzódik szét; a 106. rajzon látható fénykép jó példája ennek az esetnek. Az interferencziának ez a fajtája többé kevésbbé határozott módon mindenütt előfordul a partokon. De különösen a függőleges falakról verődnek vissza a hullámok legnagyobb erővel és létrehozzák így a parti hullámtörést.

106. rajz. Interferáló nagy dagály-hullám Aromanches-les-Bains partjai előtt.

A nyílt tengeren teljesen szélcsendes időben csak a szabadhullámnak alig látható ringása jelentkezik és azt gondolnók, igen könnyű lesz a parton kikötni. De a mikor parthoz jut az ember, akkor veszi csak észre a heves mozgást vagy hullámtörést, melyet a hullámnak a partról való visszaverődése okoz s a mely gyakran lehetetlenné teszi a kikötést. (107. rajz).

107. rajz. Kikötés Tarrafalnál (Zöldfoki szigetek) – Hullámtörés.

A fodrozás, a mikor elég határozottan észrevehető, számos apró hullámtól vagy pedig forrásban levő víztől felborzolt felület képét mutatja. Az ellentétes irányú hullámok interferencziájából keletkezik, akár áramlásoknak, akár akadályokon való visszaverődésnek a következményei e hullámok. Mindezen mozgások jelentékenyen nagyítva jelentkeznek viharok alkalmával; igyekeztek is különböző eljárásokkal gyöngíteni a hullámoknak a hajókra gyakorolt romboló hatását azzal, hogy a hullámtörést és átbukást megakadályozzák. Már régen észrevették, hogy úszó tárgyak, jég, algák, sargassum stb. többé-kevésbbé hasonló eredményt idéznek elő és ezt az eredményt annak tulajdonítják, hogy a lebegő testek megbontják a szabályosságot, a melynek következményeképpen folyton növekszik a hullámzás a szél állandó hatása alatt. A vékony rétegben a tenger felületén elterülő olaj ugyanazt az eredményt idézi elő, mert megakadályozza, hogy a levegő a vízbe kapaszkodjék. A levegő tovasíklik az olaj felületén és a szél annál kevésbbé tudja felemelni a hullámokat, mert az


201


202

olajréteg megakadályozza a ránczok és a másodrendű hullámocskák keletkezését, a melyekbe kapaszkodva növeli a szél a közönséges hullámok sebességét és magasságát. A tengert gyakran barázdálják hosszú olajos szalagok, a melyek nyugodtak maradnak, míg kétoldalt a víz fodrosodik a szél hatása alatt: az ellentét feltűnő. E szalagok több ok következményei: a gőzhajók barázdai, minthogy a hajók állandóan kenőolajtól csepegnek; kétségtelenül, nagy czetfélék nyomai is, melyeknek táplálékmaradékai sok olajos részt tartalmaznak stb. Petroleum-forrásokhoz közeleső vidékeken a tenger nagy területen nyugodt marad, a mint a Kaspi-tavon megfigyelték. Innen van, hogy a hajók gyakran alkalmazzák az olajozást, hogy lecsöndesítsék a tengert maguk körül a vihar alkalmával. Elegendő, hogy az olajréteg egy ezredmilliméternél is vékonyabb legyen és már akkor elő tudja idézni hatását. Maguk a halászok is felhasználják ezt a hullámcsillapító tulajdonságot pl. a Földközi-tengerben; csekély mennyiségű olajjal elnyomják a felületi ránczokat és így meg tudják látni


203

a fenéken az állatokat, a melyeket el akarnak fogni, tengeri sünt vagy hasonlót.

Az úgynevezett fenékhullámok valószínűleg tengeralatti földrengések következményei; az így keletkezett hullám a fenéken terjed és hirtelen bukkan a felszínre, a mint útjában padot vagy magas feneket talál. Ezek a hullámok képesek elsülyeszteni a felettük levő kisebb hajókat.

Más esetekben a földrengések vagy a tengeralatti kitörések a rengéshullám néven ismeretes borzasztó tüneményt idézhetik elő. A földrengés-lökés hatása alatt a tenger először visszahúzódik a parttól, néha egészen 15 km.-nyire és szárazon hagy többé-kevésbbé terjedelmes felületeket bizonyos ideig, a mely közönségesen 5 percz és 24 óra között váltakozik. A tenger azután visszacsap óriási hullám alakjában, a mely 30 méterig terjedő magasságot érhet el és mindent lerombol útjában; hajókat visz be a szárazföldre. 1896 június 15-én egy japáni rengéshullám ez országnak partjait 300 km. hosszúságban öntötte el; a körülbelül 10 méter magas hullámok néhány pillanat alatt 30 000 ember életét oltották ki. A földrengés-hullám oly sebességgel terjed, a mely másodperczenként 185 métert, vagyis óránként körülbelül 660 km.-t érhet el.

Milyen mélységig érezhetők a tengerhullámok? Ez olyan kérdés, a melyre nem tudunk egyetlen számban válaszolni, mert ez a mélység függ magától a hullámtól és a kísérő tüneményektől. A WEBER testvérek laboratoriumi kísérletekkel kimutatták, hogy a hullámmozgás a hullám magasságának 350-szeresével egyenlő mélységig terjed. A gyakorlatban azonban ez a mélység jelentékenyen kisebb; mindazonáltal tudjuk, hogy erős viharok még 1150 méter mélységben a Wyville-Thomson háton fektetett telegráfikus kábelt is megrongálják sőt el is szakítják. Jólismert dolog hogy a kevéssé mély tengerek, mint a la Manche és az Északi-tenger vize folyton zavaros, minthogy üledékeiket a hullámok felkavarják. Ez érdekes kérdésben még új kutatásokat kellene végezni, erre a czélra ugyanazt az eljárást használva, a melyet NANSEN és EKMAN alkalmaznak árammérő készülékük lemerítésére.

A hullámoktól előidézett és egészen a fenékig továbbított rezgések ott nyomokat hagyhatnak, ha a talaj homokos, jellemző alakú fodrok alakjában, a melyeket ripplemark-oknak neveznek;


204

a kisebb hullámok közvetlen hatása hasonló fodrokat eredményez, a minek jó példáját mutatja a 108. rajz.

108. rajz. Az iszapos homok fodrozása (Platerre-i öböl, Angoulins mellett).

AIMÉ megállapította, hogy a Földközi-tengerben 3–4 méteres hullámok 40 méter mély fenéken még észrevehetők.

A nyílt tengeren a hullámok magasságát nem módosítja a víz mélysége; de a kisebb kiterjedésű tengerekben a hullámmagasság is csekélyebb. Ez a magasság ritkán éri el a 4 métert az Északi-tengerben és a 3 métert a Keletiben. CORNISH Szerint a Földközi-tengerben a Riviera vidékén a nyílt tengeren a viharhullámok közepes magassága 6–6,5 méter magasságot ér el. Kivételesen érik el az 5 métert a la Manche-ban és a 7 métert a Biscayai öbölben. Átlagban a hullámok magassága és hosszúsága közti viszony 1:33.

A hullámok közepes terjedés-sebessége 11–12 m. másodperczenként, vagyis 39–45 km. óránként. Az Atlanti-óczeánban 824 m. hosszú, 23 másodpercz periodusú szabad hullámot is


205

észleltek 35,8 másodperczenkénti vagyis 128 km. óránkénti terjedési sebességgel.

Mikor a hullámok már elértek a tengerek és a helyi körülmények szerint változó bizonyos magasságot, akkor megszűnnek tovább növekedni, bár a szél még mindig hevesen fúj. A szél ilyenkor kiegyenlíti őket, lefejezve azokat, a melyek a közepes magasságon felül akarnak emelkedni és vízporrá zúzza a tarajukat.

Ilyenkor azt mondják, hogy a tenger füstöl. PARIS admirális a Jóreménység-fok közelében 4 nap óta igen szabályosan fújó, erős nyugati szélben megfigyelte, hogy a hullámok magassága csak 6–7 méterig emelkedett, míg hosszúságuk az első napi 113 méterről a negyedik napon 235 méterig nőtt.

A 109. rajz mutatja e nyílt tengeri nagy hullámok egyikét, a mely, úgy látszik, mintha elnyelné az Hirondelle-t, mialatt a monacói herczeg lefotografálja; a mellett ez a hullám, mint annak a cziklonnak következménye, a melyet a herczeg Ujfundlandról 1887-ben visszajövet átszelt, már el is gyengült.

109. rajz. Elhaladt cziklon visszamaradt hulláma (1887. HIRONDELLE).


206

Gyakran felmerül az a kérdés, hogy mekkora a hullámok magassága nyílt tengeren, erős vihar idején? Látni fogjuk, hogy e kérdésre nem lehet egyszerű számmal felelni, hanem némileg a részletekbe kell hatolni. CORNISH *) szerint nyílt tengeren kemény szélben támadt hullámok közepes magasságát 6,50 méternyire lehet becsülni. Azonban PARIS admirális, a ki 4000-nél több hullámot mért meg 2 évig tartó megfigyelések keretében, a mikor sorhajóhadnagy volt a Dupleix és a Minerve hajókon (1867–70), azt találta, hogy a külön-külön vett hullámok magassága még szabályos hullámú tengerben is gyakran 1:2 arányban változik. Maga CORNISH is mért kemény, viharos időben az északi Atlanti-óczeánban számos szabályos 10–13 méter magasságú hullámot és ez utóbbi számot rendes maximumnak tekinti, míg az összes hullámok közepes magassága körülbelül 8 méter volt. Vannak még többé-kevésbbé elszigetelt hullámok, a milyeneket a hajós-

*) The geographical Journal, 1904. május.


207

kapitányok időről-időre jeleznek és árhullámoknak neveznek. Nehéz megmondani, mekkora lehet maximális magasságuk. CORNISH több, hitelt érdemlő megfigyelést kapott, a melyek 20 méterig menő magasságot tulajdonítanak nekik. Kétségtelen, hogy számos független hullám esetleges összetevődése két-három olyan tarajt idéz elő, a mely sokkal magasabb a hullámok közönséges viharbeli maximumánál.

PARIS csak egyetlenegyszer észlelt 11,50 méter maximális magasságot az Indiai-óczeánban. A normális hullámok legmagasabbak és legszabályosabbak az antarktikus óczeánban, a hol a szél állandóan fúj, olyan tengeren, a melynek mozgásait semmi sem akadályozza; 10–11 méter magas, 300–400 méter hosszú hullámokat figyeltek itt meg és, a mint mondják, egészen kivételesen 15–18 m. magas hullámokat is. E számokat még mindenesetre igazolni kellene azokkal az aránylag pontos eljárásokkal, a melyekkel manapság rendelkezünk.

110. rajz. Hajóroncson megtörő hullám (St. Vincent, Zöldfok).

A nyílt tengerről jövő hullám különbözőképpen viselkedik a talaj lejtése és egyenlőtlenségei szerint, a melyek fölött a parthoz érve elvonul. Ha a fenék egyenletes, szabályosan lejtő, a hullám alsó része késlekedést szenved előrehatoló mozgásában a fenékhez való súrlódás folytán, míg a felső részre ilyen ellenállás nem hat. A következő hullámok épen ellenkezőleg gyorsítják a sebességet úgy, hogy elérkezik az a pillanat, a mikor a hullám felegyenesedvén elveszti egyensúlyát és összeomlik, a hullám átbukik. Általánosan fölteszik, hogy ez a tünemény akkor áll elő, a mikor a hullám olyan fenékre ér, a melynek mélysége egyenlő a hullám magasságával. A taraj habzó ívben hull alá, szétterül a parton és a tünemény annál szembeötlőbb, minél erősebb a lejtő (110–111. rajz). Szétterülve a parton, a hullám maga előtt hajtja és egymáshoz ütögeti az útjában talált vagy elragadott tárgyakat, kavicsokat, algákat stb. Természetesen, a mikor a szél és a tengerjárás hatása egyirányú, akkor keletkezik a hatás maximuma és így a nagy dagályokkal összeeső viharok igen magasra tolják ki a durva kavicsoknak egész koszorúját, míg a vízhez közelebb fekvő kavicskoszorúk kevésbé heves mozgásokra utalnak. A hullám, miután e munkában kiadta erejét, visszavonul a tengerbe, magával vonva a könnyebb anyagokat, kavicsot, homokot, a melyeket súlyuk szerint sorozatosan lerak. Több part hosszában így elhelyezett,

111. rajz. San Sebastian partjain megtörő hullám.


208

a tengertől otthagyott párhuzamos szalagok láthatók (112. rajz) Ezek az egymásután következő különböző szinteket jelzik, a melyeket a hullám elért egészen addig a pillanatig, a mikor újra mindent elsöpör egy-egy nagy ár vagy vihar, a mi után a szallagok újra képződnek.

112. rajz. Parti szalagok az Aytré-i öbölben, La Rochelle mellett;
három kavics-szint, három hínár-szalag a tengerjárási szinteknek megfelelően.

A mikor a hullám, a helyett hogy szétterülne, enyhe lejtésű parton, közvetlenül nekiütközik egy meredek falnak, akkor megint más tünemények keletkeznek. A hullámok ereje óriási és magasságuk, a mint akadályhoz ütődnek, a nyílt tengerinél sokkal nagyobb arányokat ölt. DE LAPPARENT (1906) jelenti, SPALLANZANI nyomán, hogy egyes hullámok a Strombolinál 97 méter magasságot értek el; ez a szám megérdemelné, hogy ellenőrizzék; hasonlóképpen az Eddistone-i világítótoronynál, Plymouth közelében 50 méter magasságra láttak hullámokat felcsapni; BONNIN szerint a Cherbourg-i töltésnél 36 m. magas vízránczokat észleltek.

Ilyen hullámok óriási hatásokra képesek; BONNIN jelenti, hogy


209

1877-ben a Wick-i híd hullámtörőjénél, Skóczia északkeleti partján a hullámok egy 2 600 000 kg. súlyú betontömböt mozdítottak el a helyéről és hogy Ymuidenben Hollandiában egy 20 tonna súlyú kőtömböt emeltek fel 3,60 méter magasságra és a töltés tetején tették le. Megkísérelték a hullámok erejének megmérését oly módon, hogy alkalmas pontokon hatalmas dinamométereket helyeztek el.

STEVENSON ily módon négyzetméterenként 30 tonna nyomást észlelt viharos időben a Skerry-vore-i világítótoronynál (Skóczia). A franczia partokon, azt hiszik, ez a nyomás nem haladja meg a 20 tonnát. A hullámok közepes nyomását úgy Francziaországban, mint Skócziában négyzetméterenként 3000 kg.-nyinak találták. E néhány szám érthetővé teszi, hogyan tudja a tenger az előtte emelkedő sziklafalakat lerombolni. A természeti energiák fölhasználásában a megoldásra váró legnagyobb feladatok egyike annak a kimeríthetetlen energiának az értékesítése, a melyet a tenger


210

rejt magában; valamikor meg kell érnie a megoldásra e feladatnak és akkor a szénbányák nem fognak többé áldozatokat szedni. A hullámok nemcsak közvetlenül működnek közre a sziklapartok lebontásában; bombákként használják erre a falak aljára esett tömböket és ezeket szünet nélkül csapkodják a falakhoz. Így rombolódik az a 140 kilométeres mészkőfal, a mely a Seine [Szajna] torkolatát elválasztja a Somme torkolatától; ugyanígy bontják le Charente-Inférieure megye sziklafalait azok a mészkőből kioldott gömbölyű kovabombák, a melyek átmérője néha eléri a 40 czentimétert. A tengeren kívül eső hasadások és üregek a kiinduló pontjai a hullámok romboló munkájának; a sziklafal alul alá van aknázva és a felső sziklapárkánynak nem lévén támasza, a fal lábához omlik, a hol azután a hullámok lassanként megsemmisítik. A különböző helyi körülmények adják meg az így származó alakulások jellegét: a part iránya, csipkézettsége, a kőzet természete mindmegannyi jelentős tényező; a tenger munkája így bolt-


211

113. rajz. Tenger-marta sziget és hegyfok Villafranca-nál (Azorok).

114. rajz. Vörös-porfir-híd (Esterel hegység, Provence).

íveket, sziklatűket, barlangokat stb. alakít (113–114. rajz). Az Etretat-i csúcsok és kapuk különösen jól ismeretesek. Az Angoulins-i sziklafalak, La Rochelle közelében szintén érdekes alakulásokat tárnak elénk, melyeknek példáit adják a 115–116. rajzok.

115. rajz. Sziklafal-part Angoulins közelében (Pointe du Chai).

116. rajz. Az Angoulins-i sziklafal-part egy részlete.

Így hatalmaskodik a tenger a szárazföldön és tolja vissza bizonyos vidékek partjait és ebben a munkájában gyakran segítik a légköri hatások is. La Hève-nél a különféle geológiai rétegek közé való beszivárgás omladékokra vezet, melyek betakarják a sziklafalat a tenger elől és így megvédik legalább egy időre. LENNIER 20–25 cm.-re becsüli a Havre környéki sziklafalak évi közepes kopását. LYELL szerint ez a lehordás eléri az egy métert Anglia bizonyos partjain. Helgoland sziget éppen a tengeri erozió nagyságáról nevezetes és előre látható aránylag közel levő pusztulása, hacsak mesterséges munkákkal nem sikerül korlátozni vagy megállítani az erozió tüneményét.

A szélhajtotta hullám és tengerjárás-áramlás legtöbbször ferdén érnek a partra és folyton egy meghatározott irányban tolják


212

maguk előtt a kavicsokat egészen addig, a míg ezek csöndes vagy sekély helyekre nem érkeznek, a hol a hullám szétterülve elveszti erejét. Ezek a kedvelt helyek legtöbbször a parti mélyedések, de különösen a folyó-torkolatok, mint Etretat, Dieppe, Le Tréport. Ily helyeken a kavicsok felhalmozódnak, gátat vetnek a szárazföldről jövő vizek lefolyásának, hacsak mesterséges úton meg nem kötik őket alkalmas helyeken árameltérítő sarkantyúval vagy a partvonalra merőleges gátakkal, melyeknél a kavicsok felhalmozódnak. A 117. rajzon látható fénykép mutatja a Havre-i gátak egyikét, melynek egyik oldalán halmozódtak fel kavicsok. Dieppe ilyen vastag kavicslerakódáson épült.

117. rajz. A tengeri kavicsok elleni védekezés czéljából épített sarkantyú Le Havre-nál.

A homokos partokon, ha a tengerjárás erős, mint a Landes partjain, a szél felkapja apálykor a megszáradt homokot és magas dűnékben halmozza fel. Növényekkel megkötik és megakadályozzák, hogy a tengertől parti szalagok alakjában kivetett homok eláraszsza a szárazföld belsejét.


213

Az így alakult, a parti bemetszéseken végigvonuló homok-szalagok szabályozzák a part körvonalait és elválasztják a tengertől a régi partokat, gyakran elrekesztve maguk mögött sósvizű vagy édesvíz odaömlésétől félsóssá változott vizű lagunákat. Sok ilyen laguna közlekedik a tengerrel egy vagy több csatornán keresztül és kitűnő menedéket nyujt a hajók számára. A Kurisches Haff és a Frisches Haff a Keleti-tengerben igen jó példája e lagunáknak. Az elsőt elzáró parti szalag, melyet most már helyesebben


214

sarkantyúnak nevezhetünk, körülbelül 90 km. hosszú. Francziaországban a Landes-ok parti homokszalagjai teljesen elzárják a lagunáknak egész sorát, a melyek azután tavakká váltak; egyedül az arcachoni medencze maradt közlekedésben a tengerrel; más említésre érdemes francziaországi példák főképpen a Lion-öböl tavai és különösen a Cette-vidékiek.

Egész sereg érdekes példát kellene még idéznünk például Amerikában, nevezetesen Florida lagunáit. Azonban csak keveset nevezhetünk itt meg, köztük a híres velenczei lagunákat. A lagunák gyakran régi folyótorkolatok, melyeket többé-kevésbbé elzártak azok a gátak, a melyeket a tenger alakított oly módon, hogy visszalökte a szárazföldi hordalékokat, valóságos parti szalagot alakítva. Ezek a lagunák sok esetben bedugulnak és feltöltődnek; néha fenntartják őket halászati czélokra, nevezetesen angolnahalászásra; ilyenek a comacchioi lagunák az Adriai-tengerben. De akár nagy, akár kis lagunákról van szó, az alakulás módja


215

ugyanaz; ez utóbbiak igen gyakoriak a Spitzbergák öbleiben; a 118. rajz mutatja egyiküket a Red-öbölben.

118. rajz. A Red-öböl lagunája.

Így azután a szárazföld is nyer területet a tengertől a lapos partvidékeken, de csakis oly feltétellel, hogy a part nincs alávetve sülyedő mozgásnak, vagy pedig ha van is sülyedés, ellensúlyozzák a parti szalagoknak mesterséges úton gátakká alakításával vagy emelésével, a mint Hollandia alacsony partjain tették, hogy megvédjék az országot az elöntéstől. Mindent összevéve – írja LAPPARENT *) – a tenger munkája a lapos partokon parti szalagok alakításával lényegesen teremtő. Az óczeán talán többet ad a kontinensekhez, mint a mennyit elvesz belőlük a sziklapartok lerombolásával, mert e szalagok a folyóhordalék számára becses támaszul szolgálnak.

A tengerjárás áramai az erózió tüneményeiben igen fontos szerepet játszanak. Elegendő arra hivatkoznunk, hogy gyakran elérik a 10 km. sebességet óránként és akkor számot adhatunk

*) Traité de géologie, 1906, 250. l.


216

erről a szerepről. A Fundy-öböl belsejében, a hol az árhullám gyakran 20 méter magasságra emelkedik, vannak olyan helyek, a melyekben az áramlás 13–15 km. óránkénti sebességű és 70, sőt 100 méter mélységig minden lerakódást elsöpör, meztelenül hagyva a sziklás feneket, míg az öböl többi részét iszap és kavics borítja. A Fundy-öbölben az erozió igyekszik a hátfalat alkotó vékony földszorost átszakítani és így Újskócziát nagy szigetté fogja átalakítani.

A tengerjárás. A tengerjárás egyike a legnevezetesebb tüneményeknek, a melyeknek az ember tanúja lehet. A vizek emelkedésének és sülyedésének e váltakozó mozgását már régen észrevették, hiszen már HERODOTOS említi a Perzsa-öböl árapályát. Ha azt vizsgáljuk, a mi pl. a la Manche partjain folyik le, a hol a tengerjárás igen erős, azt látjuk, hogy a víz, miután elérte a parton magasságának maximumát, nem sokára a nyílt tenger felé húzódik vissza: ez az apadás. Így azután elérkezik minimális nívójához, a melyben bizonyos ideig megmarad, ez az apály. Alig pihenve újra emelkedik a tenger, árad, és ismét eléri némi időre azt a legnagyobb magasságot, a dagályt, melyből leírásunkban kiindultunk.

A tengerjárás nagysága vagy amplitudója egyenlő az ár tetőzésének és az apály mélységének különbségével. Ez volna nagyjában a tengerjárás tüneményének vázlata, melynek részleteit kell vizsgálnunk és röviden megmagyaráznunk.

Mi a tengerjáros oka? Nem elégszünk meg most már a régiek fantasztikus magyarázataival, nevezetesen azzal, a melyet az arab MACZUDI adott a középkorban és a melyet SIR JOHN MURRAY-tól veszünk át. Mikor az angyal, a kire a tengerek gondozása van bízva, lábának sarkát belemeríti a tengerbe Kína végén, a tenger megdagad és előáll az ár. Azután az angyal visszahúzza a lábát, a víz visszamegy a helyére és ez idézi elő az apályt.

Ma már tudjuk,*) hogy a tengerjárás összefüggésben van a tömegvonzás alapvető tételeivel és hogy a Napnak és a Holdnak Földünkre ható együttes működéséből származik és pedig köze-

*) A tengerjárás alapos és tüzetes tárgyalása DARWIN-KÖVESLIGETHY: A tengerjárás és rokontünemények naprendszerünkben czímű könyvben található meg. Kiadja a Kir. M. Természettudományi Társulat.


217

lebbről arra a vízrétegre való hatással, a mely bolygónk legnagyobb részét takarja. A testek tömegeikkel egyenes, kölcsönös távolságaik négyzetével fordított arányban vonzzák egymást, az árkeltő erő a Föld két ellentétes pontjára gyakorolt vonzás különbségével egyenlő; ez körülbelül a távolság harmadik hatványával arányos, tehát a Holdnak a Földre való hatása erősebb, mint a Napé, mert távolsága sokkal kisebb. A Nap hatása, bár tömege sokszorosan felülmúlja a Holdét, körülbelül két és félszer kisebb a nagy távolság folytán. E vonzások alig változtatják a testek egyensúlyát; legalább is a szilárd anyagok egymáshoz képest alig mutatnak elmozdulásokat a bolygónkra gyakorolt hatás alatt, míg a folyadékok, mint a tenger vize, képesek felületüket az erők változásai szerint módosítani. A víztömeg a holdvonzás hatása alatt felemelkedik, de az emelkedés változó. Ha a Hold és a Nap a Földnek ugyanazon oldalán állnak, vele ugyanazon egyenesben vagyis konjunkczióban (újhold), a hatások összeadódnak és nagy dagály áll elő. Ugyanaz történik akkor is, amikor a Föld a Hold és a Nap között áll (oppoziczió, telehold). Ez égitestek mindegyike ilyenkor Földünknek megfelelő oldalára maximális hatását fejti ki. Ezek a szizigiumi [együttműködéssel kapcsolatos] dagályok, a melyeket egy szóval szökőárnak neveznek, napéjegyenlőségkor érik el maximumukat, vagyis akkor, a mikor a Nap az Egyenlítő síkjában áll; ezek a napéjegyenlőségi szökőárak.

A mikor a Hold elhagyja azt az egyenes vonalat, a mely őt a Földdel és a Nappal összeköti, a tengerjárás amplitudója fokozatosan csökken; a Nap és a Hold hatásai nem adódnak többé össze, hanem ellenkezőleg mindinkább ellensúlyozzák egymást és az eredő hatás a kvadraturák alkalmával a legcsekélyebb, vagyis akkor, a mikor az első és utolsó negyed alkalmával a Hold és a Nap a Földhöz képest derékszögben állnak; ez a vak-ár.

Minthogy a Hold 24 óra 50 percz alatt fordul meg a Föld körül, a dagály-hullámokat, melyeket ez idő alatt ugyanazon meridiánon át való kétszeri áthaladása alkalmával idéz elő, ugyanazon pont számára 12 óra 25 percznyi időköz választja el, vagyis ugyanazon a helyen két ár és két apály jelentkezik 24 óra 50 percz, vagyis a Holdnap tartama alatt. A szoláris nap csak 24 óra; a dagály ideje e szerint ugyanazon a helyen napon-


218

ként 50 perczczel késik, így, ha a mai ár 5 órára esett, a holnapi 5 óra 50 perczkor fog bekövetkezni, a holnaputáni 6 óra 40 perczkor stb.

A valóságban a tünemények bonyolultabbak és nem mehetünk be itt a részletekbe, a melyek főképp a csillagászathoz tartoznak; legyen elég annyit megjegyeznünk, hogy a Holdtól előidézett tengerjárás-hullámok interferálódnak a Napéival, hogy a többi bolygóknak szintén van hatásuk, hogy a Holdnak és a többi égitesteknek, a melyeknek hatása még érezhető, mozgása és a Földtől való távolsága változásoknak van alávetve és hogy a mi Földünk szintén mutat a Naphoz képest hasonló változásokat. Azonkívül a Föld domborzatának alakja, a partok iránya, stb. zavaróan hatnak a tüneményre. Sokszor ez okok egyike, de a leggyakrabban több ilyen oknak együttes hatása teszi érthetővé a tengerjárásnak a Föld különböző pontjain fellépő rendkívül változatos sajátságait. Csak az összes különös okok alapos tanulmányozásával és az összes zavaró elemek számításbavételével lehet megmagyarázni azt, hogy pl. bizonyos helyeken naponként csak egyetlen árapály észlelhető, mint a Mexikói- és a Tonkin-öbölben, míg az Amazon torkolatánál négyet észlelnek.

A tengerjárás-hullám nem egy pillanatban áll elő, hanem a víznek a tehetetlensége miatt a Holdnak a meridiánon való áthaladása után bizonyos idővel, úgy hogy a partokon a tengerjárás a helyi körülmények folytán többé-kevésbbé jelentékeny késést szenved. Ez a késedelem a Holdnak a meridiánon való áthaladása és az ár tetőzésének ideje között a napéjegyenlőségre eső holdtölte napján neveztetik kikötőidőnek. A hajózásra nézve ez igen fontos adat.

Ugyanúgy, mint a szélhullámoknál, a tengerjárás-hullám is lassabban száll le, mint emelkedik és így az apadás hosszabb ideig tart, mint az áradás; a különbség a helyi körülmények szerint változik. Pl. Brestben a tengerjárás apadása 15 perczczel tart tovább, mint az emelkedése, míg Havre-ban 2 órával.

Továbbá ugyanúgy, mint a szélhullámoknál, a tengerfenék emelkedése a part felé a súrlódás folytán az alsó rétegek sebességét csökkenti és így a felsőkét látszólag növeli; mint a szélhullám, a tengerjárás-hullám is felemelkedik az akadályok előtt és innen van a tengerjárás nagyobb ereje a kontinensek partjain, mint a nyílt


219

óczeánon, a hol semmi sem akadályozza a vizek mozgását. Sandwich- és a Tahiti-szigeteknél a tengerjárás amplitúdója csak 30–50 cm., míg a Mont-Saint-Michel öblében 12–15 méter magasra emelkedik. A tengerjárás legnagyobb amplitúdóját eddig a Fundy-öböl belsejében, Új-skócziában észlelték. Ott lehet legjobban megfigyelni a part alakulásának hatását. Az öböl bejáratánál a tengerjárás kisebb három méternél, míg a legbelső részen, körülbelül 60 km.-nyire a bejárattól, meghaladja itt-ott a 21 métert.

Saint-Malo-ban a tengerjárás amplitúdója 12 méterre rúg, míg Cherbourgban csak alíg 6 méterre. Boulogneban 9,40 métert, Calaisban 7,10 métert ér el; a Somme öblében a tenger 5 km.-nyinél nagyobb távolságra húzódik vissza.

Minthogy a tömegvonzás Földünk összes vizeire hat, elméletileg minden medenczében, sőt minden tóban van tengerjárás, azonban a csekély kiterjedésű vizekben vagy igen csekély, vagy pedig észrevehetetlen. A körülbelül 540 km. hosszúságú és 150 km. széles Michigan tavon a tengerjárás Milwaukee-nél alig több 3, Chicagónál körülbelül 7 cm.-nél.*)

A Földközi-tengerben általában véve szintén igen csekély a tengerjárás. Monacónál a legnagyobb szintváltozás, a melyet észleltek, nem haladja meg a 80 cm.-t; a közepes pedig csak 20 cm.**); Marseilleben hasonló számokat találni. Mindazonáltal vannak a Földközi tengerben is helyek, a hol a tengerjárás aránylag nagy magasságokat ér el; Velenczében pl., az Adriai tengernek észak felé megnyúlt öblének belsejében, valamint a Nagy Szirtisz és a Tunisz mellett levő Gábeszi öbölben a tengerjárás amplitúdója eléri a 2 métert.

Világos, hogy a tengerjárás ismerete elsőrendű fontosságú a hajózásban, mert sok kikötő bizonyos mélyjáratot meghaladó hajóknak csakis ár idején válik hozzáférhetővé. Ezért minden kikötőre igyekeztek megállapítani a tengerjárás időadatait; az Annuaire des marées és hasonló hajózási segédtáblázátok közlik az erre vonatkozó összes hasznos tudnivalókat és egy évvel előre jelzik az ár idejét. Ezek az adatok előzetes megfigyeléseken és

*) A Balatonon a tengerjárás folytán csak tizedmilliméterre rúgó szintkülönbség léphet fel.
**) CHAUVET, a monacói kikötő munkálatainak vezető mérnöke, volt szíves idevágó megfigyeléseit velem közölni.


220

számításon alapulnak. Sir THOMSON W. (lord KELVIN) olyan készüléket talált fel, a mely egy meghatározott kikötő számára egy évvel előre megadja a tengerjárás görbéjét.

A tengerjárás tanulmányozására használt módszerek eltérők a szerint, hogy parti vagy nyílt tengeri megfigyelésekről van szo.

A tengerjárás megfigyelése. A legegyszerűbb műszer egy beosztott rúd vagy mércze, mely alkalmasan megválasztott ponton függőlegesen a tenger fenekébe van ásva és a melyről meghatározott időpontokban leolvassák a vízszín magasságát.

Regisztráló máreográf. Már régebben helyettesítették sok helyen az egyszerű mérczét regisztráló műszerrel; ily módon birtokunkban van az egész éven át lerajzolt görbe, melyen sokkal jobban lehet a részleteket tanulmányozni, mint közvetlen megfigyelés segítségével és felismerhetők rajta oly sajátságok, a melyek másként elkerülnék a figyelmet. E készülékek elve a következő: A tenger közelében kutat ásnak oly módon, hogy a tengervíz többé-kevésbbé közvetett és szűk úton jusson oda, hogy ezzel kiküszöböljék a közönséges hullámoktól eredő szabálytalanságokat. Ebben a kútban egy úszó emelkedik és sülyed a víz szintjével együtt és mozgását egy tűvel közli, a mely óraműtől mozgatott regisztráló hengerre írja le a görbét. Természetesen különböző máreográf-minták vannak és némelyikük elektromos úton működik.

Nyílt tengeri máreográfok. A máreográf felállítása a parton nem okoz különös nehézségeket; másként vagyunk azonban a tengerjárásnak a nyílt tengeren való megfigyelésével; alig gondolhatunk reá, hogy a tengerjárás amplitúdóját azzal a mélység-különbséggel mérjük, a mely egy pontban különböző időben mutatkozik. A mélytengeri szondálás hibája ugyanis ugyanolyan rendű, mint maga a tengerjárás egész amplitúdója.

Javasolták azt is, hogy a fenékre manométert ereszszenek le, a mely ottan fölírná a tengerjárástól okozott vízmagasságváltozásból származó nyomáskülönbségeket, de úgy látszik, a manométer érzékenysége nem elégséges ahhoz, hogy jelentékeny mélységekben fel tudja jegyezni a csekély vastagságú vízrétegnek megfelelő nyomáskülönbségeket. MENSING *) kapitány mégis szerkesztett és kipróbált egy regisztráló készüléket, mely nagyon bonyolult

*) The self-registering tidal-gauge for the open sea (Önműködő regisztráló nyilttengeri máreográf) 1904, Berlin (SPRINGER).


221

ugyan, de lehetségessé teszi a nyílt tengeren a tengerjárás regisztrálását még 200 méter mélységű fenék felett is; a műszer főrésze egy Bourdon-féle manometrikus cső. MARINI *) tanár néhány hasznos módosítást javasolt a műszerhez, a melyet érdemes volna szélesebb körben alkalmazni.

Álló hullámok (Seiche-ek). Régóta ismerjük a Léman tavon a seiche-eknek nevezett sajátszerű hullámzásokat, melyeket főképpen FOREL F. A. tanulmányozott részletesen. Azóta megállapították, hogy ezek a hullámzások az összes tavakon és a tengeren is előfordulnak. Ugyanazon pontban a víz váltakozva sülyed és emelkedik és több pontnak egy időben való tanulmányozása azt mutatja, hogy itt hosszanti és harántos ingások szerepelnek, a melyek legtöbbször a légnyomás változásainak, szeleknek, viharoknak stb. következményei. A Léman-tó álló hullámainak magassága majdnem sohasem haladja meg a 40 cm.-t. A tünemény ott naponta előfordul. AIMÉ az algiri kikötőben 0,50–1 méterig terjedő álló hullámokat észlelt, a melyeknek lengésideje 1 és 3 percz között váltakozott.

*) Il mareografo di alto mare (Nyilttengeri máreográf), Rivista marittima 1905 deczember.