Bevis: Monsterbølger findes
De såkaldte monsterbølger, med bølgehøjder op mod 30 meter, var længe noget kun søfolk snakkede om, hvis de overlevede. Men da olieplatformen Draupner E i Nordsøen blev ramt af en næsten 26 meter høj bølge, som blev registreret af måleinstrumenter ombord, måtte forskerne indrømme, at monstrene virkelig eksisterede.

Olieplatformen Draupner S (foran) med boligkvarter blev installeret i 1984. Draupner E er en ubemandet platform, som blev installeret i sommeren 1994. Platformene ligger i Nordsøen midt mellem Norge og Skotland og danner knudepunkt for gasrørledningsnettet i Nordsøen. (Foto: NGI)

Olieplatformen Draupner S (foran) med boligkvarter blev installeret i 1984. Draupner E er en ubemandet platform, som blev installeret i sommeren 1994. Platformene ligger i Nordsøen midt mellem Norge og Skotland og danner knudepunkt for gasrørledningsnettet i Nordsøen. (Foto: NGI)

»Draupner E havde kun stået i Nordsøen et halvt års tid, da denne kæmpebølge ramte platformen som et hammerslag. Da vi så dataene, troede vi først det var en fejl,« fortæller Per Sparrevik, fagleder for undervandsteknologi, instrumentering og overvågning ved Norges Geotekniske Institut, NGI.

Men dataene var ikke fejl. Da NGI gennemgik målingerne og regnede på effekten af bølgen som ramte platformen, var konklusionen klar:

Nytårsbølgen, som ramte den ubemandede Draupner E-platform 1. januar 1995, var virkelig ekstrem, og derfor er den også blevet en af verdens mest berømte bølger med blandt andet 175.000 visninger på Youtube.

Monsterbølgen kom som en stor overraskelse på både petroleumsbranchen og bølgeforskerne, og udløste en omfattende forskningsindsats, fordi den var så urimelig meget større end bølgerne, som kom før og efter.

I dag bruges erfaringerne fra Draupner E i forskning om blandt andet vindturbiner.

26 meter høj bølge

Før Draupner troede bølgeforskerne, at fordelingen af bølgehøjder nogenlunde fulgte den berømte klokkeformede Gauss-kurve.

Så ville sådanne ekstreme bølger kun forekomme med måske 1000 eller 10.000 års mellemrum.

Men da Draupner E blev ramt af en næsten 26 meter høj bølge, som kom helt overraskende i en søgang, hvis signifikante bølgehøjde ellers kun var på 12 meter, blev Gauss-teorien modbevist i samme sekund.

Signifikant bølgehøjde er gennemsnittet af den højeste tredjedel af bølgerne i løbet af 20 minutter.

»Senere målinger har bekræftet, at monsterbølger forekommer meget oftere end Gauss-teorien tilsiger. Bølgeforskerne er derfor gået over til at bruge dét, de kalder ikke-lineære teorier, når de skal beregne bølgehøjder, fortæller dr.ing. James Strout, leder af NGIs afdeling for instrumentering og overvågning.

Olieplatform med instrumenter

Grunden til, at nytårsbølgen i det hele taget blev registreret, var, at Draupner E var den første store olieplatformen i verden af den såkaldte jacket-type (med bundfast stålunderstel), som var forankret til havbunden med spandfundamenter i stedet for med pæle.

Videoklip med rekonstruktion af bølgen, der ramte Draupner E, fra BBC-dokumentar.

Spandfundamenter og sugeankre var en ny type forankring, som tidligere kun var blevet brugt på mindre lastebøjer og forankringer.

Men i 1990'erne var teknologien blevet så velprøvet, at Statoil bestemte sig for at bruge dem, også i store konstruktioner som Draupner E-jacketen.

For en sikkerheds skyld blev platformen udstyret med en række måleinstrumenter, som kontinuerligt tjekkede platformens bevægelser, og at fundamenterne holdt sig på plads i de værste vinterstorme.

Det var disse instrumenter, som for første gang i verden dokumenterede, at monsterbølger virkelig kan forekomme.

Registreret af samtlige sensorer

Den største usikkerhed var knyttet til sætninger i grunden eller såkaldt ’shake down’ på grund af cykliske belastninger under storme.

Instrumenterne på Draupner E registrerede blandt andet bølgehøjde, hældning, sætning, tryk i spandfundamenterne, spændinger i platformbenene, samt accelerationer på dækket og på fundamenterne.

Monsterbølgen blev registreret af samtlige sensorer.

Trykmålerne i spandfundamenterne registrerede en stor kraft, som forsøgte at trække platformen opad på den side, der vendte mod bølgeretningen - mens de tilsvarende instrumenter på bagsiden af platformen registrerede en stor kraft nedover.

Sugeankre gav sig

Accelerometrene på dækket og på fundamenterne registrerede en pludselig bevægelse, voldsom på toppen, men moderat på bunden.

En laserbaseret bølgehøjdemåler bekræftede, at platformens øvre del var blevet ramt af et monster.

Selv om bølgekræfterne var store, holdt både sugeankrene og platformen stand.

Monsterbølgens hammerslag førte til et kraftigt undertryk i grunden rundt om det spandanker, som vendte mod bølgen, mens de tilsvarende instrumenter på bagsiden af platformen registrerede et kraftigt overtryk. Men platformen og fundamenterne holdt stand mod monsterbølgen. (Foto: NGI)

Senere beregninger har vist, at sugeankrene gav efter cirka 10 millimeter horisontalt og 5 millimeter vertikalt, hvilket viste, at de fortsat havde meget at gå på.

Fundamenterne kunne tåle væsentlig stærkere bølgekræfter uden at miste fæstet.

Sandsynligvis havde selve stålstrukturen givet sig, før platformen var væltet på grund af fundamentsvigt.

Holdt sig indendørs

Monsterbølger opstår efter alt at dømme i storme, når langsomme bølger bliver indhentet af hurtigere bølger. Det fører til, at de to bølgetypers højder lægger sig oven på hinanden.

Det antages, at monsterbølger har forårsaget en række skibsforlis op gennem årene, og da særlig den type forlis, hvor skibene bare forsvinder uden at have sendt nødmelding.

Oliearbejderne på Draupner-komplekset mærkede ikke noget særligt til monsterbølgen, fordi alt arbejde på dækket var blevet stoppet klokken 15 den dag på grund af stormen.

Da bølgen ramte, befandt al mandskab sig indendørs på naboplatformen Draupner S, som lå i læ bag Draupner E.

Der opstod nogle mindre skader på teknisk udstyr på Draupner Es laveste dæk, men det var alt. Dermed havde spandfundamenterne bevist, at teknologien er pålidelig og kan modstå uanede kræfter.

 

(fra forskning.no - oversat af Silas Mortensen)

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.

Danske corona-tal

Videnskab.dk går i dybden med den seneste corona-forskning. Læs vores artikler i temaet her.

Hver dag opdaterer vi også de seneste tal.

Dyk ned i grafer om udviklingen i antal smittede, indlagte og døde i Danmark og alle andre lande.

Ny video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab, klima og sundhed henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's Center for Faglig Formidling med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.


Ugens videnskabsbillede

Se flere forskningsfotos på Instagram, og læs her om påfugleedderkoppen, der er opkaldt efter fisken Nemo.