سواء كنت تدرك ذلك أم لا، فإنّ كونك تمارس ركوب الأمواج يجعلك سيدًا للفيزياء المعقدة.
Whether or not you realize it, as a surfer you’re a master of complicated physics.
يبدأ علم ركوب الأمواج بمجرّد أن تلمس أنت ولوحُك الماءَ. إنّ حجم اللوح وبنيته الرشيقة تساعد في طرد الكثير من الماء. وبالمقابل، فإنّ القوّة المعومة وهي تساوي قوّة ثقل المياه المزاحة تقوم بالدفع للأعلى، بالاتجاه المعاكس لثقلك وثقل اللوح. وهذا يجعلك طافيًا لوهلة، بينما تنتظر موجة أخرى.
The science of surfing begins as soon as you and your board first hit the water. The board’s size and light construction help it displace a lot of water. In turn, a buoyant force equal to the weight of the displaced water pushes up, counteracting you and your board’s weight. This lets you stay afloat while you wait to paddle for a wave.
وماذا تنتظر بالتحديد؟ الموجة المثاليّة، بالطبع. وكما هو حال باقي الموجات في الفيزياء فإنّ أمواج المحيط تبدي انتقالًا للطاقة. إنّ هبوب الرياح عبر المحيط يحفّز جزيئات الماء لتتسارع قرب السطح، مما يؤدّي إلى تشكّل تناوبات تتحوّل إلى موجات. تقوم الجاذبيّة بالتأثير على هذه الانحرافات، من أجل إعادة السطح إلى حالته المسطّحة الأصليّة. عندما تتحرك الأمواج عبر المياه، فإنّ الجزيئات تدفع وتسحب بعضها البعض من خلال الضغط الذي تحدثه الموجة، وهذه الحركة تولّد عبر الماء طاقة متناسقة مع حركة الأمواج. إنّ حركة هذه الجزيئات محدودة أكثر من الحركة الكلّيّة للأمواج. بالقرب من الشاطئ، يحجز قاع البحر الضحل حركة الأمواج في منطقة محدودة مقارنة مع باقي البحر، مركّزًا طاقة الموج بالقرب من السطح. إذا كانت تضاريس خط الساحل متساوية ومستوية، فإنّها ستدفع الأمواج لتصبح موازية أكثر للشاطئ عند اقترابها.
And what exactly are you waiting for? The perfect wave, of course. Like other waves in physics, ocean waves represent a transfer of energy. Wind blowing across the ocean accelerates water particles near the surface, leading to the growth of ripples that become waves. These deviations from the flat surface are acted upon by gravity, which tries to restore the surface to its original flat state. As the waves then move through the water, particles push and pull on their neighbors through the wave induced pressure, and this motion propagates energy through the water in unison with the wave motion. The motion of these particles is much more limited than the overall motion of the waves. Near the shore, the shallower seafloor constrains the motion of the waves to occur in a more limited region than out at sea, concentrating the wave energy near the surface. If the topography of the shoreline is even and smooth, this will refract the waves to become more parallel to the shore as they approach.
وهذه لحظة في غاية الأهميّة. فعندما تقترب الموجة، عليك أن تدير لوحك بسرعة بنفس اتجاه الموجة وتجدّف لتصل إلى سرعتها. سيصنع لوحك زاوية مع الماء، مما سيولّد ضغطًا ديناميكيًا تحت الماء، دافعًا بك وبلوحك خارج الماء، لتنزلق أنت على السطح. في الوقت ذاته، فإنّ زخمك المتزايد نحو الأمام يجعلك أكثر ثباتًا، مما يسمح لك بالوقوف وركوب الموج.
This is the crucial moment. As the wave gets near, you quickly pivot your board in the same direction as the wave and paddle to match its speed. Your board forms an angle with the water, and this creates a dynamic pressure on the bottom of it, forcing you and your board out of the water, to skim along the surface. At the same time, your increased forward momentum makes you more stable, allowing you to stand up and surf along the wave.
والآن استطعت انتقاء الموجة، ورَكبتها موازايًا خطّ الساحل. إنّ الزعانف على اللوح تسمح لك بتغيير سرعتك واتجاهك عن طريق إعادة ضبط موقع كتلتك. تقع قمة الموجة أعلاك، حيث تخضع جزيئات الموجة لأعلى تسارعٍ ممكن. والذي يدفعها للتحرّك بسرعة أكبر من الموجة السفليّة، ولذلك فهني تتسارع للأمام قبل الخضوع لتأثير الجاذبيّة. وهذا ما يشكّل الالتفافات والتقلبات المميّزة للموجات، عندما تنكسر على طول الشاطئ. في بعض الأحيان، يمكن لهذا الالتفاف أن يطوّق جزءًا كاملًا من الموجة، مشكّلًا أنبوبًا متحرّكًا من الماء يعرَف باسم البرميل. ولكن بسبب عدم انتظام قاع البحر وبسبب الموجة ذاتها، قد تدوم بعض البراميل لمدة 27 دقيقة كتلك الأسطوريّة قبالة سواحل ناميبيا. ولكنّ الكثير من الأشخاص الذين ركبوا تلك الأنابيب قالوا بأنّ الوقت يمرّ بشكلٍ مختلفٍ داخلها، مما يجعلها واحدة من أكثر التجارب الساحرة التي يحظى بها راكبو الأمواج.
Now you’ve caught the wave, and are riding along its front face parallel to the shoreline. Fins on the surfboard allow you to alter your speed and direction by repositioning your weight. Above you is the wave’s crest, where the water particles are undergoing their greatest acceleration. That forces them to move faster than the underlying wave, so they shoot ahead before falling under gravity’s influence. This forms the waves’ characteristic curls, or jets, as they break along the shore. Sometimes, the curl might completely enclose part of the wave, forming a moving tube of water known as the barrel. Because of irregularities in the seafloor and the swell itself, few barrels last as long as the legendary 27-second ride off the coast of Namibia. But many who manage to get barreled have said they feel time passing differently inside, making it one of the most magical experiences a surfer can have.
وبالطبع، ليست كل الشواطئ متشابهة. فالأخاديد الواقعة تحت سطح البحر وتشكيل الصخور في مواقع معيّنة مثل نازار في البرتغال، أو مافيريكس في كاليفورنيا. تحرف طاقة الموجة الواردة وتوجّهها إلى نقطة واحدة، مما يشكّل موجات ضخمة جاعلًا منها وجهة راكبي الأمواج حول العالم. حيث أنّ بعض هذه الأمواج تسافر لمدة تتجاوز الأسبوع، مع تموّجات تنشأ من على بعدٍ يزيد عن 10,000 كيلومتر عن الشاطئ. إنّ الأمواج التي تُركَب في كاليفورنيا يمكن أن تكون قد نشأت في البحار العاصفة بالقرب من نيوزيلندا.
Of course, not all beaches are created equal. Offshore underwater canyons or rock formations in certain locations like Nazare, Portugal or Mavericks, California refract the incoming wave energy into a single spot, creating massive waves sought by surfers worldwide. And some of these waves travel for more than a week, with swells originating more than 10,000 kilometers away from shore. Waves surfed in sunny California may have originated in the stormy seas near New Zealand.
لذا في حين أنّك قد لا تفكّر بتقلّبات الجوّ في جنوب المحيط الهادئ، أو تحرّكات القشرة الأرضيّة، أو ميكانيك السوائل، فإنّ فنَّ اختيار الموجة المثاليّة يعتمد على كلّ هذه الأشياء وأكثر من ذلك. والأمواج التي نركبها، والتي تنشأ بفعل الرياح، هي جزءٌ مرئيٌّ واحدٌ فقط من تذبذب الطاقة المستمر الذي ساعد في هيكلة كوننا منذ بدايته.
So while you may not be thinking about weather patterns in the South Pacific, tectonic geology, or fluid mechanics, the art of catching the perfect wave relies on all these things and more. And the waves we surf, created by wind, are just one visible part of the continuous oscillation of energy that has shaped our universe since its very beginning.