在平静海面上正常行驶的轮船，突然神秘减速并停滞不前。发动机和轮机都正常工作，但是船体只能原地打转，是什么神秘的力量在吸引着轮船？这一切的背后，是海神波塞冬的神力吗？是不是听起来有点像《走进科学》的套路？然而，这却是发生在北极附近的真实事件。近日，科学家对这一事件进行了分析，将结果发表在国际知名期刊PNAS上。让我们跟着大院er，一起走近科学，探寻真相。
1893年，挪威探险家弗里德约夫·南森为了探索北极陆地的奥秘，驾驶着“弗拉姆”号考察船在北冰洋航行，他的目标是北极点。当天天气非常好，风平浪静，海面上只有“弗拉姆”号留下的一串串涟漪。突然，他的船毫无预兆地减速了，几乎无法操纵，更别说恢复到正常的行驶速度了，尽管螺旋桨还在全力地转动着。船员们没有偷懒，船也没有撞上海面浮冰或冰山，更没有遭遇逆风，船就这样离奇地减速了。
更离奇的是，南森还发现，他的船好像被一股神秘的力量操控着，这股力量有时让船无法转向，有时让船自动转弯，在海面上划出一个大圆圈。许多船员对此感到十分恐惧，认为他们的探险行动惊动了北极地区的海怪。好在这种力量好像并不想让考察队永远地留在冰冷的海面，弗拉姆号还是能够克服这股神秘的力量缓慢前行。艰难航行了一段时间，考察船逃离了那片怪异的海域，船只的航行速度恢复了正常。
随着科学的发展，困惑南森的“死水效应”也被法国研究人员揭开了它的神秘面纱：当一片水域具有不同盐度的二层或更多层的水层时，就会出现这种“死水效应”。北极冰川基本都是淡水，当它们融化的时候，就会与海水掺混。由于海水密度大，所以冰川在融化后，会一定时间内在海水上方形成一层相对较薄的淡水层，而正是这个淡水和海水的分界面出现，导致了船只航行速度的减慢。
研究人员探究“死水效应”的实验设备。他们把一艘玩具船放在一个3米宽的水池中，通过光缆以恒力来拉动它前行。水池中是两层不同盐度的水，并用染料给这两层盐水打上标识。当玩具船行驶时，会在两层盐水的界面上产生波浪，然后船只突然就减速了，而此时水池中的水表面却是异常平静。波浪只发生在分层盐水的界面上，这种震荡产生了向下的低压，阻止船只移动。
在舰船航行时，有一个专有名词叫作“兴波阻力”，他指的是由于船具有重力，在前行时船头会对水产生一个压力，把水劈开进而前进，于是就激起了一组随船前进的波浪；同时，船尾在前进时，水中留出了一个低压区，形成了一组由船尾引起的波浪，这两种波浪的产生就是兴波阻力。对于高速船舶来说，兴波阻力可占总阻力的一半左右。
“死水效应”的发现对舰船设计及安全航行具有重大指导意义。科学家们解耦出了Nansen兴波阻力和Ekman兴波阻力，而且发现Ekman兴波振荡状态只是暂时的，只要保持恒定动力一定时间后，速度振荡的幅度就会开始减小直至最终消失，也就是说，船舶最终可以逃出“死水效应”。此外，它对研究受污染的海洋动力学也很有帮助，比如污染会达到什么样的程度，还有杂质会下沉到多深的海水中等等。