Den 11 februari 2020 surfade den brasilianska Maya Gabeira på en våg utanför kusten i Nazaré, Portugal, som var 73,5 meter hög. Detta var inte bara den största våg som någonsin surfades av en kvinna, utan det visade sig också vara den största våg som surfades av någon under vintersurfsäsongen 2019-2020 – det är första gången som en kvinna har ridit årets största våg.

Som kvinnlig surfare själv – om än med tveksamma förmågor – gjorde den här nyheten mig riktigt upphetsad. Jag älskar när kvinnliga idrottare åstadkommer saker som vanligtvis ger rubriker för män. Men jag är också en fysisk oceanograf och klimatforskare vid Brandeis University. Gabeiras bedrift fick mig att tänka på vågorna i sig och på de surfare som åker på dem.

Vad gör vissa vågor så stora?

Vågor börjar med en storm

Tänk några sekunder på vad som händer när du kastar en sten i en lugn damm. Den skapar en ring av vågor – fördjupningar och förhöjningar av vattenytan – som sprider sig ut från centrum.

Vågor i havet fungerar på samma sätt. Vid sällsynta tillfällen kan jordbävningar och jordskred generera vågor, men vanligtvis skapas vågor av vinden. I allmänhet produceras de största och kraftfullaste vindgenererade vågorna av starka stormar som blåser under en längre tid över ett stort område.

De vågor som surfare rider på har sitt ursprung i avlägsna stormar långt borta på andra sidan havet. Den våg som Gabeira surfade på i Nazaré genererades till exempel sannolikt av en storm någonstans mellan Grönland och Newfoundland några dagar tidigare. Vågorna inom en storm är vanligtvis röriga och kaotiska, men de blir mer organiserade när de sprider sig bort från stormen och snabbare vågor springer ifrån långsammare vågor.

Denna organisering av vågorna skapar ”svallvågor”, eller regelbundet utspridda linjer av vågor. När de beskriver en svallvåg bryr sig oceanografer och surfare i allmänhet om tre egenskaper. För det första höjden – hur hög en våg är från botten till toppen. Sedan våglängden – avståndet mellan toppen av en våg och toppen av vågen bakom den. Och slutligen perioden – den tid det tar för två på varandra följande vågor att nå en fast plats.

Botten styr vågorna

Vågorna sitter inte bara ovanpå havet. Deras energi sträcker sig långt under ytan, ibland så djupt som 500 fot. När vågorna rör sig i grundare vatten nära kusten börjar de ”känna” havets botten. När botten drar och släpar på vågorna saktar de ner, kommer närmare varandra och blir högre.

När vågorna rör sig mot kusten blir vattnet allt grundare och vågorna fortsätter att växa tills de så småningom blir instabila och vågen ”bryts” när krönet sprider sig över mot kusten.

När en svallvåg färdas genom havet är vågorna alla mer eller mindre lika stora. Men när svallvågorna löper in mot en kust kan vågorna vid en strand vara många gånger större än vågorna vid en annan strand bara en mil bort. Så varför finner vi inte stora vågor som bryter mot alla stränder? Varför finns det platser som Nazaré i Portugal, Mavericks i Kalifornien och Jaws i Maui som är ökända för att ha stora vågor?

Det handlar om vad som finns på havets botten.

De flesta kuster har inte en slät, jämnt sluttande botten som sträcker sig från djuphavet till stranden. Det finns rev, sandbankar och raviner som formar undervattensterrängen. Havsbottens form och djup kallas för batymetri.

Samma som ljus- och ljudvågor böjer sig när de träffar något eller ändrar hastighet – en process som kallas refraktion – gör havets vågor det. När grunt batymetri bromsar en del av en våg gör detta att vågorna bryts. På samma sätt som ett förstoringsglas kan böja ljuset för att fokusera det till en ljus punkt, kan rev, sandbankar och raviner fokusera vågenergin mot en enda punkt på kusten.

Detta är vad som händer vid Nazaré för att skapa jättevågor. Ut till havet från kusten sträcker sig en undervattensklyfta som etsades ut av en forntida flod när den tidigare havsnivån var mycket lägre än den är i dag. När vågorna sprider sig mot kusten över denna kanjon fungerar den som ett förstoringsglas och bryter vågorna mot mitten av kanjonen. Denna fokusering av vågorna genom Nazaré-kanjonen bidrar till att skapa de största surfbara vågorna på planeten.

Nästa gång du hör om någon som Maya Gabeira som surfar på en rekordstor våg i Nazaré, tänk på de avlägsna stormarna och den unika undervattensbatymetrin som är avgörande för att generera så stora vågor. Vågen som hon red på hade varit på en lång resa, och vid dess kraschande slut blev den ihågkommen när hon lyfte från dess krön och red nerför dess enorma, branta vägg.