The Economist - USA (2021-12-18)

(Antfer) #1
The Economist December 18th 2021 Science & technology 63

es  around  three  times  as  much  thrust  per
unit of energy expended as a typical small
boat’s propeller can manage. And he hopes,
soon,  to  do  even  better  than  this.  Having
demonstrated  his  device  to  America’s  Of­
fice of Naval Research, he has piqued their
interest.  The  result  is  a  commission  for  a
follow­up,  c­Ray,  that  should  be  lighter,
faster and yet more efficient.
Unlike Velox, which is controlled by ca­
ble,  c­Ray  will  be  autonomous—the  ulti­
mate  aim  being  to  develop  co­operative
swarms  of  craft  for  jobs  such  as  mine  de­
tection  and  removal,  reconnaissance  and
anti­submarine patrols. From a naval per­
spective,  however,  undulatory  propulsion
may  have  a  yet­more­important  advan­
tage. Submarines are often detected by the
noise  they  make,  much  of  which  comes
from the propeller and the shaft driving it.
Undulatory propulsion, moving more wa­
ter at lower speed, should be quieterthan
any  propeller.  Nor  does  it  involve  anoisy
phenomenon  called  cavitation,  causedby
transient  gas  bubbles  that  form in re­
sponse to propeller blades’ pressure.
This  matters,  because  Velox­like fins
may  prove  to  be  a  technology  thatcanbe
scaled up to propel full­sized submarines.
As Mr Filardo observes, the largest marine
animals  of  all,  the  great  whales,  arefin­
propelled,  even  if  their  fins  are  arranged
differently  from  Velox’s.  Indeed,  thebig­
gest  of  the  lot,  a  blue  whale,  can  travelat
more than 20 knots, which would notdis­
grace  the  average  submarine.  Previousat­
tempts  to  scale­up  fin­propulsion have
failed,  he  says,  because  they  have not
found the necessary compromise between
stiffness and flexibility. He reckons hehas.


Travelling waves
Even if they do not make the big­time,na­
val­warfare­wise,  swarms  of  Velox’s de­
scendants  might  be  deployed  for tasks
from harvesting scallops without destruc­
tive  trawling  to  mining  nodules  fromthe
seabed without harming habitats—forun­
dulatory propulsion does not disturbsedi­
ment. In a world where the creationofnew
carbon  sinks  may  become  big  business,
they  might  even  be  used  to  plant  bedsof
seagrass on a vast scale. Craft propelledby
undulation  would  also  have  less  riskof
harming  swimming  mammals,  such as
manatees and human beings, whichsome­
times get chewed up by propellers. 
Mr Filardo is even looking into theidea
of  merging  his  interests,  by  designinga
craft  with  undulating  propulsion  thatcan
moor itself and then recharge its batteries
from  disturbances  to  its  fins  caused by
passing ocean currents. Just how farheor
others  will  be  able  to  push  this  newap­
proach  to  propulsion  remains  to  beseen.
But  if  the  engineering  works,  and  canin­
deed  be  scaled  up,  ship’s  propellersmay
one day look as old­fashioned as sails.n


Geomagneticarchaeology

One with Nineveh


and Tyre


W


hensennacherib, KingofAssyria,
sent  his  army  to  the  kingdom  of  Ju­
dah in 701bc, and had it destroy the city of
Lachish, 43km south­west of Jerusalem, he
was  doing  his  bit  for  science  as  well.  As
Yoav Vaknin of Tel Aviv University told this
year’s meeting of the American Geophysi­
cal Union, held in New Orleans and online,
residual  magnetism  in  the  burnt­down
buildings is helping archaeologists to date
other  finds  in  the  area.  It  also  helps  geo­
physicists  to  chart  the  ups  and  downs  of
terrestrial magnetism.
Mr Vaknin’s work at Lachish is the most
recent  of  a  series  of  studies  he  has  per­
formed that were enabled by arsonous an­
cient kings. The first examined a building
destroyed  when  Jerusalem  was  burned  by
Babylonian  troops  in  586bc.  According  to
the  biblical  Book  of  Kings,  this  happened
“in the fifth month, on the seventh day of
the month, which was the nineteenth year
of King Nebuchadnezzar, King of Babylon”.
Mr Vaknin says that date is considered
reliable by biblical scholars. So he and his
colleagues  were  able  to  pinpoint  the  mo­
ment  when  this  building,  the  remains  of
which were found under a car park, was de­
stroyed. Those remains included pieces of
the  polished  upper  floor  and  the  burnt
wooden beams that once supported it. 
The  fire’s  heat  would  have  erased  any
magnetism  in  the  minerals  of  this  floor.
Earth’s magnetic field then left its mark as
those  minerals  cooled,  magnetising  them

anew.  Assuming  the  fragments  have  not
moved since then, the alignments of their
magnetic fields will point in the direction
of Earth’s field as it was on that fateful day.
Looking  for  magnetic  alignments  in
this  way  was  well  understood  when  Mr
Vaknin began his investigation. But he and
his  colleagues  also  did  an  experiment.
They heated samples of the fallen floor in
their  laboratory  and  exposed  them  to  a
magnetic  field  as  they  cooled  down,  thus
repeating  what  had  happened  when  the
edifice  was  destroyed.  By  comparing  the
resultant  magnetisation  with  the  original
one, and knowing the strength of the field
they  had  themselves  applied,  they  were
able  to  estimate  the  strength  of  Earth's
magnetic field on the day of the sack.
They  have  now  repeated  this  approach
at other sites, leading to well­dated recon­
structions of the magnetic fields connect­
ed  with  the  sackings  of  Gath,  Kinneret,
Bethsaida and Ekronin, as well as Lachish
and  Jerusalem,  courtesy  of  military  cam­
paigns  by  Aramean,  Assyrian  and  Babylo­
nian  kings.  The  dates  range  from  about
830 bcto exactly 586bc.
That is more or less the maximum span
for which this approach is feasible. Written
accounts  of  earlier  invasions,  in  the  Bible
and other texts, are thought insufficiently
reliable.  And  after  the  Babylonians  came
the  Persians,  who  were,  as  Mr  Vaknin  ob­
serves, “kind enough not to destroy cities”.
It is, though, an extremely useful span,
for it coincides with a hiatus in the archae­
ological record called the Hallstatt plateau.
This  “plateau”  is  a  flat  stretch  of  the  cali­
bration  curve  used  for  a  technique  called
radiocarbon  dating.  It  is  a  period,  from
400­800bc, when, for reasons not entirely
clear, radiocarbon dating breaks down. 
Samples  from  the  time  of  the  plateau
have  hitherto  been  undatable  within  that
four­century  span.  This  might  now
change. Radiocarbon dating relies on mea­
suring the amount of ^14 C, an unstable iso­
tope  of  carbon,  in  organic  materials  such
as  wood.  Thanks  to  the  ingenuity  of  Mr
Vaknin  and  his  colleagues,  and  the  ruth­
lessness  of  ancient  kings,  the  magnetisa­
tion of inorganic materials that have been
exposed to heat, such as shards of pottery
from cooking vessels, offers an alternative.
Mr  Vaknin’s  data  points  are  also  valu­
able for geophysicists who want to under­
stand  how  movements  in  Earth’s  core
change  the  planet’s  magnetic  field.  The
period Mr Vaknin studies was one in which
this  field  was  usually  about  50%  stronger
than it is today, and for short periods was
double today’s strength.
As to Lachish, history did not forget it.
Sennacherib celebrated victory by ordering
huge alabaster reliefs of his victory (one of
which  is  depicted  above)  todecorate  his
palace  in  Assyria’s  capital,  Nineveh.They
are now in the British Museum.n

Earth’s magnetic field illuminates
biblical history
Free download pdf