Цунами
Цунами (в переводе с японского — «волна в порту»)
— это длинные волны,
возникающие из-за сотрясения воды в океане или другом водоёме.
Причиной
большинства цунами являются сильные подводные землетрясения.
В результате землетрясения распространяется несколько волн, и первая
не всегда самая сильная.
Более 80 % цунами возникают на периферии
Тихого океана.
В открытом океане волны
цунами распространяются со скоростью ,
где g - ускорение
свободного падения,
а H глубина океана (так называемое приближение
мелкой воды, когда длина волны существенно больше глубины).
При
средней глубине 4000 метров скорость распространения получается 200
м/с или 720 км/час. В открытом океане высота волны редко превышает
один метр, а длина волны (расстояние между гребнями) достигает 500—1000
километров, и поэтому не опасны для судоходства.
При выходе волн
на мелководье, вблизи береговой черты, их скорость уменьшается, а
высота увеличивается. У берега цунами может достигать нескольких
десятков метров.
Наиболее высокие волны, до 30—40 метров, образуются у крутых берегов, в клинообразных бухтах и во всех местах, где может
произойти фокусировка. Районы побережья с закрытыми бухтами являются
менее опасными.
Цунами обычно проявляется как серия волн, т.к. волны
длинные, то между приходами волн может проходить более часа. Именно
поэтому не стоит возвращаться на берег после ухода очередной волны,
а стоит выждать несколько часов.
Среди причин образования цунами следует выделить следующие:
-
Подводное землетрясение (около 85 %
всех цунами). При землетрясении под водой образуется вертикальная
подвижка дна: часть дна опускается, а часть приподнимается. Поверхность
воды приходит в колебательное движение по вертикали, стремясь
вернуться к исходному уровню, — среднему уровню моря, — и порождает
серию волн.
Далеко не каждое подводное землетрясение сопровождается
цунами. Цунамигенным (то есть порождающим волну цунами) обычно
является землетрясение с неглубоко расположенным очагом.
Проблема
распознавания цунамигенности землетрясения до сих пор не решена,
и службы предупреждения ориентируются на магнитуду землетрясения.
Вот как описывает цунами, возникшее в результате землятресения на дне Алеутского желоба 1 апреля 1946 г. британский сейсмолог Вуд Гатри:«В данном конкретном варианте я склонен считать, что землятресением, даже выдающимся, не обошлось.
Несомненно, имели место подвижки тектонических плит, потому что еще до нашествия сильнейших волн мною были зафиксированы песчаные оползни. На песке пляжа образовались их крутящиеся воронки.
Часть оборудования, разложенная мною в удалении от прилива, была, как пылесосом, поглощена и утрачена безвозвратно.
Стены воды были замечены мною издали. Поняв, что промедление смерти подобно, я вскочил в джип и пятью
минутами позже бып на вершине ближайшего холма. Оттуда я наблюдал, как желто-зеленые волны с красными пронизанными солнечными лучами гребнями, наехали на берег и, приостановившись, слегка опали.
Я 6ыл уверен, что их высоты достаточно, чтобы накрыть холм, где я укрылся под тонким железом машины. Мне повезло. Скругление самого мощного вала, словно ковшом, вырыло глубочайший котлован в десяти метрах от меня. Холм-спаситель обрезало с северной стороны, как бритвой.
А в котловане оказался небольшой катер береговой охраны. Когда волны грохотали у меня в тылу, я с радостью, смешанной с ужасом увидел, что пятеро моряков бледные, но целые, пошатываясь, выбираются на палубу своей посудины. Я пытался заговорить с ними, когда помог подняться на холм.
Парни ровным счетом ничего не слышали. Не могли говорить. Это были последствия шока.» 2
Дежурный метеоролог городка Хилоу Ангела Вейль поделилась наблюдениями не менее удивительными: «Уже ночью нас поставили в известность о том, что очаг землетрясения, чреватый цунами в нашем регионе, находится на расстоянии трех тысяч семисот километров. В семь часов утра мы, не без внутренней дрожи, наблюдали за тем, как пятнадцатиметровая волна грязной, смешанной с донными водорослями воды, накрыла ближайшие бунгало.
Волны, с периодичностью качающегося маятника, отступали и наступали. И тогда мы видели трупы, увлекаемые ими. Почти никто не спасся. Погибли, не успев пробудиться от сна.
Тех, кто вскарабкался на пальмы, тоже ждала незавидная участь. Они погибли от поражения электрическим током, когда рухнули столбы линии электропередач, а автоматика городских подстанции почему-то не сработала, не отключила напряжение.
Обрывки проводов непрестанно искрили. Мы спаслись, потому что вовремя вскарабкались на вышку, где установлены приборы для замеров скорости ветра, электропроводности воздуха, запуска метеозондов. Наше помещение не уцелело. Дюралевый ангар волны сплющили как консервную банку...»
- Оползни. Цунами такого типа возникают часто (около
7 % всех цунами).
9 июля 1958 года
в результате землетрясения на Аляске в бухте
Литуйя возник оползень.
Масса льда и земных пород обрушилась с высоты 900 м. Образовалась
волна, достигшая на противоположном берегу бухты высоты более
500 м.
Подобного рода случаи весьма редки и, конечно, не рассматриваются
в качестве эталона. Но намного чаще происходят подводные оползни
в дельтах рек, которые не менее опасны. Землетрясение может быть
причиной оползня и, например, в Индонезии, где очень велико шельфовое
осадконакопление, оползневые цунами особенно опасны, так как
случаются регулярно, вызывая локальные волны высотой более
20 метров. 
- Вулканические извержения (около 5 % всех цунами).
Крупные подводные извержения обладают таким же эффектом, что
и землетрясения. При сильных вулканических взрывах образуются
не только волны от взрыва, но вода также заполняет полости от
извергнутого материала или даже кальдеру в
результате чего возникает длинная волна.
Классический пример
— цунами, образовавшееся после извержения вулкана Кракатау в 1883 году.
Огромные цунами от вулкана Кракатау наблюдались в гаванях всего
мира и уничтожили в общей сложности 5000 кораблей, погибло 36
тысяч человек.
- Человеческая деятельность. В наш век атомной энергии
у человека в руках появилось средство вызывать по своему произволу
сотрясения, раньше доступные лишь природе. В 1946 году США произвели
в морской лагуне глубиной 60 м подводный атомный взрыв с тротиловым
эквивалентом 20 тыс. тонн. Возникшая при этом волна на расстоянии
300 м от взрыва поднялась на высоту 28,6 м, а в 6,5 км от эпицентра ещё
достигала 1,8 м.
Но для дальнего распространения волны нужно вытеснить
или поглотить некоторый объём воды, и цунами от подводных оползней
и взрывов всегда несут локальный характер.
- Падение метеорита или астероида может
вызвать огромное цунами, так как, имея огромную скорость падения,
данные тела имеют также колоссальную кинетическую энергию, которая
будет передана воде, следствием чего и будет волна.
Так, падение
метеорита 65 млн лет назад тоже вызвало цунами, отложения которого
найдены на территории штата Техас.
- Ветер может вызывать большие волны (примерно до 20
м), но такие волны не являются цунами, так как они короткопериодные
и не могут вызывать затопления на берегу. Однако возможно образования
метео-цунами при резком изменении давления или при быстром перемещении
аномалии атмосферного давления. Такое явление наблюдается на
Балеарских островах и называется Риссага.
Может быть непонятным, почему цунами высотой несколько метров
оказал ось катастрофическим, в то время, как волны той же высоты,
возникшие во время шторма, к жертвам и разрушениям не приводят?
Можно назвать несколько факторов, которые приводят к катастрофическим
последствием:
- Высота волны у берега в случае цунами, вообще говоря, не является
определяющим фактором. В зависимости от конфигурации дна возле
берега, явление цунами может пройти вовсе без волны, в обычном
понимании, а как серия стремительных приливов и отливов, что
также может привести к жертвам и разрушениям.
- Во время шторма в движение приходит лишь приповерхностный слой
воды, во время цунами - вся толща. И на берег при цунами выплёскиваются
намного большие массы воды.
- Скорость волн цунами, даже у берега, превышает скорость ветровых
волн. Кинетическая энергия у волн цунами больше.
- Цунами, как правило, порождает не одну, а несколько волн. Первая
волна, не обязательно самая большая, смачивает поверхность, уменьшая
сопротивление для последующих волн.
- При шторме волнение нарастает постепенно, люди обычно успевают
отойти на безопасное расстояние до прихода больших волн. Цунами
приходит внезапно.
- В переводе с японского, цунами - «волна, заливающая гавань».
Сила цунами может возрасти в гавани - там, где ветровые волны
ослабляются, а следовательно, жилые постройки могут стоять у
самого берега.
- Отсутствие у населения элементарных знаний о возможной опасности.
Так, во время цунами
2004 года, когда море отступило от берега, многие местные
жители оставались на берегу - из любопытства или из желания собрать
не успевшую уйти рыбу. Кроме того, после первой волны многие
возвращались в свои дома - оценить ущерб, или пытаться найти
близких, не зная о последующих волнах.
- Система оповещения о цунами, хоть и существует в природе, есть
не везде, и работает не всегда.
Российский ученый С. П. Крашенинников в фундаментальном труде «Описание земли Камчатки» показал развитие страшного природного явления - цунами. Тогда волны, достигающие высоты 70 метров, мчались со скоростью 700 километров в час, перепахивая землю и перемалывая все живое и неживое.
Дыба
Это был 1737 год. И, едва не ставший жертвой катастрофы, академик, с трудом сдерживая эмоции, рассказывал: «Ударили волны ужасного и несравненного трясения. А при том взошлись воды на берег сажен на 30, которые по-прежнему нимало не став, сбежали в море и вскоре встали в берегах своих, колеблясь через долгое время.
Иногда берега поднимая, иногда убегая в море.
От сего наводнения тамошние жители совсем разорились, а многие бедственно скончали живот свой. В некоторых местах луга, холмы и поля морскими заливами сделались».
Волны, высота которых в некоторых местах достигала десяти метров, обрушились на восточное побережье Японии в результате землетрясения магнитудой 8,9, которое произошло рано утром 11 марта 2011 г.. Его эпицентр находился в 130 километрах от побережья префектуры Мияги. Сендай является административным центром префектуры.
Фокус землетрясения находился на глубине 10 километров, и с самого начала было очевидно, что толчки спровоцируют сильное цунами.
Прогнозы сейсмологов подтвердились: вскоре на японское побережье обрушились волны...
Волна достигла острова Хонсю менее чем через час после первых подземных толчков. Японское телевидение передавало сверхъестественные кадры: поток воды, простиравшийся до горизонта, наступал на побережье, поглощая корабли, автомобили и целые здания.
Из-за цунами под водой оказались целые населенные пункты, расположенные вдоль берега, были смыты автомобили, яхты и катера.
Сообщается, что волна перевернула судно с более чем ста пассажирами, а также накрыла поезд. Судьба находившихся в составе и на судне людей неизвестна.
В префектуре Мияги поток воды проникал вглубь берега на расстояние до полутора километров, в результате затопило аэропорт, несколько человек погибли в оползнях. Население города составляет около миллиона человек, и значительная их часть осталась без крова.
Несколько миллионов домов остались без света. Из-за пожаров работу прекратили несколько АЭС. Власти страны оценили произошедшее как самое разрушительное стихийное бедствие в истории Японии.
Последствия землетрясения 11 марта 2011 г., которое признано одним из пяти крупнейших за последние 110 лет, ощущались во всем тихоокеанском регионе. Предупреждения об угрозе цунами были объявлены на Дальнем Востоке России, а также в Индонезии, Австралии и Новой Зеландии, на Тайване, Филиппинах, Гавайских островах и на западном побережье США и стран Центральной и Южной Америки.
Источники информации:
1. сайт Википедия
2. Вуд Гатри, статья в журнале «Science Systematic Knowledge», 1947 г.
К оглавлению раздела
|