Цунами (original) (raw)

Приход цунами в курортный город Ао Нанг застигает обитателей врасплох

Геоморфологическая природа цунами

Цуна́ми[1] (яп. 津波 IPA: [t͡sɯnä́mí][2], где 津 — «бухта, залив», 波 — «волна») — сейсмические волны в поверхностных водах Земли, порождаемые земле- и моретрясениями (сливные землетрясения). Представляют собой длинные волны, вызываемые мощным воздействием на всю толщу воды в океане или другом водоёме. Практически незаметны в открытом море, но превращаются в разрушительный водяной вал в прибрежном мелководье (отсюда японское название, дословно означающее «волна в заливе»).

Цунами, по мнению некоторых специалистов, являются солитонами[3]. Причиной большинства цунами являются подводные землетрясения (моретрясения), во время которых происходит резкое смещение (поднятие или опускание) участка морского дна. Цунами образуются при землетрясении любой силы, но большой силы достигают те, которые возникают из-за сильных землетрясений (с магнитудой более 7). В результате землетрясения распространяется несколько волн. Более 80 % цунами возникают на периферии Тихого океана. Первое научное описание явления дал Хосе де Акоста в 1586 году, когда после мощного землетрясения в Лиме (Перу) цунами высотой 25 метров взлилось вглубь суши на расстояние 10 км.

С. П. Крашенинников в своём «Описании земли Камчатки» первым в России описал и цунами[4][5] как некий «взлив» моря после «земли трясения» 1737 года у берегов Камчатки, включая такие подробности как осыхание морского дна перед «взливом».

Также цунами узнаётся в описании бедствия 1780 года, которое разорило первое русское поселение на острове Урупе (в бухте на океанской стороне) — вода стала стремительно уходить из бухты, чтобы потом обратно «идти валом...»[6].

Когда волна попадает на мелководье, она замедляется, а ее амплитуда (высота) увеличивается.

В открытом океане волны цунами распространяются со скоростью g ⋅ H {\displaystyle {\sqrt {g\cdot H}}} {\displaystyle {\sqrt {g\cdot H}}}, где g {\displaystyle g} {\displaystyle g} — ускорение свободного падения, а H {\displaystyle H} {\displaystyle H} — глубина океана (так называемое приближение мелкой воды, когда длина волны намного больше глубины). При средней глубине 4 км скорость распространения равна 200 м/с или 720 км/ч. В открытом океане высота волны обычно не превышает 50 см, и поэтому волна не опасна для судоходства, её даже не могут увидеть люди на борту лодки или корабля. Период волны — от минут до часа, длина волны может быть от десятка до нескольких сот километров, скорость в океане — 600—900 км/ч, на континентальном шельфе — 100—300 км/ч[7][8]. При выходе волн на мелководье, вблизи береговой черты, их скорость и длина уменьшаются, а высота увеличивается. У берега высота цунами может достигать нескольких десятков метров. Наиболее высокие волны, до 30—40 метров[_источник не указан 2843 дня_], 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, так как 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.

Распространение волн цунами на Тихом океане. Землетрясение в Японии (2011)

Высоту волны на прибрежном мелководье ( H мелк. {\displaystyle H_{\text{мелк.}}} {\displaystyle H_{\text{мелк.}}}), не имеющем защитных сооружений, можно посчитать по следующей эмпирической формуле:[9]

H мелк. = 1 , 3 ⋅ H глуб. ⋅ ( B глуб. / B мелк. ) 1 / 4 , {\displaystyle H_{\text{мелк.}}=1,3\cdot H_{\text{глуб.}}\cdot (B_{\text{глуб.}}/B_{\text{мелк.}})^{1/4},} {\displaystyle H_{\text{мелк.}}=1,3\cdot H_{\text{глуб.}}\cdot (B_{\text{глуб.}}/B_{\text{мелк.}})^{1/4},} м

где

Землетрясения, извержения вулканов и другие подводные взрывы (в том числе взрывы подводных ядерных устройств), оползни, ледники, метеориты и другие разрушения выше или ниже уровня воды — всё это обладает достаточным потенциалом, чтобы вызвать цунами[10]. Первое предположение о том, что цунами связано с подводными землетрясениями, было высказано древнегреческим историком Фукидидом[11][12].

Системы предупреждения цунами строятся главным образом на обработке сейсмической информации. Если землетрясение имеет магнитуду более 7,0 (в прессе это называют баллами по шкале Рихтера, хотя это ошибка, так как магнитуду не измеряют в баллах. Измеряют в баллах балльность, характеризующую интенсивность сотрясения грунта во время землетрясения) и центр расположен под водой, то подаётся предупреждение о цунами. В зависимости от региона и заселённости берегов условия выработки сигнала тревоги могут быть различными.

Вторая возможность предупреждения о цунами — это предупреждение «по факту» — способ более надёжный, так как практически отсутствуют ложные тревоги, но часто такое предупреждение может быть выработано слишком поздно. Предупреждение по факту полезно для телецунами — глобальных цунами, оказывающих влияние на весь океан и приходящих на другие границы океана спустя несколько часов. Так, индонезийское цунами в декабре 2004 года для стран Африки является телецунами. Классическим случаем являются Алеутские цунами — после сильного заплеска на Алеутах можно ожидать существенный заплеск на Гавайских островах. Для выявления волн цунами в открытом океане используются придонные датчики гидростатического давления. Система предупреждения, основанная на таких датчиках со спутниковой связью с приповерхностного буя, разработанная в США, называется DART (англ. Deep-ocean Assessment and Reporting of Tsunamis). Обнаружив волну тем или иным образом, можно достаточно точно определить время её прибытия в различные населённые пункты.

Существенным моментом системы предупреждения является своевременное распространение информации среди населения. Очень важно, чтобы население представляло, какую угрозу несёт с собой цунами. В Японии имеется множество образовательных программ по природным катастрофам, а в Индонезии население в основном не знакомо с цунами, что и стало основной причиной большого количества жертв в 2004 году. Также большое значение имеет законодательная база по застройке прибрежной зоны.

Вызвано мощным землетрясением (оценка магнитуды по разным источникам колеблется от 8,3 до 9), которое произошло в Тихом океане в 130 километрах от побережья Камчатки. Три волны высотой до 15—18 метров (по разным источникам) уничтожили город Северо-Курильск и нанесли ущерб ряду прочих населённых пунктов. По официальным данным, погибло более двух тысяч человек.

Вызвано землетрясением с магнитудой 9,1, произошедшим на Андреяновских островах (Аляска), которое вызвало две волны, со средней высотой волн 15 и 8 метров соответственно. Кроме того в результате землетрясения проснулся вулкан Всевидова, расположенный на острове Умнак и не извергавшийся около 200 лет. В катастрофе погибло более 300 человек.

Землетрясение, произошедшее севернее залива (на разломе Фэруэтер), инициировало сильные оползни на склоне расположенной над бухтой Литуйя горы (около 30 миллионов кубических метров земли, камней и льда). Вся эта масса завалила северную часть бухты и вызвала огромную волну достигшую деревьев на горном склоне высотой более 500 метров, скорость потока составляла 160 км/ч[18][19]. Максимальная высота, на которой были зафиксированы разрушения, вызванные волной, составляла 524 метра над уровнем моря (или 1720 футов)[20][21].

Крупнейшее на Аляске землетрясение (магнитудой 9,2), произошедшее в проливе Принца Уильяма, вызвало цунами из нескольких волн, с наибольшей зафиксированной высотой (в момент появления) — 67 метров. В результате катастрофы (в основном, из-за цунами) по разным оценкам погибло от 120 до 150 человек.

Землетрясение с магнитудой 7,1, произошедшее на северо-западном побережье острова Новая Гвинея, вызвало мощный подводный оползень, породивший цунами, в результате которого погибло более 2000 человек.

Распространение цунами по Индийскому океану

В 110 км от побережья полуострова Кии и в 130 км от побережья префектуры Коти произошли два сильных землетрясения (магнитудой до 6,8 и 7,3 соответственно), вызвавших цунами, с высотой волн до одного метра. Пострадало несколько десятков человек.

В 00:58 произошло мощнейшее землетрясение — второе по мощности из всех зарегистрированных (магнитудой 9,3), вызвавшее самое смертоносное из всех известных цунами. От цунами пострадали страны Азии (Индонезия — 180 тыс. человек, Шри-Ланка — 31—39 тыс. человек, Таиланд — более 5 тыс. человек и др.) и африканская Сомали. Общее количество погибших превысило 235 тыс. человек.

Вызвано землетрясением магнитудой 8, произошедшим в южной части Тихого океана. Волны в несколько метров высотой достигли и Новой Гвинеи. Жертвами цунами стали 52 человека.

Сильнейшее землетрясение магнитудой 9,0 с эпицентром, находящимся в 373 км северо-восточнее Токио, вызвало цунами с высотой волны, превышавшей 7 метров. По полученным данным, гипоцентр землетрясения находился на глубине 32 км к востоку от северной части острова Хонсю[22], и простирался на расстояние около 500 км, что видно из карты афтершоков. Кроме того, землетрясение и последовавшее за ним цунами стали причиной аварии на АЭС Фукусима I.

По состоянию на 2 июля 2011 года официальное число погибших в результате землетрясения и цунами в Японии составляет 15 524 человек, 7 130 человек числятся пропавшими без вести, 5 393 человек ранены.

Некоторыми специалистами высказывается мнение, что главной причиной особенно сильных, так называемых суперцунами, становится падение на поверхность планеты небесных тел. По их мнению, прослеживается закономерность в резких климатических изменениях на границе плейстоцена и голоцена и падением крупных метеоритов на земную поверхность и в акваторию океанов[23]. В их исследованиях представлены геологические, археологические и исторические свидетельства трёх крупнейших климатических катастроф, возможно происходивших на Земле около 12 900 лет тому назад, 4300—4500 лет тому назад и в 536—540 годах нашей эры[24]. Для изучения проблемы космогенных цунами была создана международная научная группа Holocene Impact Working Group.

  1. ↑ Большой толковый словарь русского языка. — 1-е изд-е: СПб.: Норинт
  2. ↑ 「NHK日本語発音アクセント辞典」。2002年。ISBN 978-4-14-039360-4
  3. ↑ Филиппов А. Т. Многоликий солитон // Библиотечка «Квант». — Изд. 2, перераб. и доп.. — М.: Наука, 1990. — 288 с.
  4. ↑ в описательных безличных выражениях, таких как «вдруг взлилось на берега воды в вышину сажени на три»
  5. ↑ Быкасов В. Е. Новая интерпретация данных С. П. Крашенинникова о землетрясении и цунами 1737 года // Известия РГО. 2012. Т. 144. Вып. 6. С. 62–75.
  6. ↑ Акт государственной историко-культурной экспертизы, обосновывающей установление требований к осуществлению деятельности и градостроительным регламентам в границах территории объекта культурного наследия регионального значения Достопримечательного места «Место основания в 1776 году русского поселения», расположенного по адресу: Сахалинская область, Курильский район, о. Уруп, мыс Анна, бухта Алеутка (неопр.). Дата обращения: 22 ноября 2023. Архивировано из оригинала 30 апреля 2023 года.
  7. ↑ Гир Дж., Шах Х. Зыбкая твердь: Что такое землетрясение и как к нему подготовиться = Terra Non Firma. Understanding and Preparing for Earthquakes / Пер. с англ. д-ра физ.-мат. наук Н. В. Шебалина. — М.: Мир, 1988. — С. 72—73. — 63 000 экз.
  8. ↑ Edward Bryant. Tsunami: The Underrated Hazard. — 3. — Springer, 2014. — С. 19—22.
  9. ↑ Действие атомного оружия. Пер. с англ. — М.: Изд-во иностр. лит., 1954. — С. 102. — 439 с. Архивировано 15 октября 2014 года.
  10. ↑ Barbara Ferreira. When icebergs capsize, tsunamis may ensue (неопр.). Nature (17 апреля 2011). Дата обращения: 27 апреля 2011. Архивировано 22 июня 2012 года.
  11. ↑ Фукидид. История, III.89.1-4 Архивная копия от 6 октября 2013 на Wayback Machine.
  12. ↑ Smid, T. C. 'Tsunamis' in Greek Literature (англ.). — 2nd. — Greece & Rome, 1970. — Vol. 17. — P. 100—104.
  13. ↑ Тегюль Мари. Цунами: Большая Волна, Заливающая Бухту.
  14. ↑ Biggest Tsunami, Lituya Bay Tsunami (неопр.). Дата обращения: 14 октября 2009. Архивировано из оригинала 21 октября 2009 года.
  15. ↑ Volcanogenic Tsunamis (неопр.). Oregon State University.. Дата обращения: 4 января 2015. Архивировано 8 января 2015 года.
  16. ↑ Что случится, если в океан упадет астероид (неопр.). Дата обращения: 24 июля 2018. Архивировано 24 июля 2018 года.
  17. ↑ Что случится, если в океан упадет метеорит? (неопр.) Дата обращения: 24 июля 2018. Архивировано 24 июля 2018 года.
  18. ↑ Leonard, L J; Rogers, G C; Hyndman, R D. Open File 6552 (Annotated bibliography of references relevant to tsunami hazard in Canada) // Geological Survey of Canada (неопр.). — Natural Resources Canada, 2010. — С. 247—249. (англ.)
  19. ↑ Батыр Каррыев. Катастрофы в природе: землетрясения.
  20. ↑ Цунами на Аляске в 1957 и 1958 гг (неопр.). Дата обращения: 22 февраля 2011. Архивировано 18 марта 2011 года.
  21. ↑ МЕГА цунами от 9 июля 1958 года в Литуйя Бэй, Аляска (неопр.). Дата обращения: 14 марта 2011. Архивировано 8 марта 2003 года.
  22. ↑ 11 March 2011, MW 9.0, Near the East Coast of Honshu Japan Tsunami (неопр.). Дата обращения: 28 августа 2017. Архивировано 6 августа 2017 года.
  23. ↑ А. С. Алексеев, В. К. Гусяков. О ВОЗМОЖНОСТИ КОСМОГЕННЫХ ЦУНАМИ В МИРОВОМ ОКЕАНЕ (неопр.). Дата обращения: 29 октября 2011. Архивировано из оригинала 11 октября 2012 года.
  24. ↑ Гусяков В. К. От Тунгуски до Чикскулуба. «Наука в Сибири» № 43 (2828), 27 октября 2011 г. (неопр.) Дата обращения: 9 декабря 2011. Архивировано 4 октября 2013 года.