Цунами, природа их зарождения и характеристики

Цунами относится к наиболее опасным морским гидрологическим явлениям. Это бедствие известно миру с незапамятных времен. Свидетельством тому могут служить таблички библиотеки арабского поселка Рас-Шарма в Сирии, расшифрованные археологами, ведущими раскопки в этих местах. Надписи на них, относящиеся ко второму тысячелетию до нашей эры, содержат рассказ о том, что волна невиданной высоты неожиданно обрушилась на столицу древнего государства Угарит и полностью уничтожила её. В эллинской и других хрониках древнейших времен имеется несколько описаний подобных явлений.

«Остров Парамушир погружается в воды океана!..» - такую радиограмму передал перепуганный капитан судна, стоявшего на рейде Северо-Курильска в ночь с 4 на 5 ноября 1952 года. Через 40 минут после того, как в Тихом океане разразилось землетрясение, на город обрушилась стена воды высотой в трехэтажный дом. Таких катастрофических случаев цунами можно привести очень много. За двухтысячный период было зарегистрировано более 400 таких явлений.

Слово «цунами» пришло из японского языка и означает «гигантская волна в гавани». И хотя этот перевод звучит несколько экзотически и носит описательный характер, указанный термин как нельзя лучше характеризует суть явления.

Цунами представляет собой разновидность морских волн, возникающих при подводных и прибрежных землетрясениях. Необычно высокие волны появляются на побережье, поднятии или изменении дна океана. Такие нарушения поверхности дна происходят одновременно на большой территории в результате тектонических движений почвы, извержений подводных вулканов, обвалов больших участков суши в океан, подводных сдвигов и оползней. В открытом море такие волны не достигают и метровой высоты и вполне безобидны.

В открытом океане волна почти незаметна, однако при приближении к берегу огромная масса воды затормаживается, волна становится круче и выше. Горизонтальный размер такой волны 100км и более, ее высота - нескольких метров, а скорость передвижения порою 200 м/с и более. Обрушиваясь на берег, она создает водяной вал огромной разрушительной силы.

Основная природа возникновения сейсмическая. В участках земной коры, находящимся под дном океана, происходят разрывы, проявляющиеся в виде землетрясений. Вертикальное смещение участка морского дна передается водному столбу, и на поверхности океана образуются волны. Условием этого является то, чтобы такого рода подвижка произошла в ограниченной области.

Существует и иная трактовка причин образования цунами – это извержение наземных и подводных вулканов. В первом случае обломки вулканических пород огромных размеров (объемом десятков кубических километров), обрушиваются на поверхность океана с большой высоты. Они играют роль гигантского камня, брошенного в водоем. Таким было извержение в Кракатау в 1883 году. Это характерный пример цунами несейсмического происхождения.

Третьей причиной образования цунами являются обвалы и оползни. На морском дне может произойти оползень в рыхлых осадочных отложениях и вызвать волнение водной массы. Цунами такого типа возникают довольно редко, да и масштаб их действия бывает ограничен. Однако существуют и исключения: одна из возникших таким образом волн была, по-видимому, самой высокой из известных. При землетрясении 1899 года на Аляске в залив Литуя сползла масса земли объемом 30 млн. кубометров. Оползень поднял воду в заливе, и образовалась волна высотой 600 метров (тут нет никакой опечатки: волна действительно была 600 метровой), которая на противоположном берегу залива уничтожила все до 600-метрового уровня. Еще и сегодня на этой высоте видны следы её катастрофического воздействия.

Иногда имеют место случаи возникновения цунами метеорологического происхождения. Такие «метеоцунами» связаны с выходом на морские акватории тайфунов и ураганов могу приводить к значительным разрушениям.

В наш век исключительной активности в области изучения и развития атомной энергетики, у человечества появилось средство по своему желанию вызывать сотрясения, доступные ранее только силам природы.

Цунами характеризуются следующими показателями:

Высота морской волны– Расстояние по вертикали между гребнем и подошвой волны. Непосредственно над очагом возникновения высота составляет от 0,1 до 5 метров. Ни с корабля, ни с самолета эта волна обычно не видна. Люди, находящиеся на корабле, даже не подозревают о том, что под ними прошла волна цунами. Попадая на мелководье, она уменьшает скорость движения, и её энергия идет на увеличение высоты волны. Волна растет все выше и выше, как бы «спотыкаясь» на мелководье. При этом ее основание задерживается и создается нечто вроде водяной стены высотой от 10 до 50 м. и более. Конечная высота волны зависит от рельефа дна океана, контура и рельефа берега. На плоских, широких побережьях высота цунами обычно не более 5-6 м. Волны большой высоты образуются на отдельных сравнительно небольших участках побережья с узкими бухтами и долинами. В Японии, как в одной из самых страдающих от цунами стран, волны высотой 7-8 м регистрируются примерно 1 раз в 15 лет, а высотой в 30 и более отмечались 4 раза за последние 1500 лет. Самой крупной была волна, которая обрушилась на берег полуострова Камчатка у мыса Лопатка в 1737 году. Она достигала высоты около 70 метров.В 1968 году на Гавайских островах волна перекатывалась через верхушки прибрежных пальм.

Длина морской волны – расстояние по горизонтали между 2 вершинами или подошвами смежных волн. Длина волны может составлять от 150 до 600 км. Она сокращается по мере уменьшения глубины океана, так как скорость перемещения цунами становится меньше при подходе к берегу.

Фазовая скорость волны – линейная скорость перемещения какой либо фазы (элемента) волны, например, гребня. Она колеблется в пределах от 50 до 1000 км/ч. Чем больше глубина океана, тем с большей скоростью перемещается волна. Пересекая Тихий океан, где средняя глубина около 4 км, цунами движется со скоростью 650-800 км/ч. При прохождении глубоководных желобов скорость увеличивается до 1000 км/ч., а при подходе к берегам быстро падает и составляет на глубине 100 м около100 км/ч.

Подобно тому, как имеется шкала интенсивности землетрясений, существует и шкала интенсивности цунами. Японцы, которые с цунами знакомы больше всех, разработали свою шкалу (она пятибалльная и сравнима с интенсивностью землетрясений). В международной практике более широкое применение находит шкала для цунами, составленная английским сейсмологом Н.Н. Амбрейзисом (шкала Амбрейзиса – таблица №13)

Таблица № 13

Интенсивность цунами зависит от длины, высоты и фазовой скорости движения волны набега. Энергия цунами обычно составляет от 1 до 10% энергии вызвавшего ее землетрясения.