самое разрушительное решение уравнений движения жидкостей – Наука – Коммерсантъ

Цунами: первый иероглиф — «порт, залив», второй — «волна»

Curriculum vitae

Цунами — это гравитационные, то есть управляемые силой тяжести, волны, возникающие из-за крупномасштабных кратких возмущений (подводных землетрясений, извержений подводных вулканов, подводных оползней, падения обломков скал, подводных взрывов и т.п.).

Характерная длительность цунами составляет 5-100 минут, длина 1-1000 км, скорость распространения 1-200 м/с, высота может достигать десятков метров. В открытом океане высота волны цунами редко превышает метр и для судоходства она не опасна; выходя на берег, волна замедляется, но вырастает. Рекордная высота цунами составляет 524 метра (волна в бухте Литуя на Аляске после схода лавины 10 июля 1958 года).

В XX веке произошло более 250 цунами, в последние годы их частота увеличивается. Во второй половине века по числу жертв цунами занимает пятое место среди всех стихийных бедствий. Цунами, вызванное подводным землетрясением в Индийском океане 26 декабря 2004 года, считается самым смертоносным стихийным бедствием в современной истории. Число жертв, по разным оценкам, составило 225-300 тысяч человек.

Подавляющее большинство цунами за всю историю зарегистрировано в Тихом океане (более 1000), в Атлантическом и Тихом океанах — около 100. В малых бассейнах цунами редки, в Черном море — 4 раза за 100 лет (с высотой не более 20 см), в Каспийском море — один раз.

Математика цунами

Математически любое движение жидкости — от ряби в луже до цунами — представляет собой решение стандартных уравнений движения жидкости, уравнений гидродинамики. Решение зависит от граничных условий, то есть от того, чем вызвана волна и в каких условиях она существует. Кроме того, точно решить гидродинамические уравнения в общем виде невозможно, поэтому в конкретных ситуациях приходится использовать различные приближения. То есть разница решений определяется различием граничных условий и принятых приближений. Последствия же этих различий могут быть очень существенными. Простейшая теория цунами — стандартная линейная поршневая модель — основана на двух основных положениях.

Во-первых, типичная длина волны цунами (или толщина — это расстояние от одного гребня волны до другого поперек ее фронта) составляет десятки и даже сотни километров. Поэтому даже на океанских глубинах можно использовать приближение мелкой воды, то есть считать, что длина волны много больше глубины, что позволяет упростить уравнения.

Во-вторых, в поршневой модели предполагается мгновенное поднятие (или опускание) участка дна правильной формы. Обычно это окружность, некоторые точные результаты можно получить и для эллипса. В таком виде гидродинамические уравнения удается решить до конца. Физическая картина проста: мгновенно поднявшийся столб воды растекается в стороны — это и есть цунами.

Важнейший результат стандартной модели: скорость волны определяется только локальной глубиной океана и равна c=(g•h)1/2, где g≈10 м/c2 — ускорение свободного падения. Для средней глубины Мирового океана, около 4 км, получается c≈(10м/c2 4000м)1/2≈200 м/с, это 720 км/час.

Учет подробностей — точной формы очага землетрясения, сжимаемости воды, поправки на вращение Земли и т.д. — существенно усложняет решение, но главный результат остается практически неизменным.

Полмиллиона атомных бомб

Несмотря на внешнее сходство, цунами принципиально отличается от даже самых сильных штормовых волн. Штормовой ветер захватывает только приповерхностные слои воды, цунами же живет от самого дна. Поэтому энергетические масштабы, а значит, и степень разрушений, несопоставимы. Штормовой ветер — это просто в десять раз ускорившийся бриз (бриз — 3-5 м/с, шторм — 20-30 м/с), цунами же транслирует на берег огромную энергию, высвобождающуюся при подводном катаклизме. А она может достигать фантастических величин. Так, общий энергетический масштаб цунами, вызванного извержением вулкана Кракатау в 1883 году, оценивается в 250-500 тысяч хиросимских атомных бомб.

Е.Н. Пелиновский, Гидродинамика волн цунами, ИПФ РАН, Н. Новгород (1996).

B.Levin, M. Nosov, Physics of Tsunamis, Springer (2009).

Всемирный день распространения информации о проблеме цунами

Продвижение национальных и местных стратегий снижения риска бедствий

В 2020 году Всемирный день распространения информации о проблеме цунами посвящен разработке на национальном и общинном уровнях местных стратегий снижения риска бедствий в целях спасения большего числа жизней. В рамках этого Дня будут приняты меры по продвижению Сендайской рамочной программы, в частности ее положения «значительно увеличить число стран, принявших национальные и местные стратегии снижения риска бедствий».

По оценкам, к 2030 году 50% населения мира будет проживать в прибрежных районах, подверженных наводнениям, штормам и цунами. Наличие соответствующих стратегий и мер повышает сопротивляемость и способствует защите населения.

В декабре 2015 года Генеральная Ассамблея приняла резолюцию, провозглашающую 5 ноября Всемирным днем распространения информации о проблеме цунами. Генеральная Ассамблея призвала все страны, международные и региональные организации, а также гражданское общество повышать осведомленность общественности об опасности цунами и делиться передовым опытом в деятельности по снижению риска бедствий.

Инициатива провозглашения Дня принадлежит Японии, которая накопила огромный опыт в области раннего предупреждения, мер по реагированию и восстановлению после ударов стихии, а также в сфере снижения риска будущих катастроф. Управление ООН по снижению риска бедствий содействует проведению Дня в сотрудничестве с остальными учреждениями системы ООН.

Основные сведения

Цунами — редкое, но одно из наиболее смертельных стихийных бедствий. За последние 100 лет в результате 58 цунами погибли 260 000 человек, в среднем по 4600 человек за одно явление, что является наиболее высоким показателем по сравнению с другими природными катастрофами. Больше всего человек погибло в результате цунами в Индийском океане в декабре 2004 года — 227 000 человек в 14 странах, особенно пострадали жители Индонезии, Шри-Ланки, Индии и Таиланда. 

Через три недели после этой катастрофы представители международного сообщества собрались в японском городе Кобе, префектура Хиого, и приняли Хиогскую рамочную программу действий на 2005–2015 годы. Этот документ стал первым глобальным соглашением в области уменьшения опасности стихийных бедствий.

На его базе была создана Система предупреждения о цунами в Индийском океане, куда входит целый ряд сейсмографических и морских станций, регистрирующих и пересылающих данные в центры по предупреждению о цунами.

Стремительная урбанизация и рост туризма в регионах, где возникают цунами, подвергают угрозе жизни большого числа людей. Снижение рисков становится приоритетным направлением в рамках деятельности по сокращению количества смертельных случаев в результате стихийных бедствий, что является главной целью  Сендайской рамочной программы, принятой в марте 2015 года и пришедшей на смену Хиогской рамочной программе.

Что такое цунами?

Слово «цунами» происходит от двух японских слов — «цу» (гавань, порт) и «нами» (волна). Цунами — это серия морских гравитационных волн, образующихся в результате крупномасштабного возмущения в толще морской воды, имеющего относительно небольшую продолжительность во времени.

В большинстве случаев цунами вызываются землетрясениями, при которых происходит вертикальный разрыв толщи воды под воздействием вертикального тектонического сдвига морского дна по линии разлома земной коры, подстилающей или окаймляющей ложе океана. К числу других явлений, порождающих цунами, относятся извержения вулканов недалеко от океана или в самом океане, перемещение подводных осадочных пород, оползни на побережье с попаданием обрушившейся породы в воду или крупные взрывы в океане, являющиеся результатом деятельности человека или падения метеоритов.

Зачастую цунами может обрушиваться на берег в виде вертикальной стены турбулентной воды, которая может иметь очень большую разрушительную силу. Характерные для цунами периоды (продолжительность во времени одного цикла волны) варьируются от нескольких минут до целого часа.

Волны цунами различаются по силе, и первая волна может не нести столько разрушений, как последующие. В большинстве случаев происходит также понижение уровня моря либо перед, либо между гребнями волн цунами, что приводит к отступлению береговой линии иногда на целый километр или более. Волны выносят в океан обломки строений, разрушенных предыдущими волнами.

Причины возникновения цунами

Землетрясения

Цунами могут происходить в результате тектонического сдвига морского дна по линии разлома земной коры.

Наиболее сильные землетрясения происходят в зонах субдукции, где океаническая кора пододвигается под островную дугу или более молодую океаническую плиту.

Не все землетрясения могут стать причиной цунами. Чтобы вызвать цунами землетрясение должно соответствовать четырем условиям:

1. Оно должно произойти под океаном или стать причиной падения огромного массива материала в океан,
2. Его магнитуда должна превосходить 6,5 баллов по шкале Рихтера,
3. Оно должно стать причиной разрыва земной коры и произойти на глубине менее 70 км ниже поверхности Земли,
4. Оно должно стать причиной вертикального движения океанического дна на несколько метров.

Оползни

Оползни на побережье могут стать причиной падения огромного массива материала в океан, что вызовет цунами. Подводные оползни также могут вызвать цунами, если материал срывается с места резким движением, выталкивая воду.

Вулканические извержения

Несмотря на редкий характер, крупные извержения вулканов могут вызвать сотрясения и стать причиной перемещения огромного массива воды и возникновения разрушительных волн цунами в эпицентре.

26 августа 1883 года в результате извержения вулкана Кракатау в Индонезии произошло наиболее разрушительное цунами такого рода. Образовавшиеся волны, высота которых достигала 40 метров, уничтожили прибрежные населенные пункты в Зондском проливе на островах Ява и Суматра. Погибли 36417 человек.

Падение крупного небесного тела

Иногда цунами могут произойти при падении астероида или метеорита. Несмотря на то, что в современной истории не было зарегистрировано подобных случаев, по прогнозам ученых, при падении небесного тела в океан перемещению подвергнется огромный массив воды, что несомненно вызовет цунами.

ВОЛНА, НЕСУЩАЯ СМЕРТЬ | Наука и жизнь

Землетрясение, случившееся 26 декабря 2004 года у берегов Индонезии, стало причиной гигантской волны — цунами, которое обрушилось на остров Суматра, Шри-Ланку, острова у берегов Таиланда, восточное побережье Индии, Мальдивские острова и даже на береговую зону в Сомали в Восточной Африке. Цунами унесло жизни около 300 тысяч человек и причинило огромный материальный ущерб. По оценкам ООН, это крупнейшая природная катастрофа, постигшая человечество за последние 100 лет. Что же такое цунами, как и где возникает это явление и можно ли его предсказать?

Наука и жизнь // Иллюстрации

Примерная схема образования цунами.

Схема рельефа дна северо-восточной части Индийского океана.

Район Юго-Восточной Азии и Океании отличается высокой сейсмичностью. Каждая точка на карте — эпицентр землетрясения в период с 1977 года. Цветом указана глубина очага в километрах.

‹

›

Термин «цунами» пришел из японского языка и дословно означает «большая волна в заливе». Цунами возникает во время землетрясения в море или в океане, когда создаются условия для образования в толще воды мощных волн. Эти волны расходятся во все стороны от эпицентра, который представляет собой проекцию гипоцентра — условного центра очага землетрясения — на поверхность морского дна. Очаг располагается в толще Земли на некоторой глубине, чаще всего в пределах нескольких десятков километров. Именно там, в области очага, возникают напряжения и деформации горных пород, которые приводят к разрывам и высвобождению накопившейся энергии.

Далеко не каждое землетрясение, случающееся в океане, вызывает цунами. Гигантская волна образуется в том случае, когда происходит внезапное, очень резкое смещение океанского дна, и особенно часто при мгновенном вертикальном взбрасывании (подъеме) одного из крыльев тектонического разрыва. Детальный анализ условий возбуждения цунами показал, что максимальная амплитуда волн цунами возникает в том случае, когда смещения пород происходят на глубине примерно 10 км, а если гипоцентр расположен глубже, амплитуда постепенно уменьшается.

Над местом тектонического смещения океанского дна в поверхностном слое воды возникает водяной холм, который, оседая, образует волны, расходящиеся, как от брошенного в воду камня, во все стороны. В открытом океане эти волны имеют очень большую длину: расстояние между двумя гребнями достигает 100-150 км. А вот высота у них небольшая, всего несколько метров, очень редко — десятки метров.

Итак, резкое, почти мгновенное смещение дна вызывает одновременный подъем всей толщи океанской воды и волны на поверхности, расходящиеся в стороны со скоростью до 600-800 км/ч. Чем больше глубина океана, тем выше скорость волн, которая примерно пропорциональна квадратному корню из глубины. Находясь в открытом океане на корабле или яхте, очень длинную поверхностную волну можно и не заметить. Но ситуация меняется, когда такая волна приближается к отмелому берегу с широким и пологим подводным склоном.

Дело в том, что колоссальная энергия волны перераспределяется, так как трение воды о дно замедляет движение нижней части водяной толщи, в то время как ее верхняя часть перемещается с большей скоростью. Этот процесс начинает развиваться, когда глубина достигает примерно половины длины волны. При приближении к берегу уменьшается как скорость движения волны, так и ее длина. Например, при глубинах около 1 км скорость волны составляет 350-360 км/ч, а при глубине 50 м — менее 100 км/ч.

Когда нижняя часть волны начинает тормозиться, волна «вырастает», увеличивая свою высоту, и вся ее энергия сосредоточивается на относительно узком фронте. На гребне растущей волны появляется белый бурун, и она приобретает асимметричную форму: внутренняя сторона вогнутая и крутая, а внешняя, обращенная в сторону океана, — более пологая.

У волны цунами гребень венчается гигантским буруном, а сама она, высотой 5, 10 или 30 м, всей массой гигантской водяной стены обрушивается на берег, и бурлящая вода стремительно мчится вперед, сметая все на своем пути. Если волна входит в узкий залив, то ее высота возрастает в несколько раз, образуя водяной вал (его называют «бор»), удар которого о берег подобен залпу сотен орудий. Постепенно сила волны иссякает, и вода начинает свой обратный бег к океану, увлекая за собой любые плавающие предметы, автомобили, животных и людей.

В случае недавней катастрофы, начавшейся утром 26 декабря 2004 года в 7 часов 58 минут 53 секунды по местному времени в Индийском океане у берегов Индонезии и Таиланда, эпицентр первого землетрясения находился вблизи северной оконечности острова Суматра, в точке с координатами 3°30′ северной широты и 95°87′ восточной долготы. В геологическом плане в этом районе проходит граница между двумя литосферными плитами — крупными блоками земной коры. При этом происходит погружение, пододвигание (субдукция) океанической Индийской плиты под более восточную континентальную плиту. Глубоководный желоб, протягивающийся параллельно Суматре, представляет собой след такого погружения.

Гипоцентр первого толчка землетрясения был неглубоким, как говорят, мелкофокусным и находился на глубине около 30 км. Резкое, почти мгновенное смещение океанской плиты на десятки метров вызвало деформацию в поверхности океанского дна, которая и спровоцировала возникновение цунами, сразу же обрушившегося на острова Суматра и Ява. Примерно через 10-20 минут волна достигла Андаманских и Никобарских островов, а затем западных берегов Таиланда и курортного острова Пхукет.

Больше времени, почти два часа, понадобилось цунами, чтобы ударить по Шри-Ланке (бывший остров Цейлон), восточному побережью Индии, Бангладеш и Мальдивским островам. На Мальдивах высота волны не превышала двух метров, но сами острова поднимаются над поверхностью океана не больше, чем на метр-полтора, поэтому две трети территории Мале — столицы островного государства — оказались под водой. Однако в целом Мальдивские острова пострадали не слишком сильно, поскольку окружены постройками коралловых рифов, которые приняли на себя удары волн и погасили их энергию, обеспечив тем самым пассивную защиту от цунами. Через шесть часов волна дошла до восточного побережья Африки. Наибольшее число жертв и разрушений цунами вызвало в Индонезии и на Шри-Ланке. По оценкам, общее количество погибших составляет более 280 тысяч человек.

По данным сейсмических станций, землетрясение, вызвавшее цунами в Индийском океане, вернее, его первый толчок имел магнитуду 8,6-8,9 или даже 9,1 по шкале Рихтера, то есть близко к максимально возможной. Появились сведения, что оно способствовало резкому смещению оси вращения Земли на 3 см, а земные сутки уменьшились на 3 микросекунды. Второй толчок, эпицентр которого находился несколько севернее первого, имел магнитуду 7,3 и вызвал образование второй волны цунами. После первых, самых сильных толчков 26 декабря землетрясения в этом регионе происходили практически ежедневно в течение нескольких недель с довольно высокой магнитудой порядка 5-6. Такие землетрясения, следующие за главным сейсмическим ударом, называются афтершоками. Они свидетельствуют о рассасывании напряжений, об их релаксации.

Землетрясения колоссальной мощности происходят с периодичностью раз в 150-200 лет. Об этом есть достоверные исторические сведения, в том числе и о цунами, вызванных землетрясениями. Так, в 365 году н.э. в Александрии (Египет) волны погубили 5000 человек; в 1755 году в Лиссабоне жертвами цунами стали тысячи людей. При взрыве вулкана Кракатау в Зондском проливе между островами Ява и Суматра в 1883 году гигантская волна смыла в море более 36 000 человек; в 1896 году в Японии волны высотой 15 м привели к смерти нескольких тысяч человек, в 1933 году у побережья Санрику в Японии, где высота волн цунами достигала 24 м, погибли 3000 жителей. В 1952 году цунами высотой 18 м разрушило город Северо-Курильск, расположенный на острове Парамушир, самом северном острове Курильской островной дуги, при этом погибли несколько тысяч жителей, так как волн было три. Список подобных катастроф можно еще продолжить.

Возникает вопрос: а можно ли предвидеть цунами и предупредить жителей регионов о надвигающейся волне? День и час возникновения землетрясения предсказать в принципе нереально, так как это процесс нелинейный. Но можно установить районы, где риск землетрясения велик, и определить его вероятную силу, то есть провести сейсмическое районирование территорий различной детальности.

Основные места возникновения цунами — это Тихий океан, на периферию которого приходится более 80% цунами. Знаменитое «огненное» кольцо Тихого океана характеризуется не только большим количеством действующих вулканов, но и частыми сильными землетрясениями, горным рельефом и цепочкой глубоководных желобов. В этих местах, называемых активными континентальными окраинами, происходит погружение тяжелых, холодных океанических плит под более легкие и высоко расположенные континентальные. Процессы взаимодействия между плитами и приводят к землетрясениям, извержениям вулканов и возникновению цунами в океане.

Обрушится на берег огромная волна после землетрясения в океане или нет — неизвестно. Жители побережий, находящихся в опасной сейсмической зоне, почувствовав землетрясение, должны немедленно бежать прочь от береговой зоны. Так можно спастись от цунами, образовавшегося недалеко от берега, когда время прихода волны составляет 15-30 минут. Если же цунами возникает далеко и волны перемещаются по поверхности океана несколько часов, то достаточно времени, чтобы подготовиться к удару стихии и вывести людей в безопасные места. Но для этого надо провести огромную работу: поставить в сейсмоопасных районах океанов или морей автоматические сейсмографы, разработать систему оповещения населения, чтобы не возникала непременная в таких случаях паника. Надо, чтобы и туристы, приезжающие отдыхать в сейсмоопасные зоны, об этом знали и четко представляли, что надо делать в случае тревоги, которую можно объявлять сиренами, ревунами, по радио и любыми другими способами. К сожалению, в районе землетрясения, которое случилось 26 декабря 2004 года, сети наблюдений просто не существовало, а система оповещения о землетрясении и цунами не была организована.

У нас в России еще в конце 50-х — начале 60-х годов прошлого века на Дальнем Востоке создана служба предупреждения цунами, охватывающая Камчатку, Курильские острова, Сахалин и Приморье. На Гавайских островах, не раз подвергавшихся воздействию цунами, существует Центр предупреждения имени Ричарда Хагимайера. Сейчас и в Индийском океане, вблизи Индонезии, предполагается организовать сеть наблюдений, а в дальнейшем есть намерения сделать глобальную сеть предупреждений о цунами и оснастить ее новейшими сейсмографами, специальными датчиками и бакенами, на которых будет размещена регистрирующая аппаратура, и все это объединить спутниковой системой.

Иллюстрация «Примерная схема образования цунами».

Примерная схема образования цунами. Мгновенное смещение дна океана вызывает в воде волны деформации и длинные волны на поверхности океана. В том месте, где глубина океана уменьшается примерно до половины длины волны, последняя начинает расти и на пологом (отмелом) берегу может достигнуть высоты 20-40 м.

Иллюстрация «Схема рельефа дна северо-восточной части Индийского океана».

Схема рельефа дна северо-восточной части Индийского океана. Хорошо выражен глубоководный желоб. Желтый кружок — эпицентр главного толчка землетрясения 26 декабря 2004 года, кружки другого цвета — землетрясения меньшей магнитуды.

Цунами в России — РИА Новости, 01.03.2020

Наиболее крупное цунами в XX веке произошло после сильного землетрясения 14 апреля 1923 года в Камчатском заливе. Через 15-20 минут после сотрясения земли к вершине залива подошла волна. На побережье были полностью разрушены два рыбозавода, пострадали постройки на Дембиевской косе и в поселке Усть-Камчатске, расположенном ближе к устью реки Камчатки. В 50 километрахк юго-западу от поселка наблюдалась максимальная высота подъема воды на побережье, равная 20-30 метрам.

5 ноября 1952 года в 200 километрах к юго-востоку от города Петропавловска-Камчатского в Тихом океане произошло подводное землетрясение магнитудой от 8,3 до 9. После землетрясения к побережью Камчатки подошли волны цунами, высота которых составила 10-15 метров. Три волны высотой до 15-18 метров уничтожили город Северо-Курильск, поселковые поселения Утесный, Прибрежный, Бабушкино, Подгорный с крупным рыбокомбинатом, Козыревский с двумя рыбозаводами. Цунами причинило большой ущерб бывшим поселкам Семячик, Кронок, Налычево, Халактырка.
На мысе Пираткова была смыта гидрометеостанция (жилой дом и метеоплощадка с оборудованием). Наблюдательский состав спасся на возвышенности. Здесь высота волны достигала 10-15 метров. У мыса Шипунский высота цунами составила 12 метров. В бухтах Вилючинская, Саранная, Жировая, Русская высота подъема уровня моря достигала семь-восемь метров.

Цунами, возникшее 23 мая 1960 года у берегов Чили (Южная Америка), через 22-25 часов подошло к побережью Камчатки. Наибольший подъем уровня моря составил шесть-семь метров. Были повреждены плавсредства в бухте Лаврова, в бухтах Вилючинской и Русской разрушены дома, смыты в море хозяйственные постройки. В Авачинской бухте, вследствие узкого входа и обширной акватории, высота цунами не превышала трех метров.

28 марта 1964 года произошло землетрясение у южных берегов Аляски, в 130 километрах юго-восточнее города Анкориджа на берегу залива Принц-Вильям. Оно имело глубину очага 20 километров при магнитуде 8,5. В результате этого землетрясения образовалось несколько последовательных волн цунами. Наибольшие высоты волн отмечены на Аляске — от трех до девяти метров, на Гавайях — четыре метра. У российского побережья были зарегистрированы незначительные высоты волн цунами — от шести сантиметров в Петропавловске-Камчатском (единственный мареограф в закрытом ковше порта) до 76 сантиметров в Южно-Курильске.

Вызванные Чилийским землетрясением магнитудой 8,8, произошедшим 27 февраля 2010 года, цунами в той или иной форме наблюдались по Тихоокеанскому побережью. Автоматизированные посты инструментальных наблюдений за уровнем моря (АП) зафиксировали подход Чилийского цунами к побережью Камчатки. На АП «Водопадная» была зафиксирована максимальная высота волны цунами 1,2 метра, на АП «Никольское» (остров Беринга) волна цунами не превышала 20 сантиметров, АП «Петропавловский Маяк» (датчик установлен в ковше морского порта) отметил высоту цунами не более 10 сантиметров.

ЦУНАМИ • Большая российская энциклопедия

Цунами: есть опасность повторения катастрофы? | Научные открытия и технические новинки из Германии | DW

Цунами, обрушившееся утром 26-го декабря на прибрежные районы ряда стран Юго-Восточной Азии, было самым мощным за последние 40 лет, – в один голос утверждают эксперты. Если же иметь в виду количество погибших и пропавших без вести – а их, по оценке ООН, может оказаться свыше 150-ти тысяч человек, – то это цунами следует считать самым страшным за всю историю геофизических наблюдений. Между тем, цунами – вовсе не такое уж редкое явление. В одном только Тихом океане, где сейсмическая активность наиболее велика, ежегодно регистрируется до десятка цунами. К счастью, действительно опустошительные цунами, несущие смерть и разрушения обширным регионам, случаются гораздо реже – в среднем раз в 10-15 лет. Известно, что цунами возникают в результате стремительного вертикального сдвига протяжённых участков морского дна. В большинстве случаев такой сдвиг является следствием землетрясения, хотя он может быть вызван и иными причинами, о которых мы поговорим несколько позже. В силу малой сжимаемости воды и высокой скорости самого процесса деформации участков дна опирающийся на них столб воды также смещается, не успевая растечься, в результате чего на поверхности океана образуется некое возвышение или понижение, которое переходит в колебательные движения толщ воды. Так зарождается цунами. Амплитуда, то есть высота такой разбегающейся концентрическими кругами волны в месте её возникновения составляет обычно всего несколько сантиметров, изредка – несколько десятков сантиметров, а её длина, то есть расстояние между двумя соседними гребнями, достигает 150-ти и более километров, поэтому, находясь в открытом океане, заметить такую волну практически невозможно. Однако по мере приближения к берегу волна начинает расти. Профессор Петер Борман (Peter Bormann), сотрудник Геофизического научно-исследовательского центра в Потсдаме, поясняет:

Если такое землетрясение происходит посреди океана, где глубина, скажем, 5 километров, то скорость распространения волны здесь очень велика – около 800 километров в час. Это соответствует крейсерской скорости реактивного пассажирского самолёта. Однако в прибрежных водах, где глубина, скажем, всего 10 метров, скорость распространения волны составляет лишь около 36 километров в час. Иными словами, на мелководье цунами сильно тормозится. Но массам воды надо же куда-то деваться, на них давят, их подпирают, подгоняют и перехлёстывают набегающие следом волны, и за счёт этого цунами растёт, набирает высоту.

Высота такой приливной волны может достигать 10-ти, 20-ти, а то и 30-ти метров, особенно там, где этому благоприятствует рельеф местности, – говорит профессор Борман:

Если данный участок побережья имеет выпуклую форму и выдаётся в море, то он как бы рассекает приливную волну и отводит её энергию в стороны; если же участок побережья, напротив, имеет вогнутую форму наподобие открытой в сторону моря воронки, что часто бывает там, где в море впадает река, то такая бухта дополнительно фокусирует волну, заставляет её вздыматься ещё выше.

Иногда, впрочем, первым признаком приближения цунами становится сильный отлив. Такое цунами наиболее коварно. Обширные участки морского дна вдруг обнажаются, вода отступает:

Она течёт обратно в океан, в ту впадину, которая образовалась где-то там, в эпицентре землетрясения. Люди, привлечённые необычным зрелищем внезапно пересохшей бухты, собираются на берегу, и тут их накрывает стремительная приливная волна.

Как известно, вслед за первым, самым мощным и разрушительным толчком нередко происходит целая серия более мелких землетрясений, а это может вызвать новые подвижки морского дна и, как следствие, новые цунами. Однако иногда цунами «возвращаются» и без какой-либо видимой причины, лишь за счёт сложного взаимодействия набегающей и отражённой волн, и предсказать это практически невозможно, – говорит профессор Борман:

Бывают цунами, когда гигантская приливная волна поражает один и тот же участок побережья 2-3 раза подряд. При этом интервал может достигать нескольких часов. Поэтому после цунами не следует спешить давать отбой.

К сожалению, наука пока не умеет предсказывать землетрясения. Но вовремя известить население того или иного региона о приближении цунами учёным вполне по силам. Профессор Борман поясняет:

Колебания, вызванные подземными толчками, распространяются с огромной скоростью: не 100 или 200 метров в секунду, как цунами, а 10 километров в секунду. Поэтому сейсмографы регистрируют любое землетрясение, где бы ни был расположен его эпицентр, самое позднее через 2-3 минуты, а обычно уже через 20-30 секунд. Это землетрясение регистрируется одновременно разными сейсмостанциями, которые посылают свои данные через спутники в единый вычислительный центр. Уже спустя 10-20 минут эксперты могут с высокой точностью локализовать эпицентр толчков, определить магнитуду и прочие характеристики землетрясения и, если имеется угроза цунами, сразу выдать предупреждение. В удалённых от эпицентра прибрежных регионах такое предупреждение может спасти многие тысячи жизней.

Если иметь в виду нынешнее цунами, то индонезийскому острову Суматра, возле берегов которого находился эпицентр разрушительного землетрясения, никакое оповещение не помогло бы, однако у Шри-Ланки было бы в запасе 2 часа на эвакуацию местного населения и туристов. Но, к великому сожалению, здесь, в Индийском океане, такой системы оповещения пока нет. А в Тихом океане она уже давно существует и исправно функционирует, – говорит Хайко Войт (Heiko Woith), коллега профессора Бормана:

Главными элементами системы предупреждения о цунами являются, во-первых, сейсмографы, а во-вторых, измерители уровня моря. Сейсмографы – их здесь более 150-ти штук – установлены на дне моря вдоль всего Тихоокеанского «огненного, – то есть вулканического – пояса. Их задача – регистрация и быстрая локализация землетрясений. А измерители уровня моря – их около сотни – находятся на буях, заякоренных в разных точках акватории океана. Само по себе подводное землетрясение, даже очень сильное, не обязательно порождает цунами, поэтому для выдачи предупреждения одних лишь показаний сейсмографов недостаточно. Однако если подземные толчки сопровождаются специфическими колебаниями уровня моря, тогда с высокой долей вероятности можно говорить об угрозе цунами.

Впрочем, никакие, даже самые совершенные приборы не могут гарантировать, что предупреждение о цунами будет выдано вовремя, – признаёт Хайко Войт:

На то, чтобы зарегистрировать сильное землетрясение, автоматизированной системе нужно, как правило, всего лишь несколько минут. Точная локализация эпицентра может потребовать больше времени, но на первых порах этого вполне достаточно. Следующая задача состоит в том, чтобы получить и проанализировать показания ближайших к эпицентру измерителей уровня моря. Но они нередко находятся на расстоянии в сотни километров, и вот тут уже потеря времени может составить и полчаса, и даже целый час.

Следует, впрочем, иметь в виду, что цунами могут возникать не только в результате землетрясений. Британский геолог Саймон Дей (Simon Day), сотрудник Центра Бенфилда Грега по изучению рисков при Лондонском университетском колледже, напоминает:

Чаще всего эти волны действительно вызываются землетрясениями. Но они могут порождаться и подводными оползнями. Или сходящими в воду оползнями островных вулканов.

До сих пор подавляющее большинство разрушительных цунами зарождались на периферии Тихого океана – их жертвами в разное время становились и Япония, и Папуа-Новая Гвинея, и Гавайские острова. Самую последнюю катастрофу, как известно, вызвало землетрясение в Индийском океане. Однако Саймон Дей и его американский коллега Стивен Уорд (Steven Ward), специалист в области компьютерного моделирования из университета штата Калифорния в городе Санта-Круз, указывают на угрозу возникновения цунами в районе Канарских островов. И не просто цунами, а мега-цунами. Стивен Уорд поясняет:

Я полагаю, название «мега-цунами» призвано подчеркнуть отличие такой гигантской волны от обычных цунами, вызываемых землетрясениями. Землетрясения способны породить приливные волны высотой в 10-15, максимум 30 метров. Конечно, такая приливная волна высотой в 10-этажный дом обладает страшной разрушительной силой, но цунами, вызванное оползнем части прибрежного горного массива в море, может быть ещё гораздо страшнее. Расчёты на основе нашей компьютерной модели показали, что при крупных оползнях возможно возникновение цунами высотой в сто и более метров.

По статистике такого рода катастрофы происходят довольно редко – примерно раз в 10 тысяч лет, – но всё же происходят. Так, Шотландия за последние 50 тысяч лет неоднократно становилась жертвой гигантских приливных волн, проникавших далеко вглубь её территории. Их эпицентром каждый раз становились участки морского дня у побережья Норвегии в зоне нефтяных месторождений. Но просчитанный теперь учёными сценарий, связанный с Канарскими островами, чреват катастрофой совершенно невиданных масштабов. Дело в том, что на острове Пальма, самом активном в тектоническом отношении, почти весь западный склон вулканического горного хребта Кумбре Вьеха нестабилен и в результате очередного извержения или землетрясения может обрушиться в море. Стивен Уорд говорит:

Склоны почти любого океанического вулкана с каждым очередным извержением становятся всё круче, поскольку кратер вулкана расположен, как правило, на его вершине. В какой-то момент крутизна склонов достигает предельного значения, и происходит оползень. Если эти гигантские массы горной породы обрушатся в воду, может возникнуть огромная волна.

На острове Пальма вероятность такого сценария особенно велика. Саймон Дей вот уже несколько лет картографирует здесь трещины и расселины в горном массиве. Все они являются следствием мощных извержений вулканов, имевших место в 1585-м, 1712-м и 1949-м годах. Во время последнего извержения западный склон горы сместился на целых 4 метра, образовав огромный разлом.

Саймон Дей считает, что эта трещина, скорее всего, уходит вглубь до самых нижних геологических структур острова. Кроме того, учёный обнаружил, что восточный и южный склоны вулкана также нестабильны и давят на западный склон, что лишь увеличивает вероятность его катастрофического обрушения. А ведь это ни много ни мало – 500 миллиардов тонн горной породы. Саймон Дей говорит:

Если эта гигантская масса горной породы за несколько секунд обрушится в море, она породит цунами, своими параметрами значительно превосходящее всё, что человечеству довелось испытать до сих пор. Наши компьютерные расчёты и эксперименты показали, что высота такой волны может составить от 650 метров до километра – это в два-три раза выше Эйфелевой башни.

Модель исходит из того, что горная порода обрушится в долину, а затем в море со скоростью около ста метров в секунду. Этот оползень вторгнется в открытое море на 60 километров. Вытесненные массы воды, лишённые возможности откатиться назад, двинутся в океан со скоростью от 500 до 800 километров в час. Изогнутый дугой фронт гигантской волны вызовет опустошения к западу, юго-западу и северо-западу от Канарских островов. Восточное побережье Африки накроет волна высотой более 100 метров. Преодолев Атлантический океан, волна высотой около 50-ти метров захлестнёт восточное побережье США, проникнув вглубь на расстояние до 20-ти километров. При этом высвободится столько же энергии, сколько всё население Соединённых Штатов потребляет за целый год. Бостон, Нью-Йорк или Майами будут стёрты с лица Земли точно так же как Багамские и Антильские острова. Спустя 8 или 9 часов приливная волна высотой около 40 метров дойдёт до Бразилии. Не избежит общей печальной участи и Европа. Саймон Дей предостерегает:

Ряд стран вдоль атлантического побережья Европы также испытают на себе разрушительное действие такой волны. Это касается, прежде всего, Испании, Португалии и Британских островов.

Правда, для большей части континентальной Европы такая катастрофа будет иметь последствия преимущественно экономического характера – из-за того ущерба, который мега-цунами причинит Северной Америке и Великобритании. Но вряд ли это может послужить утешением. А потому напрашивается вопрос: насколько реален такой сценарий? Неужели средней силы землетрясение на одном из Канарских островов может превратить в безжизненную пустыню всё восточное побережье США и все острова Карибского бассейна? Саймон Дей говорит:

Когда-нибудь в будущем это обязательно произойдёт. Вряд ли раньше, чем лет через сто, но, пожалуй, не позднее, чем через пятьсот. И предотвратить или остановить цунами невозможно. Единственный способ хотя бы отчасти смягчить страшные последствия такой волны – это разработка планов экстренной эвакуации населения из районов, которые будут затронуты стихийным бедствием, а также создание эффективной системы раннего оповещения о приближении цунами.

Несколько лет начал один из спутников GPS, то есть глобальной навигационной системы, зарегистрировал оползень на склоне вулкана Килауэа на Гавайах. Менее чем за 36 часов гигантские массы горной породы съехали вниз на 18 сантиметров. К счастью, причиной оползня были сильные дожди, вулкан активности не проявлял, а потому весь процесс протекал относительно медленно и не вызвал катастрофических последствий. Однако могло ведь быть и иначе. Стивен Уорд говорит:

Мы исходим из того, что обширные и быстрые оползни могут быть вызваны, прежде всего, извержениями вулканов или землетрясениями. Чтобы вовремя заметить угрозу, нужно очень внимательно следить за вулканами и постоянно регистрировать малейшие деформации горных структур. Даже самое лёгкое повышение сейсмической активности может послужить первым признаком надвигающегося извержения, а оно, в свою очередь, – вызвать оползень, чреватый цунами. Сегодня радиолокационные спутники, а также спутники системы GPS поставляют ценную информацию обо всех изменениях рельефа. Такое наблюдение из космоса играет очень важную роль, поскольку позволяет дистанционно оценивать состояние вулканов и избавляет нас от необходимости производить измерения на местности.

GISMETEO: Цунами: как распознать надвигающуюся беду и что делать? — Природа

Цунами — это океанская волна, возбужденная подводным землетрясением, либо другим событием, связанным с падением в воду крупного объекта (метеорита, фрагмента скалы, айсберга, оползня и т. п.).

© shutterstock.com

Само слово цунами пришло к нам из японского языка, в котором оно образуется из двух иероглифов: 津 — «бухта, залив» и 波 — «волна».

По статистике, до 85 % цунами возникают из-за резкого подъема или опускания участков океанского дна, которые воздействуют на всю толщу воды.

В результате вытеснения огромной массы воды от эпицентра землетрясения расходятся мощные волны. В открытом океане они имеют небольшую амплитуду (менее 1 м) и высокую скорость (до 720 км/ч). Однако при выходе на мелководье их скорость уменьшается, а высота возрастает. У крутого побережья высота волн может достигать 40 м. Обладая огромной энергией, они все сметают на своем пути и затапливают низменное побережье на многие километры.

Как правило, мощное подводное землетрясение вызывает серию волн с довольно большим периодом (расстоянием между их гребнями). Нередко время между приходами волн может составлять 30 минут.

Наибольшую опасность представляют узкие клинообразные океанские бухты, где происходит фокусировка энергии.    

Как распознать приближение катастрофической волны?

К сожалению, отличительной чертой волны цунами является ее неожиданное появление, однако все-таки есть признаки, позволяющие распознать надвигающуюся катастрофу.

Во-первых, если причиной цунами стало землетрясение, то подземные толчки станут самым главным признаком.

Во-вторых, перед прибытием цунами вода может отступать далеко от берега, иногда — на километры. Такой отлив продолжается от минут до получаса. Подобное отступление воды можно видеть на следующем видео, сделанном на греческом острове Самос в конце октября:

Если вода скована льдом, то на нем могут появляться трещины. Перемещение гигантских волн может вызывать звуки, похожие на гром. Также на приближение цунами реагируют животные, которые стремятся укрыться на возвышенностях.

Что делать во время цунами? Советы от спасателей МЧС

После получения сигнала о возможном приближении цунами необходимо как можно быстрее переместиться на возвышенность (30–40 метров над уровнем моря) или на 2—3 километра удалиться от побережья. Если такой возможности (или времени) нет, то следует подняться на верхние этажи здания, выбрав, по возможности, наиболее надежное строение. Закройте окна и двери. Самые безопасные места в помещении — у капитальных стен, колонн. Если нет даже возможности укрыться в здании, то следует забраться на дерево или хотя бы крепко ухватиться за него.

Помните, что за первой волной появятся и следующие — лучше покинуть опасное место при первой возможности.

цунами | Геонауки Австралия

Что такое цунами?

Цунами (произнесение: «су-нар-ме») — японское слово: «цу» означает гавань, а «нами» — волна. Цунами — это волны, вызванные внезапным движением поверхности океана из-за землетрясений, оползней на морском дне, падения суши в океан, крупных извержений вулканов или падения метеорита в океан.

До недавнего времени цунами называли приливными волнами, но этот термин обычно не рекомендуется, потому что возникновение цунами не имеет ничего общего с приливами (которые вызваны гравитацией Земли, Луны и Солнца).Хотя некоторые цунами могут выглядеть как быстро поднимающийся или падающий прилив на побережье, в других ситуациях они также могут иметь одну или несколько разрушительных турбулентных волн.

Чем цунами отличается от обычных волн?

Цунами отличается от порождаемой ветром поверхностной волны в океане. В то время как порождаемые ветром волны на глубокой воде вызывают движение воды только у поверхности, прохождение цунами включает перемещение воды с поверхности на морское дно. Интересно, что это приводит к тому, что скорость цунами контролируется глубиной воды, с большей скоростью в более глубоких водах, в отличие от волн, генерируемых ветром.Следовательно, цунами замедляется по мере приближения к суше и достигает все более мелководья с уменьшением расстояния между последовательными пиками волн. Поскольку полная энергия внутри волны не изменяется, энергия передается на увеличение высоты (или амплитуды) волны. Это называется обмелением волн.

Цунами часто представляет собой серию волн, и первая не обязательно имеет наибольшую амплитуду. В открытом океане даже самые большие цунами относительно небольшие, а высота волн обычно составляет десятки сантиметров или меньше от зоны первоначального образования цунами.Более высокие высоты океанических волн иногда наблюдаются очень близко к зоне генерации цунами (например, океанические волны длиной около двух метров были измерены вблизи источника цунами в Японии в 2011 году). В любом случае эффект обмеления может значительно увеличить высоту волн открытого океана по достижении побережья, при этом некоторые цунами достигают высоты на суше более десяти метров над уровнем моря. Такое экстремальное затопление с большей вероятностью произойдет ближе к месту возникновения цунами (где высота океанических волн больше) и в местах, где форма береговой линии особенно благоприятна для усиления цунами.Большинство цунами не вызывают такого экстремального затопления прибрежных районов, и влияние небольших событий может быть незаметно без тщательного анализа измерений мареографов.

Что вызывает цунами?

Землетрясения

Большинство цунами вызывается сильными землетрясениями на морском дне, когда каменные плиты внезапно перемещаются друг мимо друга, заставляя находящуюся над ними воду двигаться. Возникающие волны удаляются от очага землетрясения.

Оползни

Оползни могут происходить на морском дне, как и на суше.Крутые участки морского дна с отложениями, например край континентального склона, более подвержены подводным оползням.

Когда происходит подводный оползень (возможно, после землетрясения поблизости), большая масса песка, грязи и гравия может двигаться вниз по склону. Это движение потянет воду вниз и может вызвать цунами, которое переместится через океан.

Извержения вулканов

Цунами, вызванные извержениями вулканов, встречаются реже.Они возникают несколькими способами:

• Разрушительное обрушение прибрежных, островных и подводных вулканов, приведшее к массивным оползням
• пирокластические потоки, представляющие собой плотную смесь горячих блоков, пемзы, пепла и газа, опускаются вниз по вулканическим склонам в океан и выталкивают воду наружу
• вулкан в кальдере обрушился после извержения, из-за чего вышележащая вода внезапно обрушилась.

Где в Австралии происходит цунами?

Есть свидетельства того, что австралийское побережье могло испытать сильные цунами в течение последних нескольких тысяч лет.Это свидетельство обнаруживается через аномальные осадочные отложения (например, содержащие раковины или кораллы) или другие геоморфологические особенности (Dominey Howes, 2007; Goff and Chauge-Goff, 2014). В последнее время цунами продолжают регистрироваться в Австралии, при этом большая часть их представляет собой небольшую угрозу для прибрежных сообществ. Все значительные цунами, зарегистрированные в последнее время, были зафиксированы на мареографах по всей стране, и некоторые из них нанесли ущерб морской среде.

Опасность цунами, с которой сталкивается Австралия, варьируется от относительно низкой на южном побережье Австралии до умеренной вдоль западного побережья Западной Австралии.Этот район более уязвим из-за его близости к крупным зонам субдукции вдоль южного побережья Индонезии, которое является регионом значительных землетрясений и вулканической активности.

Несколько сильных цунами обрушились на регион северо-западного побережья Австралии. Самый большой подъем (измеренный как высота над уровнем моря) был зафиксирован на уровне 7,9 м (австралийская система высот (AHD)) в точке Крутой в Западной Австралии после цунами на Яве в июле 2006 года. Наибольшая зарегистрированная высота морской волны составила шесть метров возле мыса Левек из-за цунами в августе 1977 года в Сунде.

Артикул:

Dominey-Howes D. (2007) Геологические и исторические записи цунами в Австралии. Морская геология 239: 99-123 DOI: 10.1016 / j.margeo.2007.01.010

Гофф Дж. И Чейдж-Гофф К. (2014) Австралийская база данных о цунами: обзор. Успехи в физической географии 38 (2): 218-240. DOI: 10.1177 / 0309133314522282

• Цунами может перемещаться на глубокой воде со скоростью до 950 км / ч, что эквивалентно скорости пассажирского реактивного самолета.
• Несколько сильных цунами обрушились на регион северо-западного побережья Австралии.Самый большой накат произошел в результате цунами 2006 года на Яве, которое было зарегистрировано на высоте 7,9 м AHD в Steep Point в Западной Австралии. Наибольшая зарегистрированная высота морской волны составила шесть метров возле мыса Левек из-за цунами в августе 1977 года в Сунде.
• Цунами, достигшее побережья Австралии в районе Крутой мыс 17 июля 2006 г., было вызвано землетрясением магнитудой 7,7 к югу от Явы. Цунами вызвало обширную эрозию дорог и песчаных дюн, нанесло значительный ущерб растительности и разрушило несколько кемпингов на глубине до 200 метров вглубь суши.Цунами также переместил полноприводный автомобиль на десять метров. Рыба, морские звезды, кораллы и морские ежи высадились на дорогах и песчаных дюнах значительно выше обычной отметки прилива.
• Дальше на север, в районе Онслоу-Эксмут, в июне 1994 года волны цунами проникли вглубь суши до точки на высоте четырех метров над уровнем моря и вымылись на 300 метров вглубь суши, когда они вышли из спокойного моря. Оба цунами были вызваны землетрясениями в Индонезии.
• В мае 1960 года землетрясение магнитудой 9,5 в Чили вызвало самое сильное цунами, зарегистрированное вдоль восточного побережья Австралии.Это событие вызвало волну цунами чуть менее одного метра на датчике уровня Форт-Денисон в Сиднейской гавани. Лодкам в гаванях островов Лорд-Хау, Эванс-Хед, Ньюкасла, Сиднея и Идена был причинен ущерб от легкого до среднего.
• Цунами 1998 года на севере Папуа-Новой Гвинеи было вызвано землетрясением, которое, как считается, вызвало подводный оползень.
• Извержение вулкана Кракатау в Индонезии в 1883 году вызвало серию разрушительных цунами, в результате которых погибли десятки тысяч человек.

Причины цунами | IOTIC

Что такое цунами?

Слово «цунами» состоит из японских слов «цу» (что означает гавань) и «нами» (означает волна). Цунами — это серия огромных волн, создаваемых подводными возмущениями, обычно связанными с землетрясениями, происходящими ниже или около океана.

Извержения вулканов, подводные оползни и прибрежные камнепады также могут вызвать цунами, равно как и большой астероид, падающий на океан.Они возникают в результате вертикального движения морского дна с последующим смещением водной массы.

Волны цунами часто выглядят как водные стены и могут атаковать береговую линию и быть опасными в течение нескольких часов, при этом волны приходят каждые 5-60 минут.

Первая волна не может быть самой большой, и часто именно 2-я, 3-я, 4-я или даже более поздние волны являются самыми большими. После того, как одна волна затопляет или затопляет внутреннюю территорию, она часто отступает в сторону моря, насколько может видеть человек, так что дно моря обнажается.Следующая волна затем устремляется на берег в течение нескольких минут и уносит с собой множество плавающих обломков, которые были уничтожены предыдущими волнами. Когда волны проникают в гавани, образуются очень сильные и опасные водные течения, которые могут легко разрушить причалы судов, а скважины, уходящие далеко вглубь суши, могут образоваться при цунами целых рек или других водных каналов.

Каковы причины цунами?

1. Землетрясения

Это может быть вызвано перемещениями вдоль зон разломов, связанных с границами плит.Область, где две пластины соприкасаются, является границей пластины, и то, как одна пластина движется относительно другой, определяет тип границы:

• раскладывание, при котором две пластины удаляются друг от друга;
• субдукция, при которой две пластины движутся навстречу друг другу и одна скользит под другой;
• трансформируется, когда две пластины скользят горизонтально друг за другом.

Наиболее сильные землетрясения происходят в зонах субдукции, где океаническая плита скользит под континентальной плитой или другой более молодой океанской плитой.

Не все землетрясения вызывают цунами. Для того, чтобы землетрясение вызвало цунами, необходимо четыре условия:

1. Землетрясение должно произойти на дне океана, иначе материал может соскользнуть в океан.
2. Землетрясение должно быть сильным, не менее 6,5 баллов по шкале Рихтера
3. Землетрясение должно разрушить поверхность Земли, и оно должно произойти на небольшой глубине — менее 70 км от поверхности Земли.
4. Землетрясение должно вызвать вертикальное движение морского дна (до нескольких метров).

(источник: http://weready.org/tsunami/index.php?option=com_content&view=article&id=8&Itemid=2 от — CDEMA [Карибское агентство по чрезвычайным ситуациям])

2. Оползни

Оползень, который происходит вдоль побережья, может вызвать попадание большого количества воды в море, нарушить ее и вызвать цунами. Подводные оползни также могут привести к цунами, когда материал, разрыхленный оползнем, резко перемещается, выталкивая воду перед собой.

(источник: http://weready.org/tsunami/index.php?option=com_content&view=article&id=8&Itemid=2 от — CDEMA [Карибское агентство по чрезвычайным ситуациям])

3. Извержение вулкана

Несмотря на то, что сильные извержения вулканов относительно нечасты, они также представляют собой импульсные возмущения, которые могут вытеснять большой объем воды и генерировать чрезвычайно разрушительные волны цунами в непосредственной близости от источника. Согласно этому механизму, волны могут быть вызваны внезапным смещением воды, вызванным вулканическим взрывом, обрушением вулканического склона или, что более вероятно, фреатомагматическим взрывом и обрушением / поглощением вулканических магматических очагов.

Одно из самых крупных и разрушительных цунами, когда-либо зарегистрированных, произошло 26 августа 1883 года после взрыва и обрушения вулкана Кракатау (Кракатау) в Индонезии. Этот взрыв вызвал волны, достигающие 135 футов, разрушив прибрежные города и деревни вдоль Зондского пролива на островах Ява и Суматра, в результате чего погибло 36 417 человек.

ДИАГРАММА ИСТОЧНИК: GEOSCIENCE AUSTRALIA

4. Внеземное столкновение

Цунами, вызванные столкновением инопланетян (т.е. астероиды, метеоры) встречаются крайне редко. Хотя в недавней истории не было зарегистрировано ни одного цунами, вызванного метеоритами / астероидами, ученые понимают, что, если эти небесные тела столкнутся с океаном, большой объем воды, несомненно, будет вытеснен, что вызовет цунами. Ученые подсчитали, что если умеренно большой астероид диаметром 5-6 км ударится о середину большого океанического бассейна, такого как Атлантический океан, он вызовет цунами, которое дойдет до Аппалачских гор в верховьях. две трети США.

По обе стороны Атлантики прибрежные города будут смыты таким цунами. Астероид диаметром 5-6 километров, столкнувшийся между Гавайскими островами и западным побережьем Северной Америки, вызовет цунами, которое смоет прибрежные города на западных побережьях Канады, США и Мексики и покроет большую часть населяли прибрежные районы Гавайских островов.

Что вызывает цунами? — Геология цунами

Что вызывает цунами ?… Цунами — это большая океанская волна, вызванная внезапным движением дна океана. Это внезапное движение могло быть землетрясением, мощным извержением вулкана или подводным оползнем. Падение большого метеорита также могло вызвать цунами. Цунами пересекают открытый океан с огромной скоростью и превращаются в огромные смертоносные волны на мелководье у береговой линии.

изображений поколения цунами, сделанных Геологической службой США.

Зоны субдукции — потенциальные места цунами

Большинство цунами вызвано землетрясениями, возникающими в зоне субдукции, области, где океаническая плита погружается в мантию под действием тектонических сил плит.Трение между опускающей пластиной и опорной пластиной огромно. Это трение предотвращает медленную и устойчивую скорость субдукции, и вместо этого две пластины «застревают».

Накопленная сейсмическая энергия

По мере того, как застрявшая плита продолжает опускаться в мантию, движение вызывает медленное искажение перекрывающей плиты. В результате происходит накопление энергии, очень похожей на энергию, хранящуюся в сжатой пружине. Энергия может накапливаться в основной пластине в течение длительного периода времени — десятилетий или даже столетий.

ОБЪЯВЛЕНИЕ

Землетрясение вызывает цунами

Энергия накапливается в перекрывающей пластине до тех пор, пока не превысит силы трения между двумя застрявшими пластинами. Когда это происходит, перекрывающая пластина возвращается в неограниченное положение. Это внезапное движение является причиной цунами, потому что оно дает огромный толчок вышележащей воде. В то же время внутренние районы доминирующей плиты внезапно опускаются.

Цунами убегает от эпицентра

Движущаяся волна начинает распространяться от места, где произошло землетрясение. Часть воды выходит и пересекает бассейн океана, и в то же время вода устремляется к суше, чтобы затопить недавно опустившуюся береговую линию.

Цунами быстро пересекли бассейн океана

Цунами стремительно переносятся через открытый океан. На карте на этой странице показано, как цунами, вызванное землетрясением у побережья Чили в 1960 году, пересекло Тихий океан, достигнув Гавайев примерно за 15 часов и Японии менее чем за 24 часа.

Все изображения, показанные выше, принадлежат USGS.

Цунами «Волновой поезд»

Многие люди ошибочно полагают, что цунами — это одиночные волны. Они не. Вместо этого цунами представляют собой «волновые шлейфы», состоящие из нескольких волн. График на этой странице представляет собой запись датчика приливов и отливов в Онагаве, Япония, начиная с землетрясения в Чили в 1960 году. Время отложено по горизонтальной оси, а уровень воды отложен по вертикальной оси. Обратите внимание на нормальный подъем и опускание поверхности океана, вызванное приливами, в начале этой записи.Затем регистрируются несколько волн, немного превышающих нормальные, за которыми следуют несколько гораздо более крупных волн. Во время многих цунами береговая линия подвергается многократным сильным волнам.

Найдите другие темы на Geology.com:

Что вызывает цунами? | Голос Америки

Цунами — это серия больших волн, возникающих в результате резкого движения на дне океана, которое может возникнуть в результате землетрясения, подводного оползня, извержения вулкана или — очень редко — удара крупного метеорита.

Однако сильные подводные землетрясения являются причиной большинства цунами. Сейсмологи говорят, что только землетрясения силой более 7 баллов по шкале Рихтера могут вызвать сильное цунами.

Большинство землетрясений, вызывающих цунами, включая пятничный толчок у восточного побережья Японии, происходят в областях, называемых зонами субдукции, где части земной коры прижимаются друг к другу. Субдукция означает, что одна тектоническая плита скользит под другой и погружается глубоко в мантию Земли.

Трение между двумя медленно движущимися плитами земной коры создает огромное количество сейсмической энергии, которая высвобождается в виде землетрясения. Когда сильное подводное землетрясение происходит на относительно небольшом расстоянии ниже морского дна, оно резко толкает вверх одну из огромных плит земной коры. Это внезапно вытесняет огромное количество океанской воды, которая превращается в цунами, распространяясь во всех направлениях от эпицентра землетрясения — как рябь на пруду, только в гораздо большем масштабе.

Цунами, возникающие в открытом океане, кажутся всего лишь небольшими волнами, но они могут быстро увеличиваться в размерах, достигая мелководья, прежде чем обрушиться на прибрежные поселения. Волны высотой до девяти метров регистрировались неоднократно, и считается, что цунами высотой до 30 метров происходили в прошлом.

Ущерб обычно больше всего в районах, ближайших к подводному землетрясению, часто из-за того, что быстро движущиеся волны так быстро ударяют по земле. Цунами излучается с места подводного землетрясения почти со скоростью, с которой может лететь реактивный авиалайнер, но, поскольку пространство Тихого океана настолько велико, существуют системы оповещения, которые предупреждают тех, кто находится на пути приближающейся волны.

Термин цунами происходит от двух японских слов, означающих «гавань» и «волна».

Причины цунами — Землетрясения и цунами — Edexcel — GCSE Geography Revision — Edexcel

Что вызывает цунами?

Большинство цунами вызвано землетрясениями на разрушительных границах плит. Здесь океаническая плита погружена в мантию под континентальную плиту. Это движение вызывает трение, которое, в свою очередь, вызывает прилипание пластин. Накапливается энергия, как у сжатой пружины.Когда энергия превышает силу трения, пластины возвращаются в исходное положение. Это движение толкает воду вверх, вызывая образование волны. Волны могут преодолевать большие расстояния. Когда волны достигают более мелкой воды, происходит следующее:

• мелкая вода замедляет волны
• высота волн может увеличиваться на несколько метров
• волны сближаются

отступление воды является признаком цунами. приближается к берегу. Вскоре после этого волны достигают берега.На самом деле это впадина следующей за ним волны.

Внезапный сдвиг в движении плит вызывает смещение воды в эпицентре

Большие волны движутся по морскому дну от эпицентра

По мере того, как волны перемещаются с глубокой воды на мелководье вблизи прибрежной зоны, они увеличиваются в высоте и разбиваются о

Последствия цунами

Основное воздействие цунами — прибрежные наводнения. Сила таких больших волн также может разрушить прибрежную собственность.

Факты и информация о цунами

1. Что такое цунами?
2. Физика цунами
3. Что происходит с цунами по мере приближения к суше?
4. Как измеряются или наблюдаются цунами?
5. Цунами в Индийском океане 26 декабря 2004 г.

Что такое цунами?

Цунами — это серия океанских волн с очень большой длиной волны (обычно сотни километров), вызванная крупномасштабными возмущениями океана, такими как:

• землетрясения
• оползень
• извержения вулканов
• взрывы
• метеоритов

Эти нарушения могут быть снизу (напр.г. подводные землетрясения с большими вертикальными смещениями, подводные оползни) или сверху (например, удары метеоритов).

Цунами — японское слово с английским переводом: «гаваньская волна». В прошлом цунами называли «приливными волнами» или «сейсмическими морскими волнами». Термин «приливная волна» вводит в заблуждение; даже несмотря на то, что воздействие цунами на береговую линию зависит от уровня прилива в момент удара цунами, цунами не связаны с приливами. (Приливы возникают в результате гравитационного воздействия Луны, Солнца и планет.) Термин «морская сейсмическая волна» также вводит в заблуждение. «Сейсмический» подразумевает механизм генерации, связанный с землетрясением, но цунами также может быть вызвано несейсмическим событием, таким как оползень или удар метеорита.

Цунами также часто путают со штормовыми нагонами, хотя это совершенно разные явления. Штормовой нагон — это быстрое повышение уровня моря в прибрежной зоне, вызванное значительным метеорологическим явлением, которое часто связано с тропическими циклонами.

Физика цунами

Цунами могут иметь длину волны от 10 до 500 км и периоды волн до часа.Из-за своей большой длины волны цунами действуют как волны на мелководье. Волна становится мелководной, когда длина волны очень велика по сравнению с глубиной воды. Мелководные волны движутся со скоростью c , которая зависит от глубины воды и определяется формулой:

, где g — ускорение свободного падения (= 9,8 м / с ² ), а H — глубина воды.

В глубоком океане типичная глубина воды составляет около 4000 м, поэтому цунами будет распространяться со скоростью около 200 м / с или более 700 км / ч.

Для цунами, вызванных подводными землетрясениями, амплитуда цунами определяется величиной смещения морского дна. Точно так же длина волны и период цунами определяются размером и формой подводного возмущения.

Цунами могут перемещаться не только на высоких скоростях, но и на большие расстояния с ограниченными потерями энергии. По мере распространения цунами через океан гребни волн могут претерпевать преломление (изгиб), что вызвано частями волны, движущимися с разной скоростью, когда глубина воды вдоль гребня волны изменяется.

Что происходит с цунами по мере приближения к суше?

Когда цунами покидает глубокие воды открытого океана и переходит в мелководье у побережья, оно трансформируется. Если вы прочитаете раздел «Физика цунами», вы узнаете, что цунами движется со скоростью, зависящей от глубины воды — следовательно, по мере уменьшения глубины цунами замедляется. Поток энергии цунами, который зависит как от скорости его волны, так и от высоты волны, остается почти постоянным.Следовательно, по мере уменьшения скорости цунами его высота увеличивается. Это называется обмелением. Из-за этого эффекта обмеления незаметное в море цунами может достигать нескольких метров в высоту у побережья.

Увеличение высоты волны цунами по мере его попадания на мелководье определяется по формуле:

, где h _s и h _d — высота волны на мелководье и глубине, а H _s и H _d — глубины мелкой и глубокой воды.Таким образом, цунами высотой 1 м в открытом океане с глубиной воды 4000 м будет иметь высоту волны от 4 до 5 м в воде глубиной 10 м.

Как и другие водные волны, цунами начинают терять энергию, когда они мчатся на берег — часть энергии волны отражается от берега, а энергия волны, распространяющейся к берегу, рассеивается за счет придонного трения и турбулентности. Несмотря на эти потери, цунами по-прежнему достигают побережья с огромным количеством энергии. В зависимости от того, является ли цунами первой частью, достигшей берега, гребень или впадина, он может выглядеть как быстро поднимающийся или спадающий прилив.Местная батиметрия также может вызвать появление цунами в виде серии прибойных волн.

Цунами обладают большим потенциалом эрозии, очищая пляжи от песка, на накопление которого могли потребоваться годы, и подрывая деревья и другую прибрежную растительность. Способные затопить или затопить сотни метров вглубь суши после типичного высокого уровня воды, быстро движущаяся вода, связанная с затопляющим цунами, может разрушить дома и другие прибрежные сооружения. Цунами может достигать максимальной высоты по вертикали на суше над уровнем моря, часто называемой подъемной высотой, в десятки метров.

Как измеряются и наблюдаются цунами?

В глубоком океане цунами имеет небольшую амплитуду (менее 1 метра), но очень большую длину волны (сотни километров). Это означает, что наклон или крутизна волны очень мала, поэтому человеческий глаз практически не может ее обнаружить. Однако есть инструменты для наблюдения за океаном, которые способны обнаруживать цунами.

Уровнемеры

Уровнемеры измеряют высоту поверхности моря и в основном используются для измерения уровня приливов и отливов.Большинство мареографов, эксплуатируемых Национальным центром приливов и отливов при Бюро метеорологии, являются станциями SEAFRAME (оборудование для акустических измерений высокого разрешения уровня моря). Они состоят из акустического датчика, соединенного с вертикальной трубкой, открытой на нижнем конце, которая находится в воде. Акустический датчик излучает звуковой импульс, который распространяется от верха трубы вниз к поверхности воды, а затем отражается обратно вверх по трубе. Затем можно рассчитать расстояние до уровня воды, используя время прохождения импульса.Эта система отфильтровывает мелкомасштабные эффекты, такие как ветровые волны, и может измерять изменения уровня моря с точностью до 1 мм.

Мареограф на острове Кокос зафиксировал цунами 26 декабря 2004 г., когда оно проходило мимо острова, как показано в наблюдениях, сделанных в декабре.

Спутников

Спутниковые высотомеры измеряют высоту поверхности океана непосредственно с помощью электромагнитных импульсов. Они отправляются со спутника на поверхность океана, и высоту поверхности океана можно определить, зная скорость импульса, местоположение спутника и измеряя время, которое требуется импульсу, чтобы вернуться на спутник.Одна из проблем с такими спутниковыми данными заключается в том, что они могут быть очень редкими — некоторые спутники проходят над определенным местом только примерно раз в месяц, поэтому вам повезет обнаружить цунами, поскольку они распространяются очень быстро. Однако во время цунами в Индийском океане 26 декабря 2004 года спутниковый альтиметр Джейсона оказался в нужном месте в нужное время.

На рисунке ниже показана высота морской поверхности (синим цветом), измеренная спутником Джейсон через два часа после первоначального землетрясения в регионе к юго-востоку от Суматры (показано красным) 26 декабря 2004 года.Данные были получены радиолокационным высотомером на борту спутника на трассе, пересекающей Индийский океан, когда волны цунами только что заполнили весь Бенгальский залив. Показанные данные представляют собой разницу в высоте поверхности моря по сравнению с предыдущими наблюдениями, выполненными на том же треке за 20-30 дней до землетрясения, и показывают сигналы цунами.

Изображение предоставлено NASA / JPL-Caltech

Система DART

В 1995 году Национальное управление океанических и атмосферных исследований (NOAA) начало разработку системы глубоководной оценки цунами и сообщения о них (DART).В настоящее время в Тихом океане развернут ряд станций. Эти станции предоставляют подробную информацию о цунами, пока они еще далеко от берега. Каждая станция состоит из регистратора давления на дно морского дна, который обнаруживает прохождение цунами. (Давление водяного столба связано с высотой поверхности моря). Затем данные передаются на надводный буй через гидролокатор. Затем надводный буй передает информацию в Тихоокеанский центр предупреждения о цунами (PTWC) через спутник.Срок службы регистратора донного давления составляет два года, а надводный буй заменяется ежегодно. Система значительно улучшила прогнозирование и предупреждение цунами в Тихом океане.

Цунами в Индийском океане 26 декабря 2004 г.

Подводное землетрясение в Индийском океане 26 декабря 2004 г. вызвало цунами, которое вызвало одно из крупнейших стихийных бедствий в современной истории. Известно, что погибло более 200 000 человек.

Волны опустошили берега некоторых частей Индонезии, Шри-Ланки, Индии, Таиланда и других стран. Сообщалось, что высота волн достигала 15 м, достигая Сомали на восточном побережье Африки, в 4500 км к западу от эпицентра.Преломление и дифракция волн означали, что воздействие цунами было замечено во всем мире, и станции мониторинга уровня моря в таких местах, как Бразилия и Квинсленд, также почувствовали влияние цунами.

Этот анимационный фильм (10,4 Мб) был создан учеными Национального приливного центра Бюро метеорологии. Численная модель использовалась для воспроизведения генерации и распространения цунами, и она показывает, как волны распространяются по бассейнам мирового океана.

Землетрясение произошло примерно в 01:00 по всемирному координированному времени (8:00 по местному времени) в Индийском океане у западного побережья северной Суматры.С магнитудой 9,0 по шкале Рихтера, это было крупнейшее землетрясение со времен землетрясения 1964 года у Аляски и четвертое по величине с 1900 года, когда началась точная глобальная сейсмографическая запись.

Эпицентр землетрясения находился примерно в 250 км к юго-юго-востоку от индонезийского города Банда Ачех. Это было редкое землетрясение мегапространства, которое произошло на границе тектонических плит Индии и Бирмы. Это было вызвано высвобождением напряжений, которые развиваются, когда Индийская плита погружается под доминирующую Бирманскую плиту.При землетрясении мегапространства одна тектоническая плита скользит под другой, вызывая вертикальное движение плит. Это большое вертикальное смещение морского дна вызвало разрушительное цунами, которое нанесло ущерб такой большой территории вокруг Индийского океана.

Землетрясение также было необычно сильным по географической протяженности. Примерно 1200 км линии разлома сместились примерно на 15 м вдоль зоны субдукции в течение нескольких минут. Поскольку линия разлома длиной 1200 км, пострадавшая от землетрясения, имела ориентацию почти с севера на юг, наибольшая сила волн была в направлении восток-запад.В Бангладеш, который находится на северной оконечности Бенгальского залива, пострадало очень мало, несмотря на то, что это густонаселенная низменная страна.

Из-за больших расстояний цунами потребовалось от пятнадцати минут до семи часов (для Сомали), чтобы достичь различных береговых линий. (См. Эту карту времени в пути). Северные районы индонезийского острова Суматра пострадали очень быстро, а Шри-Ланка и восточное побережье Индии пострадали примерно через два часа. Примерно через два часа удар был нанесен и по Таиланду, несмотря на то, что он был ближе к эпицентру, потому что цунами распространялось медленнее в мелководном Андаманском море у его западного побережья.

По прибытии на берег высота цунами сильно варьировалась в зависимости от его расстояния и направления от эпицентра, а также других факторов, таких как местная батиметрия. Отчеты имеют высоту от 2–3 м на побережье Африки (Кения) до 10–15 м на Суматре, регионе, ближайшем к эпицентру.

Цунами

Цунами — это очень большая прибрежная волна, которая чаще всего является результатом подводных землетрясений. Слово цунами происходит от японского, означающего «волна в гавани».

Причины
Наиболее крупные цунами происходят на границах сходящихся плит, где две тектонические плиты врезаются друг в друга. Когда две пластины сталкиваются, одна пластина прижимается друг к другу. Когда это происходит, передний край верхней пластины зацепляется за нижнюю пластину, и давление начинает расти. В конце концов давление становится слишком большим, и давление сбрасывается в виде землетрясения. Этот тип землетрясения называется мегатрастовым землетрясением, которое является самым мощным типом землетрясений.Когда эти мегатрочные землетрясения происходят под водой, большое количество воды вытесняется, и возникает волна цунами.

Волна цунами
Нормальные волны возникают в результате трения между ветром и морем и влияют только на поверхность. Когда происходит цунами, ударная волна распространяется по всей глубине океана, и это имеет ряд различных последствий. Волны цунами очень маленькие в открытом океане, всего один или два метра, и проявляются только по мере приближения к более мелким морям побережья.Когда цунами достигает береговой линии, они начинают замедляться, поскольку дно волны соприкасается с более мелким морским дном. Однако вершина волны продолжается с высокой скоростью, и в результате волна накапливается сама по себе и становится все выше и выше, прежде чем в конечном итоге упасть сама на себя и разбиться о береговую линию.

Разрушение
Когда цунами обрушивается, обычно бывает две фазы разрушения: первая, когда волна обрушивается на прибрежные районы, и вторая, когда вода от волны возвращается в море, принося с собой большое количество мусора с земли.