Що таке цунамі

Наш союзник Bikinika

Саме явище цунамі старо, як Океан. Розповіді очевидців про страшні хвилях, що передавалися з вуст у вуста, з часом ставали легендами, а приблизно 2000- 2500 років тому з'явилися і письмові свідчення. Відповідно до одного з них загинула Атлантида. У числі вірогідних причин зникнення острова дослідники називають і цунамі.

Час звершення цієї грандіозної події відноситься до глибокої давнини - 2500 років тому. Зрозуміло, що ні про яке науковому розгляді явища тоді не могло бути й мови. Вивчення цунамі стало можливо лише після виникнення і розвитку сейсмології, так як цунамі, як правило, є наслідком землетрус в свою чергу, народженням науки сейсмології можна вважати час винаходу (початок поточного століття) російським вченим академіком Б. Б. Голіциним електродинамічного сейсмографа - приладу, за допомогою якого порівняно точно і просто визначається епіцентр землетрусу.

В даний час висловлюються різні погляди на причини, що породжують цунамі. Поряд з основною причиною - землетрусом, до таких відносять нагону води в бухти, викликані тайфунами, штормами, сильними приливами. Це, мабуть, пояснюється походженням слова «цунамі» (в перекладі з японської - «хвиля в гавані»).

Існують також різні погляди і на механізм утворення вогнища цунамі, порушених землетрусами. Зокрема, припускають, що саме по собі землетрус не збуджує цунамі, а служить лише спусковим механізмом. Причиною ж є мутьевие (суспензійні, турбідітних) потоки осадкового речовини, що володіє тиксотропні властивості (при певних умовах здатного до розрідження) і накопичується в каньйонах цунамігенних зон і ділянок. Ця речовина при землетрусах навіть невеликої сили отримує як би поштовх до швидкого розрідженню і руху і створює передумови для виникнення вогнища цунамі.

Не входячи в дискусію про правильність висловлюваних поглядів, звернемося до найбільш поширеним визначенням цунамі і причин, що їх породжують. Під «цунамі» розуміють длінноперіодние морські гравітаційні хвилі, раптово виникають в морях і океанах саме в результаті землетрусів, осередки яких розташовані під дном морів і океанів. Цунамі може виникати і від вибухів підводних вулканів, підводних і берегових обвалів і зсувів, що утворюються, в свою чергу, внаслідок землетрусів.

Ці хвилі мають велику швидкістю поширення і величезною кінетичної енергією, що сприяє їх глибокому проникненню на сушу. При підході до берега вони деформуються і, накочуючись на берег, іноді виробляють величезні руйнування. При цьому слід зазначити, що значною руйнівною силою володіють лише цунамі, породжені землетрусами великої енергії, з магнітудою, приблизно рівною або більшою 8,0.

Проведені останнім часом попередні дослідження показують, що цунамі можуть бути викликані землетрусами і значно меншої магнітуди (наприклад, М> 5,0). Але вони проявляються найчастіше у вигляді незначного підтоплення, яке можна виявити тільки за допомогою відповідних приладів. Вогнища цунамі зазвичай приурочені до епіцентральним областям землетрусів.

Відомо, що найбільша кількість землетрусів відбувається на Тихоокеанському узбережжі. Природно припустити, що і цунамі найчастіше трапляються в Тихому океані. Приблизні підрахунки показують наступний розподіл (в%) цунамі в різних морях і океанах:

Тихий океан (в основному по периферії) 75

Атлантичний океан 9

Індійський океан 3

Середземне море 12

Інші моря 1

У Радянському Союзі впливу цунамі схильні, по суті, тільки далекосхідні берега: Камчатка, Курильські і Командорські острови і, частково, Сахалін.

Отже, в результаті яких процесів відбуваються цунамі? Спостереження показують, що це головним чином: а) раптове зміщення ділянки поверхні моря або океану в вертикальному напрямку (або близькому до вертикального) за рахунок аналогічного зсуву вниз або вгору відповідної ділянки морського дна; б) різке зрушення води в горизонтальному (або близькому до нього) напрямку внаслідок аналогічного зсуву великих блоків земної кори з крутими схилами поблизу глибоководних западин; в) надводні або підводні обвали і зсуви; г) вибухи або великі виверження підводних вулканів; д) вібрація дна і ін.

При цьому потрібно мати на увазі, що цунамі виникає тільки в разі швидкого, майже миттєвого звершення зазначених процесів. Коли відбуваються потужні цунамі, можна говорити принаймні про чотири умовах, їм сприяють: 1) осередок землетрусу розташовується під дном моря, океану (буває, правда рідко, розбіжність вогнищ землетрусу і цунамі) або в порівняльній близькості від тих великих блоків земної кори, які, зміщуючись внаслідок землетрусу в горизонтальному напрямку в бік океану, стикаються безпосередньо з великими водними товщами; 2) над епіцентральной областю землетрусу знаходиться шар води значної потужності; 3) глибина вогнища землетрусу невелика (10-60 км); 4) землетрус повинно бути великої сили (або якщо мова піде про зсув або обвал, то маса порід, що беруть участь в утворенні цунамі, повинна мати досить великий обсяг).

Найбільшою руйнівною силою володіють, як правило, цунамі з вогнищами в глибоководних зонах.

У відкритому океані хвилі цунамі невисокі (при найсильніших землетрусах імовірно не перевищують 2-3 м), мають значну (іноді досягає 200-300 км) довжину хвилі і швидкість поширення, порівнянну зі швидкістю сучасного пасажирського реактивного літака.

Швидкість руху хвилі визначається за формулою Лагранжа: v = (квадратний корінь) gH, де g - прискорення сили тяжіння і Н - глибина басейну в місці визначення швидкості.

При підході до берега в залежності від прибережного рельєфу дна і конфігурації берегової лінії цунамі можуть «виростати» від 1-2 м висоти у відкритому океані до декількох десятків метрів на березі. Але, мабуть, головне, з чим пов'язане збільшення висоти хвиль, це - зменшення глибини океану. Останнє може бути обчислено за формулою Ері-Гріна:

де hм - висота хвилі на мілководді глибиною Hм; - висота хвилі на глибині Нp.

Перетворення і зростання хвилі починають помітно проявлятися біля кордону материкової мілини (глибина 200 м і менше) і відбуваються найбільш інтенсивно з глибини 10-15 м. Потрапляючи в мілководну прибережну зону, хвиля деформується - зростає її висота з одночасним збільшенням крутизни переднього фронту. З наближенням до берега вона починає перекидатися, створюючи пінистий, вируючий, великої висоти водяний потік, який і виробляє руйнування на березі.

Руйнівна сила хвиль цунамі залежить від інтенсивності породили їх землетрусів, відстаней від місця виникнення до берега, протяжності вогнища цу вами і початкової висоти хвилі, а також від особливостей рельєфу дна на шляху поширення хвилі і конфігурації берегової лінії.

При дуже крутих ухилах дна і прямолінійних берегах, а також на ділянках з досить високими берегами цунамі виростає несильно і не заподіює скільки-небудь значних руйнувань. Особливу небезпеку являють собою звужуються, з зменшуються глибинами бухти і протоки, в яких відбувається значне збільшення висоти, а отже, і руйнівну дію хвиль. При цьому в разі низького узбережжя хвиля захоплює великі ділянки суші, змітаючи все на своєму шляху. Крайню небезпеку представляють гирла річок, за якими цунамі може проникнути в глиб території на відстань до декількох кілометрів. Зменшується висота хвиль тільки в закритих розширюються бухтах з вузьким входом.

Більшість людей має гарне уявлення про характер і параметри звичайних вітрових хвиль і вельми слабке - про цунамі. Для порівняння наведемо таблицю деяких характерних параметрів вітрових хвиль і хвиль цунамі (максимальні значення).

З табл. 4 видно, зокрема, що у відкритому морі висота хвиль цунамі не перевищує 3 м. Маючи в той же час дуже велику довжину, вони стають безпечні для будь-якого плавзасобу, що знаходиться в океані на значній відстані від узбережжя.

Слід привести виключно цікавий, свого роду унікальний випадок надзвичайно високою хвилі. 9 липня 1958 р результаті землетрусу на Алясці маса льоду і земних порід обсягом близько 300 млн. М3 льодовика Літуйя з висоти, близькою до 900 м, обрушилася в вузьку і довгу бухту Літуйя, викликавши на протилежній стороні бухти колосальний хвильової запліску, який досяг на окремих ділянках узбережжя майже 600-метрової висоти. В цей час в бухті знаходилися три невеликих риболовецьких судна. «Не дивлячись на те що катастрофа відбувалася за дев'ять кілометрів від місця стоянки кораблів, все виглядало жахливо. На очах вражених людей вгору піднялася величезна хвиля, яка поглинула підніжжя північної гори. Після цього вона прокотилася по затоці, здираючи дерева зі схилів гір, руйнуючи недавно покинуту табірну стоянку альпіністів; обрушившись водяний горою на о-в кенотафи, вона поглинула стару хатину ... і, нарешті, перекотилася через вищу точку острова, здіймалася на 50 м над рівнем моря.

Хвиля закрутила судно Ульріча, яке, втративши управління, зі швидкістю галопуючої коні понеслося до судів Суонсона і Вагнера, все ще стояв на якорі. До жаху людей хвиля розірвала якірні ланцюги і потягла обидва судна, немов тріски, змусивши їх подолати самий неймовірний шлях, який коли-небудь випадав на частку рибальських суден. За словами Суонсопа, внизу під кораблем вони розглянули верхівки 12-метрових дерев і скелі завбільшки з будинок. Хвиля буквально перекинула людей через острів у відкрите море ».

Подібного роду випадки дуже рідкісні і не можуть розглядатися як еталон. Однак історія знає чимало прикладів цунамі, які поступаються за силою описаного, але не менш важкі своїми наслідками.

6 жовтня 1737 р

Землетрус біля східних берегів Камчатки. Висота порушених хвиль цунамі досягала 25-30 м. Дуже великі руйнування майже у всіх прибережних селищах східної Камчатки. Завдяки слабкій заселеності в той час жертв серед населення було небагато.

1 листопада 1755 р

Землетрусом і цунамі (епіцентр південний захід від м Лісабона, в Атлантичному океані) зруйнований і змитий Лісабон. Знищені 15 тис. З 20 тис. Будівель. Як і гинули близько 50 тис. Чоловік. Висота хвиль досягала 25-30 м.

27 серпня 1883 р

Вибух вулкана Кракатау (Зондський протоку, між островами Ява і Суматра). В результаті вибуху виникла серія дуже великих хвиль цунамі, не тільки що прокотилися по берегах Індійського і Тихого океанів, але прийшли в Атлантичний, досягнувши узбережжя Франції п Панами. Біля берегів Яви і Суматри висота хвиль досягала 30-40 м. Голландський корабель був викинутий хвилею на сушу і виявився в 4 км від берега на висоті 10 м над рівнем моря. Колосальні руйнування на островах: змиті житлові селища з низьколежачих берегів західної Яви і південній Суматри, знищені прибережні ліси і посіви. Близько 36 тис. Людських жертв.

15 червня 1896 р

Землетрус Санрику (загальна назва для Тихоокеанського узбережжя префектур Аоморі, Івате, Міягі). Епіцентр в 240 км від берегів Японії. Цунамі на березі в окремих місцях сягала висоти 30 м. Змиті близько 11 тис. Житлових приміщень і громадських будівель. Загинули 27 тис. Чоловік.

3 березня 1933 р

Сильний землетрус в Японії. На узбережжі Санрику обрушилися хвилі висотою більше 30 м. Знищений місто Камаісі, де були змиті 1200 будинків. Вило знесено велике число дерев. Загинули близько 4000 чоловік. Завдано дуже великої матеріальної шкоди.

1 квітня 1946 р

Епіцентр землетрусу поблизу о-ва Унімак (Алеутські острови) в районі Алеутской западини. Незважаючи на велике видалення Гавайських островів від вогнища цунамі (3700 км), навіть там зафіксовані хвилі висотою 11 м (о-в Оаху) і 16 м (о-в Гаваї). Цунамі досягло берегів Аляски, Північної і Південної Америки. Найбільша хвиля спостерігалася на о-ві Унімак: маяк, що стояв на м. Скотч-Кап, в 34 м над рівнем моря, був змитий, і весь його обслуговуючий персонал (5 осіб) загинув. В цілому жертвами цього цунамі стали близько 200 осіб. Збитки обчислюються сумою в 25 млн. Доларів.

5 листопада 1952 р

Це цунамі є найсильнішим для Далекосхідного узбережжя СРСР, особливо за своїми наслідками, тому йому слід приділити більше уваги, тим більше що жителями Далекого Сходу воно не забуте до наших днів. Матеріали по цій події опубліковані в Бюлетені Ради по сейсмології АН СРСР (1958, № 4). В ніч з 4 на 5 листопада 1952 року близько 4 год. за місцевим часом жителі Північно-Курильська були розбуджені 7-бальним землетрусом.

Через 45 хв. після початку землетрусу почувся гучний гул з боку океану, і вже через кілька секунд на місто обрушилася величезна хвиля, яка рухалася з великою швидкістю і мала найбільшу висоту в центральній частині міста, де вона котилася по долині річки.

Через кілька хвилин хвиля відступила в море, несучи з собою все зруйноване. Відступ першої хвилі було настільки інтенсивним, що дно протоки оголилося протягом декількох сотень метрів. Настало затишшя.

Через 15-20 хв. на місто обрушилася друга, ще більша хвиля, що досягала 10-метрової висоти. Вона завдала особливо сильні руйнування, змиваючи все споруди на своєму шляху, збереглися лише цементні фундаменти будинків.

Минулий через місто хвиля досягла схилів навколишніх гір, після чого почала скочуватися назад в улоговину, розташовану ближче до центру міста. Тут утворився величезний вир, в якому з великою швидкістю оберталися всілякі уламки будівель і дрібні суду. Відкатувавшись, хвиля вдарила з тилу в берегової вал перед портовою територією і в обхід гори прорвалася в Курильський протоку. Ділянка берегового валу і гора на кілька хвилин стали островом. На перемичці між цим островом і горою хвиля нагромадила купу колод, ящиків і т. П. І навіть принесла з міста два будинки.

Через кілька хвилин після другої хвилі прийшла слабша, третя хвиля, яка винесла на берег багато уламків. Все це було розкидано по території міста і по берегах протоки. О 9 год. ранку спостерігалися сильні коливання рівня океану, які, слабея, повторювалися протягом усього дня 5 листопада.

У протоці під час проходження воли відбувалося утворенню водоверті і Сулоев - стоячих хвиль і вертикальних сплесків, що утворюються в результаті зіткнення течій, що йдуть з Тихого океану і Охотського моря назустріч один одному.

Так розвивалися події під час цунамі в Північно-Курильські. Воно охопило майже 700-кілометрову зону Далекосхідного узбережжя. Найвищі хвилі при цьому відзначені в бухтах Піраткова (10-15 м) і Ольга (10-13 м) на Камчатці.

22 травня 1960 р

Поблизу Вальдівії (узбережжі Чилі) катастрофічний землетрус порушило цунамі, яке охопило узбережжі всіх країн Тихого океану. Більшості країн воно завдало величезної матеріальної шкоди. Були людські жертви. Висота хвиль біля берегів Чилі досягала 20 м. Кількість жертв тільки в Чилі обчислювалася 2000 чоловік. 50 тис. Будинків перетворилися на руїни. Загальний збиток склав кілька сот мільйонів доларів.

28 березня 1964 р

В результаті дуже сильного землетрусу в затоці Принс-Вільям (Аляска) цунамі зазначалося по узбережжю всього Тихоокеанського басейну. Висота хвиль в окремих районах досягала 10 м. У різних місцях від цунамі загинули понад 120 людей. Загальний збиток від землетрусу і цунамі склав кілька сот мільйонів доларів.

Наукою розкриті багато великих «секрети» природи і поставлені на службу людині: електрику і магнетизм, атомна енергія і лазерне випромінювання, закони руху космічних тіл і генетичний код живої клітини та ін. Однак багато ще треба пізнати, відкрити, винайти. Мабуть, пройде чимало десятиліть, поки людина навчиться передбачати деякі грізні явища природи, а потім і управляти ними.

Що ж можна зробити в найближчому майбутньому для захисту людини і різних господарських об'єктів від вищеописаних природних катастроф? Оскільки цунамі - явище вторинне, залежне від землетрусу, то і питання це слід розглядати в комплексі. Бувають випадки, коли для конкретного району навіть найсильніший землетрус не становить абсолютно ніякої небезпеки (вогнище землетрусу розташований за багато тисяч кілометрів), проте виникає при цьому хвиля, покривши величезні відстані, може виявитися винуватицею великих руйнувань.

На наш погляд, існує три основних способи, що дозволяють уникнути описуваних нещасть. Це - переселення з сейсмоактивних і цунамінебезпечних районів, прогнозування землетрусів і цунамі, сейсмостійке будівництво з урахуванням заздалегідь проведеного районування. Подивимося, наскільки це можливо.

Перший спосіб відкидається самими жителями, бо вони тисячоліттями обживали свій район, упорядковували, освоювали природні багатства і перспектива втратити все це видається людям куди більш гнітючою, ніж загроза зустрітися з грізною стихією.

Другий способ - прогноз землетрусів - поки що только знаходиться в стадії ДОСЛІДЖЕНЬ. Причому його потрібно розглядати в двох аспектах: довгострокового і короткострокового передбачення подій. Довгостроковий прогноз землетрусів (а отже, і цунамі) - справа майбутнього. Короткостроковий - вже дає позитивні результати, хоча до остаточного вирішення питання і тут ще досить далеко. Трохи краща ситуація з короткостроковим прогнозом цунамі, про що буде розказано нижче. Тут же згадаємо лише, що захист населення від можливої ​​появи цунамі в даний час по суті зводиться до відходу населення з районів, де очікується затоплення, на більш піднесені місця, але врятувати від руйнування будівлі не представляється можливим.

Залишається третій спосіб - сейсмостійке будівництво; це, мабуть, головне, що може звести до мінімуму результати можливих катастроф. Але, оскільки зведення споруд з відповідним запасом міцності - робота дорога, необхідно, щоб їй передувало чітке мікросейсморайонування, щоб, з одного боку, не завищувати сейсмічність конкретного району, де буде проводитися будівництво, а з іншого - не занижувати її, так як це пов'язано з безпекою населення.

Зрозуміло, слід враховувати і використовувати по можливості всі три способи захисту населення від сейсмічної небезпеки. У деяких випадках, коли цього досить, можна застосовувати і інші: пристрій бетонованих загороджувальних дамб, лісонасаджень, загороджувальних валів з великих каменів, хвилеломів, і т. П.