Цунами краткое описание природного явления. Цунами, вызываемое землетрясениями

В японском языке иероглиф «цу» - это залив или бухта, «нами» - волна. Вместе оба иероглифа переводятся как «волна, заливающая бухту». Катастрофические последствия двух цунами, обрушившихся на берега Индийского океана в 2004 году и на Японию в 2011-м, наглядно продемонстрировали, что надёжной защиты от этого грозного явления природы по сей день не найдено…

Цунами – что это?

Вопреки бытующему мнению, цунами - это вовсе не одна исполинская волна, неожиданно налетающая на берег и сметающая всё на своём пути. На самом деле цунами - это серия морских гравитационных волн очень большой длины, возникающих в результате сдвига протяжённых участков дна при сильных подводных землетрясениях или, изредка, по другим причинам - в результате извержения вулканов, гигантских оползней, падения астероидов, подводных ядерных взрывов.

Как возникает цунами?

Наиболее часто встречающаяся причина цунами - вертикальная подвижка дна при подводных землетрясениях. Когда часть дна опускается, а часть приподнимается, масса воды приходит в колебательное движение. При этом поверхность воды стремится вернуться к исходному уровню - среднему уровню океана - и таким образом порождает серию волн.

Скорость распространения цунами при глубине моря в 4,5 км превышает 800 км/ч. Но высота волны в открытом море обычно невелика - менее метра, а расстояние между гребнями - несколько сотен километров, поэтому с палубы корабля или с самолёта цунами не так-то просто заметить. На океанских просторах для любого судна встреча с цунами не опасна. Зато при выходе волн на мелководье их скорость и длина уменьшаются, а высота резко возрастает. У берега высота волны нередко превышает 10 м, а в исключительных случаях достигает 30-40 м. Тогда удар стихии наносит прибрежным городам колоссальный урон.

Впрочем, нередко огромные разрушения наносят волны цунами и относительно небольшой высоты. На первый взгляд это кажется странным: почему внешне более грозные волны, возникающие во время шторма, не приводят к аналогичным жертвам? Дело в том, что кинетическая энергия цунами гораздо выше, чем у ветровых волн: в первом случае движется вся толща воды, а во втором - только поверхностный слой. В результате напор выплёскивающейся на сушу воды во время цунами во много раз выше, чем во время шторма.

Не стоит сбрасывать со счёта и ещё один фактор. При шторме волнение нарастает постепенно, и люди обычно успевают отойти на безопасное расстояние, прежде чем им начинает грозить опасность. Цунами же всегда приходит внезапно.

Сегодня известно около 1000 случаев цунами, из которых более ста имели катастрофические последствия. Географически самым опасным регионом считается периферия Тихого океана - там возникает примерно 80% всех цунами.

Полностью защитить берег от цунами невозможно, хотя в некоторых странах, особенно в Японии, пытались строить молы и волноломы с целью ослабить силу удара волн. Однако известны случаи, когда эти сооружения играли отрицательную роль: цунами разрушали их, и подхваченные потоками воды куски бетона лишь усугубляли повреждения на берегу. Не оправдались и надежды на защиту из посаженных вдоль берега деревьев. Чтобы погасить энергию волн, нужна слишком большая площадь лесопосадок, а таковой в большинстве прибрежных городов просто нет. Ну, а узкая полоска деревьев вдоль набережной никакого сопротивления цунами оказать не может.

Одной из важных мер защиты населения опасных регионов от разрушительных волн стала международная система предупреждения о цунами, созданная в Тихоокеанском регионе. В её работе принимают участие 25 государств, в том числе и Россия. Учёные разных стран на основе всестороннего анализа зон сильных землетрясений пытаются определить, являлись ли они причиной образования цунами в прошлом, и какова вероятность возникновения цунами в будущем. Главный исследовательский центр системы, расположенный на Гавайских островах в Гонолулу, непрерывно следит за сейсмической обстановкой и уровнем поверхности Тихого океана.

В нашей стране служба предупреждения о цунами Дальнего Востока состоит из трёх региональных служб: Камчатской, Сахалинской областей и Приморского края. В Камчатской области, в частности, работают станция цунами территориального управления по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды и сейсмическая станция Института физики Земли АН России.

Самые разрушительные цунами прошлого

Не исключено, что самый катастрофический случай цунами в истории человечества произошел в античные времена, хотя он дошёл до нас в виде мифов и преданий. Приблизительно в 1450 году до н.э. от гигантской волны, которую спровоцировал вулкан Санторини, погибла целая цивилизация. В 120 км от вулкана находится Крит, бывший в то время одной из самых могущественных держав Средиземноморья. Но цунами в один момент нанесло острову Крит колоссальный ущерб, от которого процветавшее прежде государство так и не смогло оправиться. Оно распалось, а многие его города оказались заброшены на две с половиной тысячи лет.

Гигантские волны цунами последовали за разрушительным землетрясением в Лиссабоне 1 ноября 1755 года. Очаг землетрясения, очевидно, находился на дне океана. Суммарное число жертв от волн и землетрясения оценивается приблизительно в 60 тысяч человек.

В 1883 году в результате серии извержений вулкана Кракатау в Индонезии образовалось мощное цунами, от которого больше всего пострадали острова Ява и Суматра. Волны высотой до 40 м стёрли с лица земли около 300 деревень, погибло более 36 тысяч человек. В районе города Телук Бетунг голландский военный корабль - канонерка «Berouw» - был заброшен вглубь суши на 3 км и оказался на склоне горы на высоте 9 м над уровнем моря. Сейсмические волны прошли два или три раза вокруг Земли, а от выброшенного в атмосферу пепла в Европе долго наблюдались необычные красные зори.

Самое разрушительное цунами ХХ века обрушилось на побережье Чили 22 мая 1960 года. В результате цунами и породившего его сильнейшего землетрясения магнитудой 9,5 балла по шкале Рихтера погибли 2000 человек, 3000 были ранены, два миллиона остались без крова, а причинённый ущерб составил 550 млн долларов США. В результате этого же цунами погибли 61 человек на Гавайях, 20 на Филиппинах, 3 на Окинаве и более 100 в Японии. Высота волн на острове Питкэрн достигала 13 м, на Гавайях - 12 м.

Самое необычное цунами

В 1958 году в заливе Литуйя на Аляске образовалось цунами, вызванное гигантским оползнем - около 81 млн т льда и твердой породы обрушилось в море вследствие произошедшего землетрясения. Волны достигали невероятной высоты 350-500 м - это самые большие волны из всех зарегистрированных в истории! Цунами смыло со склонов гор всю растительность. К счастью, берега залива были незаселёнными, и человеческие жертвы оказались минимальными - погибли всего два рыбака.

Цунами на российском Дальнем Востоке

4 апреля 1923 года в Камчатском заливе произошло сильное землетрясение. Через 15-20 минут спустя к вершине залива подошла волна. На побережье были полностью разрушены два рыбозавода, сильно пострадал посёлок Усть-Камчатск. Лёд на реке Камчатке был взломан на протяжении 7 км. В 50 км к юго-западу от посёлка наблюдалась максимальная высота подъёма воды на побережье - до 30 м.

На территории России самое катастрофическое цунами произошло в ночь с 4 на 5 ноября 1952 года на дальневосточном острове Парамушир, где расположен город Северо-Курильск. Примерно в 4 утра начались сильнейшие подземные толчки. Через полчаса землетрясение прекратилось, и покинувшие жилища люди вернулись в свои дома. Лишь немногие оставались на улице и заметили приближающуюся волну. Они успели укрыться в сопках, но когда спустились вниз осматривать разрушения и разыскивать родных, на город обрушился второй, ещё более мощный водяной вал высотой около 15 м. Капитан одного буксира, стоявшего на рейде Северо-Курильска, рассказывал, что в ту ночь моряки ничего не заметили, а рано утром удивились большому количеству плававшего вокруг мусора и разных предметов. Когда утренний туман рассеялся, они увидели, что города на берегу не было.

В тот же день цунами достигло и берегов Камчатки и нанесло серьёзный ущерб ряду посёлков. Всего погибло более 2000 человек, однако в СССР вплоть до начала 1990-х годов о событиях той трагической ночи почти никто не знал.

Цунами, возникшее 23 мая 1960 года у берегов Чили, примерно через сутки достигло берегов Курил и Камчатки. Наибольший уровень подъёма воды составил 6-7 м, а на территории Халактырского пляжа у Петропавловска-Камчатского - 15 м. В бухтах Вилючинской и Русской были разрушены дома и смыты в море хозяйственные постройки.

Катастрофа в Индийском океане (2004 г.)

После землетрясения силой около 9 баллов по шкале Рихтера с эпицентром в Северной части острова Суматра в Индонезии, произошедшего в ночь на 26 декабря 2004 года Индийский океан накрыло мощнейшее цунами. Более чем 1000-километровая линия разлома, возникшая в результате движения больших пластов земной коры на дне океана, породила огромный выброс энергии. Волны обрушились на Индонезию, Шри-Ланку, Индию, Малайзию, Таиланд, Бангладеш, Мьянму, Мальдивские и Сейшельские острова и докатилась до Сомали, находящейся на расстоянии 5 тысяч км от эпицентра землетрясения. Жертвами цунами стали более 300 тысяч человек, в том числе иностранные туристы из многих стран, отдыхавшие в те дни в Индонезии и Таиланде. Больше всего погибших оказалось в Индонезии (более 180 тысяч) и Шри-Ланке (около 39 тысяч).

Столь многочисленные жертвы во многом объясняются отсутствием у местного населения элементарных знаний о грозящей опасности. Так, когда море отступило от берега, многие местные жители и туристы оставались на берегу - из любопытства или из желания собрать оставшуюся в лужах рыбу. Кроме того, после первой волны многие возвращались в свои дома - оценить ущерб или пытаться найти близких, не зная о том, что за первой волной последуют другие.

Цунами в Японии (2011 г.)

Причиной цунами стало сильнейшее землетрясение магнитудой 9,0-9,1 балла, произошедшее 11 марта 2011 года в 14:46 по местному времени (8:46 по московскому времени). Центр землетрясения находился на глубине 32 км, в точке с координатами 38,322° с.ш. 142,369° в.д. восточнее острова Хонсю, в 130 км к востоку от города Сендай и в 373 км к северо-востоку от Токио. В Японии цунами вызвало массовые разрушения на восточном побережье. Максимальная высота волн наблюдалась в префектуре Мияги - 10 м. Цунами затопило аэропорт Сендай, смыло один пассажирский поезд, нанесло серьёзные повреждения АЭС Фукусима I. Только в Сендае цунами стало причиной гибели примерно 300 человек. Общий ущерб, нанесённый экономике страны, исчисляется сотнями миллиардов долларов.

По официальным данным число погибших в результате землетрясения и цунами составляло 15 892 человек, ещё 2576 человек числятся пропавшими без вести. 6152 человека получили серьёзные ранения. По неофициальным данным, число жертв значительно больше. По сообщениям СМИ только в городе Минамисанрику пропавшими без вести числятся 9500 человек.

Многочисленные фотодокументы рисуют поистине апокалиптическую картину разрушений:

Цунами наблюдалось на всём тихоокеанском побережье - от Аляски до Чили, но за пределами Японии оно выглядело значительно слабее. Сильнее всего пострадала туристическая инфраструктура Гавайев - только в Гонолулу было разбито и потоплено около 200 частных яхт и катеров. На острове Гуам волны сорвали со швартовов две атомные подводные лодки ВМС США. В городе Кресчент-Сити в Калифорнии были повреждены более 30 катеров и лодок, один человек погиб.

По данным МЧС России, из-за угрозы цунами на Курильских островах с прибрежных территорий было эвакуировано 11 тысяч жителей. Наибольшая высота волн - около 3 м - была зафиксирована в районе села Малокурильское.

Цунами в кинематографе

В популярном жанре фильмов-катастроф цунами не раз привлекали внимание сценаристов и режиссёров. В качестве примера можно привести художественный фильм «Цунами» (Южная Корея, 2009 г.), кадры из которого приведены ниже.

В статье использованы фото U.S.Navy, Wikipedia, агентств Reuters, Kyodo, Yomiuri, Beawiharta, Ulet Ifansasti и SIPA Press.

Цунами представляет собой серию разрушительных и очень опасных волн, возникающих в результате сейсмической активности или других подводных аналогичных происшествий. За последние годы цунами нанесли невероятное количество ущерба. Чтобы выжить при цунами, вы должны быть подготовлены, бдительны и спокойны. В этой статье изложены шаги, знание и выполнение которых поможет вам в будущем выжить во время цунами.

Шаги

Часть 1

Заблаговременная подготовка

Заранее узнайте о потенциальной опасности. Важно заранее знать, существует ли риск возникновения цунами там, где вы проживаете. Вероятно, вы в зоне опасности, если:

Ваш дом, школа или место работы находятся в прибрежной зоне.
Ваш дом, школа или место работы расположены на равнинной или слегка холмистой местности, а высота над уровнем моря близка к нулю. Если вы не в курсе, как высоко над уровнем моря находится ваш дом, школа и место работы, выясните это. Некоторые местные власти используют высоту над уровнем моря в качестве уровня опасности.
Имеется наличие предупреждающих знаков, указывающих на подверженность района к цунами.
Местные власти опубликовали информацию о потенциальной угрозе цунами.
Естественные ограничители моря, таки как насыпи и дюны, были выровнены для развития территории.

Узнайте, обрушивались ли цунами на ваш прибрежный регион в прошлом. Зайдите в библиотеку или пошлите запрос в местную администрацию. FEMA (Федеральное агентство по управлению страной в чрезвычайных ситуациях) имеет свой сайт, где в режиме онлайн вы можете узнать об опасности наводнений.

Соберите припасы первой необходимости в легкодоступном месте. В случае приближения цунами (или другого природного катаклизма) вам, скорее всего, понадобятся несколько предметов для выживания, к тому же быстро. Крайне полезно заблаговременно собрать вещи первой необходимости и набор для выживания:
- Соберите вещи первой необходимости. Еда, вода, a аптечка являются необходимым минимумом. Оставьте набор на видном легкодоступном месте, известном всем домочадцам. Кроме того, возле комплекта вещей первой необходимости не помешает оставить дождевик или другой плащ для каждого человека.
- Соберите личный набор для выживания для каждого члена семьи, а также общий набор с вещами совместного пользования. Включите в него необходимые лекарства для каждого члена семьи. Не забудьте жизненно важные вещи для ваших питомцев.
Разработайте план эвакуации. Чтобы быть хоть как-то полезным, план эвакуации должен быть подготовлен заранее. При его разработке вы должны учесть свою семью, место работы, школу и более широкий круг людей. При необходимости начните разработку плана массовой эвакуации, если в вашей округе он не предусмотрен. Возьмите на себя инициативу разработки такого плана, а также подключите местных властей и других жителей. Отсутствие плана эвакуации и систем оповещения ставит вас, вашу семью и все ваше сообщество перед повышенной угрозой травм и смертельного исхода во время цунами и после него. Некоторые обязательные пункты, которые должны присутствовать в каждом плане эвакуации:

Внимательно следите за предупреждениями властей. Если местные власти нашли время сообщить об опасности, вам стоит прислушаться. Узнайте, каким образом они будут предупреждать население об опасности, чтобы вы не ошиблись и не проигнорировали озвученные предупреждения. Поделитесь этой информацией со своей семьей, друзьями, соседями и другими людьми. Если местные власти издают буклеты, запустили веб-сайт или используют другой источник информации, вызовитесь распространить копии буклетов или потребуйте, чтобы этим занялась местная власть.

Взберитесь на крепкое дерево . На крайний случай, если вы в ловушке и не можете уйти вглубь континента или взобраться на высокое здание, найдите сильное и высокое дерево и попробуйте залезть на него так высоко, как только сможете. Существует опасность, что цунами повалит дерево, так что используйте это убежище, только если другие варианты недоступны. Чем мощнее дерево, тем выше на него можно будет взобраться, тем удобнее можно будет отдохнуть на его ветках (вы можете просидеть на дереве много часов) и тем больше у вас будет шансов выжить.

Надпись (иероглифами), вырезанная в камне

26 декабря 2004 г. в Индийском океане вблизи о. Суматра произошло сильнейшее землетрясение и последующее цунами, приведшие к беспрецедентным в истории жертвам и разрушениям (более 260 тыс. жертв). Катастрофа носила глобальный характер: пострадали не только районы в непосредственной близости от эпицентра, но и участки побережья, удалённые от него на тысячи километров. Волны были зарегистрированы повсеместно – в Атлантике, Тихом океане, на побережье Антарктиды и т.д. Фактически мы оказались свидетелями катастрофы планетарного масштаба, стоящей в одном ряду с падением Тунгусского метеорита, взрывом вулкана Кракатау и др. Поисковые группы обнаружили участки побережья на юге Суматры, где высота наводнения достигала 35 м! Это выше 12-этажного дома.

Что же такое цунами? Слово это японского происхождения и означает большая волна. Япония является страной, наиболее часто подвергавшейся атакам этих чудовищных волн. Там, на берегу, можно встретить старинные каменные столбы с надписями, предупреждающими об опасности цунами.

Учитывая специфический характер поражающих факторов цунами, это стихийное бедствие можно отнести к одному из наиболее неотвратимых природных явлений. Чудовищные объёмы морской воды, накатывающие на берег, в большинстве случаев не могут быть остановлены искусственными защитными сооружениями. Высота наводнения порой превышает 10 м, а в некоторых зонах побережья (в области мелководного шельфа, в устьях рек и др.) волна приобретает форму бора (бурлящего водяного вала, водной стены). Двигаясь с огромной скоростью в глубь берега, этот вал воды аккумулирует колоссальную динамическую энергию, уничтожая на своём пути суда и строения (рис. 1).

Рис. 1. Волна в виде бора

Возникают такие волны в большинстве случаев в результате сильного подводного землетрясения. Однако известны случаи, когда цунами возникало в случае взрывов подводных вулканов, падений скал в воду, подводных оползней и др. На рис. 2 показаны различные механизмы возбуждения волн цунами: сейсмический, вулканический, оползневый, метеорологический. Что же объединяет все эти механизмы? Общим является эффект быстрого вытеснения значительных объёмов воды: в результате сейсмо-тектонического разлома дна, вулканического взрыва на дне океана, внедрения в воду огромных масс оползня, движущегося по наклонному дну, или резкого изменения атмосферного давления (водная поверхность испытывает внезапное воздействие атмосферы, например, во время грозового фронта).

Рис. 2. Различные механизмы возбуждения волн цунами

Волны цунами относятся к так называемым длинным волнам – расстояние от гребня к гребню (длина волны) значительно превосходит глубину океана. С точки зрения гидродинамики волны цунами близки по своей природе к приливам. Цунами и приливы отличаются от обычных ветровых (штормовых) волн и морской зыби. Ветровое волнение затрагивает лишь верхний слой океана, на глубине 50 м волнение уже не ощущается. А приливы и течения, вызванные волной цунами, вовлекают в движение всю водную массу – от дна до поверхности (рис. 3).

Рис. 3. Траектории частиц воды ветровых волн и волн цунами

Скорость распространения волны цунами определяется глубиной океана H и ускорением свободного падения g : . (К сожалению, вывод формулы для скорости длинных гравитационных поверхностных волн сложен для школы. Однако с помощью размерного анализа её можно вывести с точностью до константы. Если жидкость бесконечно глубокая, единственная величина, имеющая линейный размер, это длина волны . Другой физический параметр – это гравитационная постоянная g , обеспечивающая возвращающую силу при колебаниях частиц воды Других физических параметров, влияющих на скорость, нет. Тогда размерность скорости можно составить только из комбинации . Соответственно , или, в простом случае, (когда . Для неглубокой жидкости ~ H и формула сложнее, размерным анализом не обойтись. Стоит заметить, скорость длинных волн записывается почти так же, как скорость истечения жидкости из сосуда с дырочкой в дне, высота заполнения которого равна H : .)

При приближении к берегу глубина океана уменьшается, и волна замедляется. Кинетическая энергия частиц жидкости, распределённая по вертикали, сосредотачивается во всё меньшем столбе жидкости. Именно поэтому высота волны возрастает при приближении к берегу. Высота волны цунами в открытом океане обычно невелика – не более 1 м (рис. 4). Однако, приближаясь к берегу, гребень волны становится выше и круче, и наконец на мелководье происходит его обрушение и образуется бор.

Рис. 4. Схема образования и распространения волны цунами

В глубоком океане (H = 4000 м) скорость распространения волны огромна: (720 км/ч). Такова примерно скорость реактивного самолёта! Когда волна выходит на мелководье (H = 10 м), скорость снижается до «автомобильной», (36 км/ч), но при этом высота гребня может достигать 10 и более метров!

Специалисты службы оповещения о волнах цунами, получив сведения о сильном подводном землетрясении (положение эпицентра), рассчитывают время подхода волны к берегу по формуле , где x и y – координаты точки на карте глубин. На рис. 5 приведена такая карта Тихого океана, на которой нанесены изолинии времён добегания волны Шикотанского цунами 4 октября 1994 г. Видно, что волна достигла побережья самой южной части Южной Америки примерно за сутки. На основе таких расчётов принимается решение: необходимо ли эвакуировать население немедленно или есть время, чтобы подготовиться к нему.

Как и все виды волн (звук, свет, радиоволны), цунами испытывает затухание, отражение, преломление и рассеяние.

Рис. 5. Расчёт времен добегания волны Шикотанского цунами 4 октября 1994 г. Изолинии нанесены в часах. Эпицентр отмечен чёрным кружком

Затухание волн. В открытом океане с ровным дном энергия волны затухает как 1/r , где r – расстояние от источника. Соответственно амплитуда (высота) волны уменьшается как . Такое затухание иногда называют геометрическим расхождением. Кроме эффекта геометрического расхождения волна испытывает затухание за счёт рассеяния на неоднородностях рельефа дна.

Отражение. Отражение волны от крутого берега приводит к удвоению её амплитуды на берегу. Если амплитуда набегающей волны 5 м, то при отражении на линии берега высота составит 10 м. Коэффициент отражения от берега-стенки близок к 1. Однако, если берег покатый, при выходе волны на мелководье происходит обрушение гребня. Оказывается, когда высота волны a сравнима с глубиной воды H, разница между скоростями движения «подошвы» волны и её гребня становится существенной. Вершина волны, скорость движения которой равна , догоняет подошву, движущуюся со скоростью , что и вызывает обрушение (рис. 6). Естественно, после этого коэффициент отражения становится существенно меньше единицы. Волновая энергия в этом случае расходуется на трение в бурлящем потоке.

Рис. 6. Обрушение волны цунами при выходе на мелководье

Преломление. В роли коэффициента преломления для волн цунами выступает скорость . Чем меньше глубина воды, тем скорость распространения меньше. Соответственно «луч» цунами всегда загибается в сторону мелководья. Особенности топографии дна могут создавать дополнительные эффекты. На шельфе, глубина которого в среднем 200 м, могут образовываться так называемые «захваченные» волны. Если источник цунами находится в пределах протяжённого шельфа, часть лучей цунами не может покинуть мелководную часть и уйти в глубокий океан из-за эффекта полного внутреннего отражения (рис. 7).

Рис. 7. Схема образования захваченных и излучённых волн

Захваченные шельфом волны, распространяясь вдоль берега, практически не затухают. Такая особенность волнового поля называется волноводом. Явление волновода может возникать не только вблизи берега. Академик М.М.Лаврентьев показал, что цунами-волноводы могут образовываться и над подводными хребтами. При этом эффект полного внутреннего отражения проявляется справа и слева от оси хребта.

Цунамиопасные зоны. Наиболее часто цунами возникают в зонах высокой сейсмичности. К ним прежде всего относятся так называемые зоны субдукции или, иными словами, зоны сочленения океанической и материковой тектонических плит. На карте Тихого океана (рис. 8) хорошо видно, что сильнейшие землетрясения и цунами возникали в ХХ в. по периметру океана в окрестности континентального склона в океане. Согласно теории плитовой тектоники океанические плиты постоянно «раздвигаются» в обе стороны от срединного океанического хребта в направлении материка (рис. 9) со скоростью несколько сантиметров в год. Источником такого движения плит является постоянный выход наружу магмы из глубины Земли в районе срединных океанических хребтов. Сталкиваясь с материковой плитой, относительно тонкая океаническая плита погружается в глубь Земли. Постоянный «напор» океанической плиты постепенно приводит к накоплению энергии упругого сжатия в земной коре, которая в конце концов высвобождается в виде мощного землетрясения – возникает тектонический разлом. Часть дна вздымается вверх, а часть опускается. Это смещение может достигать нескольких метров и более, при этом горизонтальные размеры очага порой превышают 1000 км. Именно это внезапное смещение дна, образуемое при возникновении тектонического разлома земной коры, и формирует гигантские волны цунами в океане.

Рис. 8. Карта Тихого океана. Показаны очаги цунами в ХХ в.

Рис. 9. Тектоническая схема возникновения землетрясений в зоне субдукции

Основные зоны субдукции расположены по периметру Тихого и Атлантического океанов. Наиболее тектонически активные участки прилегают к побережьям Японии, Чили, Курильских островов, Камчатки, Алеутских островов, Аляски и Индонезии. Здесь скорость движения океанической плиты достигает 6–8 см/год. Как следствие время от времени здесь происходят мощные подводные землетрясения и цунами. Самое страшное цунами в нашей стране обрушилось на побережье Курильских островов и Камчатки 4 ноября 1952 г. в результате подводного землетрясения. Тогда был полностью смыт п. Северокурильск и погибли около 3000 человек. Последнее цунами произошло у берегов о. Шикотан 2 октября 1994 г. Никто не погиб, но на о. Кунашир были затоплены и смыты дома в низине, несколько рыбацких судов выбросило на берег.

Оценка энергии цунами. Попробуем оценить энергию, которую несут волны цунами. Во время землетрясения над очагом формируется начальное смещение поверхности океана. Мы можем считать, что вся энергия цунами в этот момент представлена в виде потенциальной энергии поднятия столба жидкости над очагом. Обозначим среднюю высоту смещения поверхности океана через a . Тогда потенциальная энергия выразится формулой , где – плотность воды, а S – площадь очага. Размеры источника возьмём 100 . 1000 км . км – это типично для мощных землетрясений. Для источника со средней высотой смещения поверхности a = 0,5 м получается примерно 10 21 эрг (10 14 Дж), что равняется энергии бомбы, взорванной в Хиросиме. Однако, согласно расчётам канадского учёного Т.Мурти, энергия цунами 26 декабря 2004 г. оказалась в 390 раз больше! Это означает, что средняя высота начального возмущения уровня составила около 10 м.

Как видно из рис. 8, в ХХ в. в районе южнее Суматры не наблюдалось ни одного мощного землетрясения, способного вызвать цунами. Учёные предполагают, что такое длительное «молчание» зоны субдукции привело к накоплению огромной энергии сжатия, которая высвободилась 26 декабря 2004 г.

На рис. 10 показана карта Индийского океана, где нанесён эпицентр основного сейсмического толчка и последующих афтершоков (меньших по мощности землетрясений). Протяжённость зоны разлома превысила 1000 км. Серым цветом отмечен предполагаемый очаг цунами. На карте нанесены изолинии времён добегания цунами. Хорошо видно, что для большей части пострадавших побережий «запас времени» был достаточный, чтобы организовать эвакуацию населения из прибрежной зоны. Однако службы оповещения о цунами в этом районе не было. Люди не знали, что такое цунами. Более того, когда вода стала отступать, многие находящиеся на берегу углубились в зону отлива, чтобы собрать раковины и кораллы. Спустя несколько минут пришла волна. В отдельных районах о. Суматра вал прокатился в глубь на 10 км! Последствия были ужасны. В прибрежной зоне и на мелких островах смыло целые деревни. Люди, попадая в бушующий поток, гибли от столкновения с плавающими предметами. Этот поток представлял собой «кашу» из обломков домов и деревьев, частей автомобилей и людей. Шансов выжить в нём было мало.

Рис. 10. Карта Индийского океана. Нанесён эпицентр основного землетрясения и последующих афтершоков. Чёрным обведена область предполагаемого очага цунами. Нанесены изолинии добегания волны цунами

На рис. 11 показано, как высоко была смыта растительность на маленьком острове. Две следующих фотографии (рис. 12) – снимки из космоса территории Андаманских островов до и после цунами. Хорошо видно, что в результате землетрясения часть суши погрузилась в море.

Рис. 11. Результат воздействия волны цунами 26 декабря 2004 г. на о. Суматра. Хорошо видно, как высоко поднимался уровень океана

Рис. 12. Последствия землетрясения и цунами 26 декабря 2004 г. в Индийском океане (снимки из космоса до и после цунами)

Как спастись от цунами? Максимальную амплитуду цунами имеет непосредственно вблизи сейсмического источника. Поэтому здесь первым признаком цунами является само землетрясение. Жителям Курильских островов и Камчатки хорошо известно, что после подземных толчков необходимо быстро уходить из прибрежной зоны. Иногда перед приходом волны море быстро отступает от берега, обнажая дно на сотни метров. Многие свидетели отмечают наступление «тишины» перед приходом основной волны. Этот необычный отлив является признаком приближающейся волны цунами. А наступление «тишины» обусловлено тем, что быстрое отливное течение «уносит» от берега ветровые волны – шум прибоя затихает. Появление на горизонте пенящегося вала означает приближение цунами. Необходимо немедленно уходить на возвышение! Многие люди спаслись, забравшись на крепкие деревья, укрывшись на крыше крепкого здания. Известно, что многие животные и люди из кочевых племён как-то почувствовали катастрофу и ушли в горы.

Евгений Александрович Куликов – выпускник МФТИ 1973 г. В 1973–1986 гг. работал в Институте морской геологии и геофизики ДВО РАН, в 1979 г. защитил диссертацию на звание кандидата физико-математических наук. Сейчас – заведующий лабораторией цунами в Институте океанологии им. П.П.Ширшова РАН, автор около ста научных публикаций по цунами, волновым процессам в краевых областях океана и др., в том числе двух монографий, один из самых крупных специалистов-любителей по идеям Чучхе (учения Ким Ир Сена), за что награждён значком с изображением Великого вождя, приверженец теоретической кулинарии (см. сайт http://www.proza.ru/author.html?kulikove) и основатель нового вида спорта бананометания (http://kulikov.korolev.net.ru). Имеет троих теперь уже взрослых детей.

Цунами - стихийное бедствие, с которым может столкнуться каждый. Даже если вы не живете в зоне, подверженной цунами, вы можете оказаться в таковой на отдыхе или в командировке. А поэтому любой человек должен знать, как вести себя, когда наступает подобное явление.

Нужно понимать, что цунами - это не просто большая волна, а гораздо более мощная сила, которая описывается отдельной физической формулой и имеет силу, почти равную силе взрыва. В море цунами практически не видно - свою высоту и мощь волна обретает, когда подходит к мелководью.

Что нельзя делать при цунами

Для начала мы расскажем, что нельзя делать при цунами, чтобы вы не совершили серьезных ошибок.

Во-первых, нельзя завороженно стоять и смотреть на огромную волну, как вкопанный. Возможно, вам покажется эта рекомендации странной: кому может прийти в голову стоять и смотреть? Но, как показывает практика, многие именно так и поступают. То ли от ужаса, то ли из интереса.

Во-вторых, если цунами уже очень близко, просто бег не поможет, потому что волна двигается со скоростью 800 км в час (скорость самолета), но чем ближе к берегу, тем она становится медленнее: скорость снижается до 80 км в час.

В-третьих, если цунами еще далеко, но о нем уже известно, скорее всего, у вас есть не более 15-20 минут для того, чтобы убежать. Поэтому вместо того, чтобы собирать свои вещи, используем время для побега. Берем только самое необходимое. Спасайте не вещи, а жизнь!

В-четвертых, не стоит бежать около русел рек: именно русла рек при цунами будут разливаться в первую очередь.

Признаки цунами

Когда в 2004 году цунами обрушилось на берега Таиланда, отдыхающие подивились тому, что дно обнажилось на много километров и стали видны различные ракушки, которые люди принялись собирать. Но на одном пляже отдыхающих спасли знания школьницы, которая накануне на уроке географии проходила тему цунами и вовремя распознала обнажение дна моря как верный признак наступления волны, а также сообщила об этом всем окружающим, так что они успели эвакуироваться.

К признакам цунами относят:

землетрясение
необычное поведение воды: она либо отступает на много метров, либо, наоборот, начинает как бы «смазывать» поверхность земли, выходя за пределы акватории
животные сбежали с берега или ведут себя тревожно
появление белой кромки волны на горизонте
резкое поднятие горизонта моря
все люди бегут от моря
воет предупредительная сирена

Что делать во время цунами

Если вы еще не видите цунами, но уже воет предупредительная сирена, или же вы увидели цунами лишь на горизонте, значит, у вас есть от 10 до 20 минут, чтобы покинуть место.

Незамедлительно начинайте бежать в другую сторону от моря. Не останавливайтесь, пока не отойдете на 3-4 километра вглубь материка или не окажетесь на высоте 30 метров. Обычно этого хватает, чтобы спастись.

Если вы оказались в ловушке и не можете уйти с берега, поднимайтесь вверх. Это не лучшее решение, поэтому его используем, только если все остальные решения недоступны. Можно забраться на крышу здания, а можно выбрать для укрытия крепкое высокое дерево.

Когда вы займете позицию, откуда будете ждать наступления волны или же начнете бежать,постарайтесь на ходу освободиться от тяжелых деталей одежды (куртки и т.п.), которые в случае, если волна настигнет, вас потопят.

Если вы попали в воду, заберитесь на плывущий объект и используйте его в качестве плота. При любой возможности попробуйте перелезть на дерево, здание или в другое безопасное место.

Попав в цунами, вы имеете шансы погибнуть не от того, что утонете, а от удара какого-либо плавающего предмета. Поэтому старайтесь защититься от таких предметов.

Когда волна достигнет своего предела на суше, оно с огромной мощью начнет отступать обратно. Оказаться в воде в этой время чрезвычайно опасно, поскольку вас просто унесет в океан. Поэтому при любой возможности старайтесь выбраться из воды, пусть даже просто зацепившись за дерево, чтобы преодолеть силу, несущую вас в океан.

Что делать после цунами

Когда цунами отступило, нельзя возвращаться в свой дом или в отель, идти к берегу. За первой волной может наступить вторая и третья, причем они могут быть сильнее. Поэтому нужно оставаться вдалеке от берега, а еще лучше попытаться больше уйти вглубь острова или материка, чтобы вторая и третьи более сильные волны вас не настигли. Только когда власти дадут сигнал, что волны закончились, можно возвращаться в дом.

Когда вы будете заходить в дом, если от него что-то осталось, необходимо остерегаться предметов, которые могут обрушиться вам на голову. Также вас может ударить током. Поэтому в помещение можно заходить, только удостоверившись, что все в порядке.

Если вы только собираетесь на отдых

Конечно, не очень приятно перед поездкой на отдых думать о плохом. Но все же, предупрежден - значит вооружен. Поэтому сначала узнайте, обрушивались ли цунами на этот прибрежный регион раньше. Хотя если даже не обрушивались, это не гарантия. Стоит учесть, что большинство цунами происходит в месте под названием «вулканический пояс». Это область в Тихом океане, известная благодаря своей вулканической активности. Однако цунами бывают во всех океанах, поэтому если вы будете на океаническом побережье, это потенциально опасно. Не стоит отказываться от такого отдыха, просто нужно изучить признаки цунами и строго следовать всем правилам.

На страницах нашего сайта мы уже рассказывали об одном из опаснейших природных явлений - о землетрясениях: .

Эти колебания земной коры нередко порождают цунами, которые беспощадно разрушают постройки, дороги, причалы, приводя к гибели людей и животных.

Рассмотрим подробнее, что такое цунами, каковы причины их возникновения и вызываемые ими последствия.

Что такое цунами

Цунами - это высокие, длинные волны, порождаемые мощным воздействием на всю толщу океанской или морской воды. Сам термин «цунами» японского происхождения. Дословный его перевод звучит так - «большая волна в гавани» и это не зря, поскольку во всей своей мощи они проявляются именно на побережье.

Порождаются цунами при резком вертикальном смещении литосферных плит, составляющих земную кору. Эти гигантские вибрации приводят в колебание всю толщу воды, создавая на её поверхности ряд чередующихся гребней и впадин. Причём в открытом океане эти волны достаточно безобидны. Их высота не превышает и одного метра, поскольку основная масса колеблющейся воды простирается под её поверхностью. Расстояние между гребнями (длина волны) достигает сотен километров. Скорость их распространения зависящая от глубины, колеблется в пределах от нескольких сот километров до 1000 км/час.

Приближаясь к берегу, скорость и длина волны начинает уменьшаться. Из-за торможения на мелководье каждая последующая волна нагоняет предыдущую, передавая ей свою энергию и увеличивая амплитуду .

Иногда их высота достигает 40–50 метров. Такая огромная масса воды, обрушившись на берег, за считанные секунды полностью опустошает прибрежную зону. Протяженность района разрушений вглубь территории в отдельных случаях может достичь 10 км!

Причины цунами

Связь между цунами и землетрясениями очевидна. Но всегда ли колебания земной коры порождают цунами? Нет, цунами порождаются лишь подводными землетрясениями с неглубоко расположенным очагом и магнитудой более 7. На их долю приходится около 85% всех волн цунами.

Среди других причин можно назвать:

Оползни. Нередко прослеживается целая цепочка природных катаклизмов – сдвиг литосферных плит приводит к землетрясению, оно порождает оползень, генерирующий цунами. Именно такая картина прослеживается в Индонезии, где оползневые цунами происходят достаточно часто.
Вулканические извержения вызывают до 5% всех цунами. При этом гигантские массы земли и камня, взметнувшиеся в небо, затем погружаются в воду. Огромная масса воды смещается. В образовавшуюся воронку устремляются океанские воды. Это дислокация порождает волну цунами. Примером катастрофы совершенно ужасающих масштабов является цунами от вулкана Каратау в 1883 году (также в Индонезии). Тогда 30 метровые волны привели к гибели на соседних островах около 300 городов и селений, а также 500 морских судов.

Несмотря на наличие у нашей планеты атмосферы, защищающей её от метеоритов, наиболее крупные «гости» из вселенной преодолевают её толщу. При приближении к Земле их скорость может достигать десятки километров в секунду. Если такой метеорит имеет достаточно большую массу и упадёт в океан, он неизбежно вызовет цунами.

Технический прогресс принёс в нашу жизнь не только комфорт, но и стал источником дополнительной опасности. Проводимые подземные испытания ядерного оружия, это еще одна причина появления волн цунами. Сознавая это, державы, обладающие таким оружием, заключили договор, запрещающий его испытание в атмосфере, космосе и в воде.

Кто и как изучает это явление

Разрушающее действие цунами и его последствия столь огромны, что перед человечеством стала проблема найти эффективную защиту от этого бедствия.

Чудовищные массы воды, накатывающиеся на берег нельзя остановить никакими искусственными защитными сооружениями. Самой эффективной защитой в такой ситуации может быть только своевременная эвакуация людей из опасной зоны. Для этого необходим достаточно долгосрочный прогноз предстоящего бедствия. Этим занимаются сейсмологи в содружестве с учёными других специальностей (физиками, математиками и т. д.). Методы исследования включают:

данные сейсмографов, регистрирующих подземные толчки;
информацию, поставляемую датчиками, выносимыми в открытый океан;
дистанционное измерение цунами из открытого космоса с помощью специальных спутников;

разработку моделей возникновения и распространения цунами при различных условиях.

Если это сообщение тебе пригодилось, буда рада видеть тебя