Хвиля, що несе смерть

Доктор геолого-мінералогічних наук Н. Куренівський.

Землетрус, те, що сталося 26 грудня 2004 біля берегів Індонезії, стало причиною гігантської хвилі - цунамі, яке обрушилося на острів Суматра, Шрі-Ланку, острови біля берегів Таїланду, східне узбережжя Індії, Мальдівських острови і навіть на берегову зону в Сомалі в Східній Африці. Цунамі забрало життя близько 300 тисяч чоловік і заподіяла величезний матеріальний збиток. За оцінками ООН, це найбільша природна катастрофа, яка спіткала людство за останні 100 років. Що ж таке цунамі, як і де виникає це явище і чи можна його передбачити?

Термін "цунамі" прийшов з японської мови і дослівно означає "велика хвиля в затоці". Цунамі виникає під час землетрусу в море або в океані, коли створюються умови для утворення в товщі води потужних хвиль. Ці хвилі розходяться у всі сторони від епіцентру, який являє собою проекцію Гіпоцентр - умовного центру вогнища землетрусу - на поверхню морського дна. Вогнище розташовується в товщі Землі на певній глибині, найчастіше в межах декількох десятків кілометрів. Саме там, в області вогнища, виникають напруги та деформації гірських порід, які призводять до розривів і вивільнення що накопичилася енергії.

Далеко не кожне землетрус, які траплялися в океані, викликає цунамі. Гігантська хвиля утворюється в тому випадку, коли відбувається раптова, дуже різке зміщення океанського дна, і особливо часто при миттєвому вертикальному взбрасиваніі (підйомі) одного з крил тектонічного розриву. Детальний аналіз умов збудження цунамі показав, що максимальна амплітуда хвиль цунамі виникає в тому випадку, коли зміщення порід відбуваються на глибині приблизно 10 км, а якщо Гіпоцентр розташований глибше, амплітуда поступово зменшується.

Над місцем тектонічного зсуву океанського дна в поверхневому шарі води виникає водяний горб, який, осідаючи, утворює хвилі, що розходяться, як від кинутого у воду каменя, на всі боки. У відкритому океані ці хвилі мають дуже велику довжину: відстань між двома гребенями досягає 100-150 км. А ось висота у них невелика, всього кілька метрів, дуже рідко - десятки метрів.

Отже, різке, майже миттєве зміщення дна викликає одночасний підйом всієї товщі океанської води і хвилі на поверхні, що розходяться в сторони зі швидкістю до 600-800 км/ч. Чим більше глибина океану, тим вище швидкість хвиль, яка приблизно пропорційна квадратному кореню з глибини. Перебуваючи у відкритому океані на кораблі або яхті, дуже довгу поверхневу хвилю можна й не помітити. Але ситуація змінюється, коли така хвиля наближається до обмілинами березі з широким і пологим підводним схилом.

Справа в тому, що колосальна енергія хвилі перерозподіляється, тому що тертя води об дно сповільнює рух нижній частині водяній товщі, у той час як її верхня частина переміщається з більшою швидкістю. Цей процес починає розвиватися, коли глибина досягає приблизно половини довжини хвилі. При наближенні до берега зменшується як швидкість руху хвилі, так і її довжина. Наприклад, при глибинах близько 1 км швидкість хвилі складає 350-360 км/год, а при глибині 50 м - менше 100 км/ч.

Коли нижня частина хвилі починає гальмуватися, хвиля "виростає", збільшуючи свою висоту, і вся її енергія зосереджується на відносно вузькому фронті. На гребені зростаючої хвилі з'являється білий бурун, і вона набуває асиметричну форму: внутрішня сторона увігнута і крута, а зовнішня, обернена в бік океану, - пологіша.

У хвилі цунамі гребінь вінчається гігантським Бурун, а сама вона, висотою 5, 10 або 30 м, всією масою гігантської водяної стіни обрушується на берег, і вирує вода стрімко мчить вперед, знищуючи все на своєму шляху. Якщо хвиля входить у вузький затоку, то її висота зростає в кілька разів, утворюючи водяний вал (його називають "бор"), удар якого об берег подібний залпу сотень гармат. Поступово сила хвилі вичерпується, і вода починає свій зворотний біг до океану, тягнучи за собою будь-які плаваючі предмети, автомобілі, тварин і людей.

У разі недавньої катастрофи, що почалася вранці 26 грудня 2004 о 7 годині 58 хвилин 53 секунди за місцевим часом в Індійському океані біля берегів Індонезії і Таїланду, епіцентр першого землетрусу знаходився поблизу північної краю острова Суматра, в точці з координатами 3 ° 30 'північної широти і 95 ° 87 'східної довготи. У геологічному плані в цьому районі проходить межа між двома літосферними плитами - великими блоками земної кори. При цьому відбувається занурення, пододвіганіе (субдукції) океанічної Індійської плити під більш східну континентальну плиту. Глибоководний жолоб, простягаються паралельно Суматрі, являє собою слід такого занурення.

Гіпоцентр першого поштовху землетрусу був неглибоким, як то кажуть, мелкофокусним і знаходився на глибині близько 30 км. Різке, майже миттєве зсув океанської плити на десятки метрів викликало деформацію в поверхні океанського дна, яка і спровокувала виникнення цунамі, відразу ж що обрушився на острови Суматра і Ява. Приблизно через 10-20 хвилин хвиля досягла Андаманських і Нікобарських островів, а потім західних берегів Таїланду і курортного острова Пхукет.

Більше часу, майже дві години, знадобилося цунамі, щоб вдарити по Шрі-Ланці (колишній острів Цейлон), східне узбережжя Індії, Бангладеш і Мальдівські острови. На Мальдівах висота хвилі не перевищувала двох метрів, але самі острова піднімаються над поверхнею океану не більше, ніж на метр-півтора, тому дві третини території Мале - столиці острівної держави - опинилися під водою. Проте в цілому Мальдівські острови постраждали не дуже сильно, оскільки оточені будівлями коралових рифів, які взяли на себе удари хвиль і погасили їх енергію, забезпечивши тим самим пасивну захист від цунамі. Через шість годин хвиля дійшла до східного узбережжя Африки. Найбільше число жертв і руйнувань цунамі викликало в Індонезії і на Шрі-Ланці. За оцінками, загальна кількість загиблих становить більше 280 тисяч чоловік.

За даними сейсмічних станцій, землетрус, що викликало цунамі в Індійському океані, вірніше, його перший поштовх мав магнітуду 8,6-8,9 або навіть 9,1 за шкалою Ріхтера, тобто близько до максимально можливої. З'явилися відомості, що воно сприяло різкому зсуву осі обертання Землі на 3 см, а земні добу зменшилися на 3 мікросекунди. Другий поштовх, епіцентр якого знаходився декілька на північ від першого, мав магнітуду 7,3 і викликав освіта другої хвилі цунамі. Після перше, найсильніших поштовхів 26 грудня землетрусу в цьому регіоні відбувалися практично щодня протягом декількох тижнів з досить високою магнітудою близько 5-6. Такі землетруси, які йдуть за головним сейсмічних ударом, називаються афтершоков. Вони свідчать про розсмоктування напруг, про їх релаксації.

Землетруси колосальної потужності відбуваються з періодичністю раз на 150-200 років. Про це є достовірні історичні відомості, в тому числі і про цунамі, викликаних землетрусами. Так, в 365 році н.е. в Олександрії (Єгипет) хвилі погубили 5000 осіб; в 1755 році в Лісабоні жертвами цунамі стали тисячі людей. Під час вибуху вулкана Кракатау в Зондській протоці між островами Ява і Суматра в 1883 році гігантська хвиля змила в море більше 36 000 чоловік; в 1896 році в Японії хвилі заввишки 15 м призвели до смерті кількох тисяч чоловік, в 1933 році біля узбережжя Санріку в Японії, де висота хвиль цунамі сягала 24 м, загинуло 3000 жителів. У 1952 цунамі заввишки 18 м зруйнував місто Північно-Курильськ, розташований на острові Парамушир, самому північному острові Курильської острівної дуги, при цьому загинули кілька тисяч жителів, так як хвиль було три. Список подібних катастроф можна ще продовжити.

Виникає питання: а чи можна передбачити цунамі і попередити жителів регіонів про що насувається хвилі? День і час виникнення землетрусу передбачити в принципі нереально, тому що це процес нелінійний. Але можна встановити райони, де ризик землетрусу великий, і визначити його ймовірну силу, тобто провести сейсмічне районування територій різної детальності.

Основні місця виникнення цунамі - це Тихий океан, на периферію якого припадає понад 80% цунамі. Знамените "вогняне" кільце Тихого океану характеризується не тільки великою кількістю діючих вулканів, але і частими сильними землетрусами, гірським рельєфом і ланцюжком глибоководних жолобів. У цих місцях, які називаються активними континентальними околицями, відбувається занурення важких, холодних океанічних плит під більш легкі і високо розташовані континентальні. Процеси взаємодії між плитами і приводять до землетрусів, вивержень вулканів і виникнення цунамі в океані.

обрушиться на берег величезна хвиля після землетрусу в океані чи ні - невідомо. Жителі узбереж, які перебувають у небезпечній сейсмічної зоні, відчувши землетрус, повинні негайно бігти геть від берегової зони. Так можна врятуватися від цунамі, що утворився недалеко від берега, коли час приходу хвилі складає 15-30 хвилин. Якщо ж цунамі виникає далеко і хвилі переміщаються по поверхні океану кілька годин, то достатньо часу, щоб підготуватися до удару стихії та вивести людей в безпечні місця. Але для цього треба провести величезну роботу: поставити в сейсмонебезпечних районах океанів або морів автоматичні сейсмографи, розробити систему оповіщення населення, щоб не виникала неодмінна в таких випадках паніка. Треба, щоб і туристи, які приїжджають відпочивати в сейсмонебезпечні зони, про це знали і чітко уявляли, що треба робити в разі тривоги, яку можна оголошувати сиренами, Ревун, по радіо і будь-якими іншими способами. На жаль, в районі землетрусу, що трапилося 26 грудня 2004 року, мережі спостережень просто не існувало, а система оповіщення про землетрус і цунамі не була організована.

У нас в Росії ще в кінці 50-х - початку 60-х років минулого століття на Далекому Сході створена служба попередження цунамі, що охоплює Камчатку, Курильські острови, Сахалін і Примор'я. На Гавайських островах, не раз піддавалися впливу цунамі, існує Центр попередження імені Річарда Хагімайера. Зараз і в Індійському океані, поблизу Індонезії, передбачається організувати мережу спостережень, а надалі є наміри зробити глобальну мережу попереджень про цунамі і оснастити її новітніми сейсмографами, спеціальними датчиками і бакенами, на яких буде розміщена реєструє апаратура, і все це об'єднати супутниковою системою.

Список літератури

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://www.nkj.ru/