4. Цунамі.

Цунамі - це загальноприйнятий міжнародний науковий термін, який походить від японського слова «велика хвиля, що заливає бухту». Точне визначення цунамі звучить так - це довгі хвилі катастрофічного характеру, що виникають головним чином у результаті тектонічних зрушень на дні океану.

Розподіл цунамі пов'язано, як правило, з областями сильних землетрусів. Воно підпорядковане чіткій географічній закономірності, яка визначається зв'язком сейсмічних районів з областями недавніх і сучасних процесів горотворення. Відомо, що більшість землетрусів приурочено до тих поясів Землі, в межах яких триває формування гірських систем, особливо молодих, що відносяться до сучасної геологічної епохи. Найбільш часті землетрусу в областях близького сусідства великих гірських систем з западинами морів і океанів. Чітко виявляються дві зони земної кулі, найбільш схильні до землетрусів. Одна з них займає широтне положення і включає Апенніни, Альпи, Карпати, Кавказ, Копет-Даг, Тянь-Шань, Памір і Гімалаї. У межах цієї зони цунамі спостерігається на узбережжі Середземного, Адріатичного, Егейського, Чорного і Каспійського морів і північній частині Індійського океану. Інша зона розташована в меридіональному напрямку і проходить вздовж берегів Тихого океану. Останній як би облямований підводними гірськими хребтами, вершини яких піднімаються у вигляді островів (Алеутські, Курильські, Японські острови та інші). Хвилі цунамі утворюються тут в результаті розривів між піднімаючимися гірськими хребтами і опускаються паралельно хребтах глибоководними западинами, що відділяють ланцюги островів від малорухомої ділянці дна Тихого океану.

Основною причиною руйнівних цунамі слід вважати різкі вертикальні зміщення окремих ділянок дна басейну внаслідок сейсмотектонічних зрушень. Утворені при цьому залишкові зміщення дна океану витісняють рідину таким чином, що форма зміщень вільної поверхні океану повторює форму зсувів дна. В даний час сучасні сейсмічні виміри дозволяють із високою точністю розрахувати форму зміщень морського дна, що утворилися в результаті сильного підводного землетрусу Okada, 1985. Однак відомо, що далеко не всі сильні землетруси викликають розломи дна з вертикальними зміщеннями кори і, відповідно, хвилі цунамі. Однією з найважливіших проблем сейсмології є розробка методів визначення параметрів сейсмічного вогнища і оцінка його «цунамогенності» для завдання оперативного прогнозу.

Хоча землетруси, які відбуваються уздовж горизонтальних розломів, іноді викликають цунамі, вони зазвичай мають локальний характер і не поширюються на великі відстані. Деякі вчені помітили, що великі землетруси уздовж горизонтальних розломів біля узбережжя Аляски і Британської Колумбії викликали цунамі, зона дії яких простягалася не більше 100 кілометрів. Як зазначалося раніше, цунамі зазвичай відбуваються після сильних землетрусів з невеликою глибиною вогнища залягання під океанами. Однак було відзначено кілька випадків утворення цунамі під дією землетрусів, які відбувалися на суші. Тому можна зробити висновок, що цунамі можуть утворитися або через зміни морського дна (освіти розломів), або під дією сейсмічних поверхневих хвиль, що проходять через неглибокий континентальний шельф. Довгі періодичні поверхневі хвилі (так звані хвилі Релея) мають вертикальну складову і передають значну частину енергії землетрусів. Повернення рівня моря до нормального викликає утворення серії хвиль, що поширюються у всіх напрямках від початкової зони деформації.

Більша кількість хвиль цунамі викликаються підводними землетрусами. При землетрусі під водою утворюється вертикальна тріщина, і частина дна опускається. Дно раптово перестає підтримувати стовп води, що лежить над ним. Поверхня води приходить в коливальний рух по вертикалі, прагнучи повернутися до вихідного рівня - середньому рівню моря - і породжує серію хвиль.

У глибокому океані маса такої втрати опору колони води величезна. Коли скидання дна припиняється, ця колона знаходить собі новий, більш низький «п'єдестал» і таким рухом народжує хвилі з висотою, еквівалентній відстані, на яке перемістилася ця колона. Переміщення при землетрусах має висоту зазвичай порядка 50 см, але за площею величезна - десятки квадратних кілометрів. Тому порушувані хвилі цунамі мають маленьку висоту і дуже велику довжину, ці хвилі несуть колосальний запас енергії.

Механізм виникнення цунамі в результаті землетрусу.

У момент різкого занурення ділянки дна океану і виникнення на дні моря западини, вода спрямовується до її центру, переповнює западину і утворює величезну опуклість на поверхні. При різкому піднятті ділянки дна океану витісняються значні маси води. На поверхні океану при цьому виникають хвилі цунамі, швидко розходяться на всі боки. Зазвичай вони утворюють серію з 3-9 хвиль, відстань між гребенями яких становить 100-300 км, а висота при наближенні хвиль до берега досягає 30 м і більше.

Картина поширення цунамі також дуже складна, адже швидкість хвилі цунамі визначається глибиною океану і тому на всьому шляху є змінною. Одні частини хвильового фронту випереджають інші, фронт втрачає кільцеву форму, згинається, іноді навіть ламається. Хвилі починають перетинати один одного. Від берегів відбивається відображення. Відбиті хвилі накладаються на прямі - інтерфіруються. Виникає складна картина руху цунамі.

Швидкість поширення таких хвиль становить у середньому (при глибині 4 км) приблизно 720 км/ч. Коли цунамі наближається до берега і виходить на мілководді, швидкість хвилі різко зменшується, донна частина потоку гальмується через тертя об дно, крутизна хвилі швидко збільшується і на берег спрямовується потік зі швидкістю близько 70 км/год, обрушився на берегову лінію довжиною в десятки кілометрів.

Можливі три сценарії поведінки хвилі при накаті на берег:

• набігання на берег (затоплення берега) без руйнування хвилі;

• руйнування хвилі біля її гребеня із збереженням симетричної форми в цілому;

• повне руйнування хвилі, її перекидання.

Наслідки цунамі

До вражаючих факторів цунамі відносяться ударна хвиля, розмиття, затоплення.

Інтенсивність цунамі - характеристика енергетичного впливу цунамі на берег, оцінювана за умовною шестибальною шкалою:

1 бал - дуже слабке цунамі. Хвиля відзначається (реєструється) тільки мореографамі.

2 бали - слабке цунамі. Може затопити плоске узбережжі. Його помічають лише фахівці.

3 бали - середнє цунамі. Відзначається усіма. Плоске узбережжі затоплено, легкі судна можуть бути викинуті на берег. Портові споруди піддаються слабким руйнувань.

4 бали - сильне цунамі. Узбережжя затоплено. Прибережні споруди пошкоджені. Великі вітрильні і невеликі моторні судна викинуті на сушу, а потім знову змиті в море. Береги засмічені піском, мулом, уламками каміння, дерев, сміття. Можливі людські жертви.

5 балів - дуже сильне цунамі. Приморські території затоплені. Хвилерізи сильно пошкоджені. Великі судна викинуті на берег. Збиток великий і у внутрішніх частинах узбережжя. Будинки і споруди мають руйнування різного ступеня складності залежно від віддаленості від берега. Все кругом усіяне уламками. У гирлах річок високі штормові нагони. Сильний шум води. Є людські жертви.

6 балів - катастрофічне цунамі. Повне спустошення узбережжя і приморських територій. Суша затоплена на значну відстань вглиб від берега моря.