книги / Опасные природные процессы. Вводный курс

Раздел //. Опасные природные процессы

Масса льда и земных пород обрушилась с высоты 900 м. Образовалась волна, достигшая на противоположном берегу бухты высоты 530 м. Подоб­ ного рода случаи весьма редки и, конечно, не рассматриваются в качестве эталона.

Другим источником цунами могут служить вулканические извержения. Крупные подводные извержения обладают таким же эффектом, что и зем­ летрясения. При сильных вулканических взрывах образуются кальдеры, ко­ торые моментально заполняются водой, в результате чего возникает длинная и невысокая волна. Но колоссальное парообразование от вод, заполнивших раскаленную зону кратера, может привести к взрыву, и тогда возникает мощное цунами. Классический пример — цунами, образовавшееся после из­ вержения Кракатау в 1883 г. Огромные цунами от взрыва кратера вулкана Кракатау наблюдались в гаванях всего мира и уничтожили в обшей сложно­ сти 5000 кораблей, погибло 36 тыс. человек.

В наш век атомной энергии у человека в руках появилось средство вы­ зывать по своему произволу сотрясения, раньше доступные лишь природе. В 1946 г. США произвели в морской лагуне глубиной 60 м подводный атом­ ный взрыв с тротиловым эквивалентом 20 тыс. т. Возникшая при этом вол­ на на расстоянии 300 м от взрыва поднялась на высоту 28,6 м, а в 6,5 км от эпицентра еще достигала 1,8 м. Эксперименты дали возможность устано­ вить, какой именно гребень бывает наибольшим, а какой — наименьшим.

Обычно это несколько (2—3) волн, идущих друг за другом. Над отмеля­ ми скорость падает до 50 км/ч, а высота растет до 10—20 м, фронт развора­ чивается параллельно берегу. В узких заливах и дельтах рек происходит до­ полнительный рост высоты. При обрушении на берег высота сейсмогенных цунами до 40 м, вулканогенных — до 100 м (Санторин, 1410 г. до н.э.).

Основными характеристиками цунами (табл. 10.8) являются: магниту­ да, интенсивность на конкретном побережье и скорость движения волны.

418

Гшва 10\ Гидро югические и гидрогеологические опасные природные процессы

За магнитуду цунами принят натуральный логарифм колебаний уровня во­ ды (в метрах), измеренный стандартным мареографом у береговой линии на расстоянии от 3 до 10 км от источника цунами. Магнитуда цунами, в отличие от магнитуды землетрясения, характеризует только часть энергии цунами (которая сама является частью сейсмической энергии). Существу­ ет зависимость между сейсмической магнитудой (ms), магнитудой цунами

(ш) и высотой главной волны цунами (h) (табл. 10.9).

Т а б л и ц а 1 0 . 9

Зависимость между сейсмической магнитудой, магнитудой цунами и высотой главной волны цунами

Вдали от побережья цунами распространяется примерно со скоростью

(С) длинных волн:

C =V2iH.

где g — ускорение силы тяжести; Н — глубина бассейна. Скорость С рав­ на: на средней глубине Тихого океана (4 км) — 700 км/ч, вдоль глубоковод­ ных желобов (8 км) — 1000 км/ч, на глубине 100 м — 100 км/ч.

Разрушительная сила цунами зависит от ее магнитуды, которая, в свою очередь, предопределяет интенсивность воздействия волны на берег. Интен­ сивность этого воздействия зависит в основном от скорости волны (фазовой скорости). Первым фактором является направление движения по отношению к берегу, контуру береговой линии, береговому склону и шельфу. Разруши­ тельная сила цунами прямо пропорциональна скорости выхода волны к бе­ регу. Вторым фактором воздействия являются мощные течения в результате ее отхода (смыв почвы, смыв склонов, размыв насыпей дорог, оснований мостов, дамб, фундаментов сооружений). Третий фактор — затопление боль­ ших территорий морской водой. Четвертый фактор — возможность сильных волнений на море вблизи берега.

Известно около 1000 случаев цунами, из них более 100 — с катастрофи­ ческими последствиями, вызвавших полное уничтожение, смыв сооружений и почвенно-растительного покрова (например, в 1933 г. у берегов Японии, в 1952 г. на Камчатке и др.). 80% цунами возникают на периферии Тихо­

419

Раздел //. Опасные природные процессы

го океана, включая западный склон Курило-Камчатского желоба. Исходя из закономерностей возникновения и распространения цунами, проводит­ ся районирование побережья по степени угрозы цунами.

Одно из самых сильных в истории цунами обрушилось на Японию 15 июня 1896 г., высота волны достигала 35 м, погибло 27 тыс. человек. Все прибрежные городки и деревни, растянувшиеся на 800 км, были снесены.

В наибольшей степени воздействию цунами подвержены Япония, Тихо­ океанское побережье США, Курильские острова. Так, 5 ноября 1952 г. три волны цунами, обрушившиеся на берег с интервалом 20 мин (при этом вы­ сота самой большой из них достигала 10 м), практически стерли с лица зе­ мли город Северо-Курильск. Известна историческая катастрофа, связанная с цунами, и в Европе: в 1755 г. 20-метровая волна разрушила столицу Пор­ тугалии Лиссабон, погибло 10% жителей полумиллионного города. По про­ должительности затопления такие наводнения — самые быстротечные по сравнению с нагонами, когда вода стоит в течение нескольких часов, или с половодьями, когда вода не уходит с залитых территорий порой несколь­ ко месяцев. Однако по разрушительной силе цунами нет равных. Для из­ мерения интенсивности цунами используются шкалы.

Ш кала Ииды К. и А. Имамуры с дополнениями по Александеру:

0 баллов — слабое цунами. Высота волн — до 1 м, повторяемость — несколько раз в год;

1 балл — умеренное цунами. Высота волн — до 2 м, заметное затопле­ ние плоских берегов, повреждение легких построек, лодки и легкие суда прибиваются к берегу, повторяемость — 2 раза в год;

2 балла — сильное цунами. Высота волн — 2—4 м, частичное разруше­ ние легких и повреждение прочных зданий. Легкие суда выбрасываются или уносятся, обломки, жертвы, повторяемость — раз в год:

3 балла — очень сильное цунами. Высота волн — от 4—8 до 10—20 м.

Вполосе до 400 км значительные повреждения прочных зданий, сильный смыв почвы с полей. Повреждение всех судов, кроме самых больших, мно­ го жертв, повторяемость — раз в 2 года;

4 балла — разрушительное цунами. Высота волн — от 8—16 до 30 м.

Вполосе до 500 км разрушаются все постройки, сады, плантации, все суда

имного жертв, повторяемость — раз в 10 лет. За последние 100 лет от цуна­ ми погибло 50 тыс. человек (в 1896 г. на о. Хонсю погибло 27 тыс. человек).

Цунами — бич Тихоокеанского побережья Азии и Америки. Чаще они

взоне глубоководных желобов, где часты землетрясения. На Японию раз в 15 лет обрушивается волна высотой 8 м, а за 1300 лет было 4 катастрофы с

волнами до 30 м. В 1883 г. произошел взрыв Кракатау. При подходе к Яве и Суматре волна цунами была высотой 40 м, военный катер с расстояния 3,5 км от берега был выброшен на берег. Число жертв составило 36 тыс. че­ ловек. В 1952 г. на Курильских островах в ночь с 4 на 5 ноября нахлынула огромная волна. При отступлении ее дно обнажилось на сотни метров, а

420