Цунами. Причины возникновения и характеристики

     Грандиозные цунами на побережьях Камчатки и Курил  имели место в 1792, 1841, 1843, 1918 годах. Целая серия землетрясений в течение зимы 1923 года вызвала неоднократные наступления катастрофических волн. Известно описание цунами 4 февраля 1923 года, когда «три волны бросились на сушу восточного побережья Камчатки одна за другой, сорвали прибрежный лед (припай толщиной в сажень), перебросились вместе с ним через береговую косу, залили низкие места. Лед на низком месте около Семячика оказался выброшенным почти на 1 версту 400 сажен от берега; на возвышенностях лед остался на трехсаженной высоте над уровнем моря. В малонаселенных пунктах восточного побережья это небывалое явление причинило некоторый вред и разрушения». Стихийным бедствием была охвачена обширная зона побережья протяженностью 450 км.

     13 апреля 1923 года возобновившиеся  подземные толчки вызвали волны  цунами высотой до 11 м, до основания, разрушившие прибрежные постройки рыбоконсервных заводов, часть из которых была срезана торосистым льдом.

     Сильные цунами отмечались на побережье Камчатки и Курильских островов в 1927, 1939 и 1940 годах. 5 ноября 1952 года на восточном побережье Камчатки и Курильских островов произошло землетрясение, достигшее 10 баллов и сопровождавшееся исключительным по своим последствиям цунами, вызвавшим сильные разрушения в Северо-Курильске. Оно началось в 3 часа 57 минут по местному времени. В 4 часа 24 минуты, т.е. через 26 минут после начала землетрясения, уровень океана быстро упал, и местами вода отступила от берега на 500 м. Затем на участок побережья Камчатки от острова Сарычева до Кроноцкого полуострова обрушились сильные волны цунами. Позднее они достигли Курильских островов, захватив полосу берега протяженностью около 800 км. За первой волной последовала вторая, еще более сильная. После ее прихода на острове Парамушир оказались разрушенными все постройки, расположенные не выше 10 м над уровнем океана.

     Побережья Гавайских островов тоже часто подвергаются цунами. Только за последние полстолетия разрушительные волны обрушивались на архипелаг 17 раз. Большой силой отличались цунами на Гавайях в апреле 1946 года. Из района эпицентра землетрясения в районе острова Унимак (Алеутские острова) волны двигались со скоростью 749 км/час. Расстояние между гребнями волн достигало примерно 150 км. Известный американский океанолог, бывший свидетелем этого стихийного бедствия, Ф. Шепард отмечал постепенное нарастание высоты волн, обрушивавшихся на берег с интервалом в 20 минут. Ущерб, нанесенный внезапным наступлением волн, был очень велик. Значительная часть города Хило на острове Гавайи была разрушена. Часть домов обрушилась, другая  часть была отнесена водой на большие расстояние. Улицы и набережные были загромождены обломками, исковерканных автомобилей, везде возвышались заброшенные волнами уродливые остовы небольших судов. Мосты и железные дороги были разрушены. На прибрежной равнине среди измятой, вырванной с корнями растительности были разбросаны многочисленные глыбы кораллов, виднелись трупы людей и животных. Катастрофа унесла человеческие жизни и причинила ущерб в 25 млн. долларов. На этот раз волны цунами достигли берегов Северной и Южной Америки, наибольшая же волна была отмечена вблизи эпицентра – в западной части Алеутских островов. Был разрушен маяк Скоту-кап, стоявший на высоте 13,7 м над уровнем моря, а также была снесена радиомачта. 

     1.2 Вулканические извержения  - как один из факторов

     возникновения цунами 

     Другой  причиной, вызывающей цунами, являются извержения вулканов, возвышающихся  над поверхностью моря в виде островков или расположенных на океаническом дне. Активность вулкана в толщах воды – производимый эффект может быть сравним с землетрясением. От гигантской волны, которую спровоцировал вулкан Санторин, погибла целая цивилизация. На расстоянии 120 км от вулкана находился остров Крит. К моменту трагедии на острове обосновалась древняя весьма могущественная цивилизация с огромными каменными городами-дворцами, всесильными правителями. Крито-микенский флот был властелином средиземноморья. Но, в один момент цунами нанесло цивилизации острова Крит ущерб, который нельзя сравнить ни с одним нашествием вражеской армии. Мощное государство не смогло «залечит раны». Оно распалось, и гигантские города-дворцы были покинуты людьми, выжившими после трагедии, и заброшены на две с половиной тысячи лет.

     Другим примером может служить цунами, возникшие при извержении вулкана Кракатау в Зондском проливе в августе 1883 года. Извержение сопровождалось выбросом вулканического пепла на большую высоту. Грозный голос вулкана был слышен одновременно в Австралии и на ближайших островах Юго-Восточной Азии. 27 августа в 10 часов утра гигантской силы взрыв разрушил вулканический остров. В этот момент и возникли волны цунами, распространившиеся по всем океанам и опустошившие многие острова Малайского архипелага. В самой узкой части Зондского пролива высота волн достигала 30–35 м. Местами воды проникли в глубь Индонезии и произвели страшные разрушения. На острове 
Себези было уничтожено четыре деревни. Города Анжер, Мерак и Бентам были разрушены, леса и железные дороги смыты, а рыболовные суда выброшены на сушу,  на расстояние несколько километров от берега океана. Берега Суматры и Явы стали неузнаваемы – все было покрыто грязью, пеплом, трупами людей и животных. Эта катастрофа принесла гибель 36000 жителей архипелага. Волны цунами распространились по всему Индийскому океану, от берегов Индии на севере до мыса Доброй Надежды на юге. В Атлантическом океане они достигли Панамского перешейка, а в Тихом океане – Аляски и Сан-Франциско.

     Случаи  цунами при вулканических извержениях отмечены и в Японии. Известно, например, что в результате вулканического взрыва на одном из японских островов в 1792 году в море были выброшены горные породы объемом около 1 куб. км. Морская волна высотой около 9 м, образовавшаяся в результате падения в море продуктов извержения, снесла несколько прибрежных деревень и принесла гибель более чем 15000 жителей. Так, 
23 и 24 сентября 1952 года произошло сильное извержение подводного вулкана на рифе Мейдзин в нескольких сотнях километров от Токио. Образовавшиеся при этом волны достигли острова Хотидзе к северо-востоку от вулкана. Во время этой катастрофы погибло японское гидрографическое судно «Кайе-Мару-5», с борта которого велись наблюдения.  
 

1.3 Другие возможные причины возникновения цунами 

      Третьей причиной возникновения цунами является оползень и как следствие - падение в море огромных обломков скал, вызванное разрушением скальных пород грунтовыми водами. Высота таких волн зависит от массы упавшего в море материала и от высоты его падения. Так, в 1930 году на острове Мадейра с высоты 200 м сорвалась глыба, что послужило   причиной возникновения одиночной волны высотой 15 метров.  Цунами такого типа возникают довольно редко. 9 июля 1958 года в результате землетрясения на Аляске в бухте Литуйя возник оползень. Масса льда и земных пород обрушилась с высоты 900 м. Образовалась волна, достигшая на противоположном берегу бухты высоты 600 м. Подобного рода случаи весьма редки и, конечно, не рассматриваются в качестве эталона.

      Но  цунами рождаются не только от природных явлений, самое печальное, что человек, будучи жертвой природной стихии, может сам спровоцировать «рукотворное» цунами. Именно это доказали американцы в середине двадцатого века, испытав подводный ядерный взрыв, что вызвало огромные подводные возмущения и в итоге – цунами. Так или иначе, но человек и по сей день не может наверняка предугадать появление цунами и что ещё ужаснее – остановить его. И многие люди каждый миг своей жизни находятся в постоянном страхе заглянуть в глаза чудовищной катастрофе носящей имя – цунами.

     Достаточно редким событием может быть попадание в океан космического тела – в этом случае волна будет огромной. Исследователи говорят о том, что несколько десятков млн. лет падение метеорита привело к возникновению невероятной волны, которая, возможно, и привела к гибели динозавров. Еще одной, вполне банальным основанием, может быть ветер. Он может вызвать большую волну только при соответствующих обстоятельствах – давление воздуха должно быть надлежащим.

     2 Основные характеристики цунами 

     2.1 Высота морской  волны 

     Высота морской  волны - расстояние по вертикали между гребнем и подошвой волны. Непосредственно над очагом возникновения цунами высота волны составляет от 0,1 до 5м. Ни с корабля, ни с самолета эта волна, обычно, не видна. Люди, находящиеся на корабле, даже не подозревают о том, что под ними прошла волна цунами. Попадая на мелководье, она уменьшает скорость движения, и ее энергия идет на увеличение высоты. Волна растет все выше и выше, как бы “спотыкаясь” на мелководье. При этом ее основание задерживается, и создается нечто вроде водяной стены высотой от 10 до 50 ми более. Конечная высота волны зависит от рельефа дна океана, контура и рельефа берега. На плоских, широких побережьях высота цунами обычно не более 5-6 м. Волны большой высоты образуются на отдельных, сравнительно небольших участках побережья с узкими бухтами и долинами. Например, в Японии волны высотой 7- 8 метров встречаются примерно 1 раз в 15 лет, а высотой 30 метров и более отмечались 4 раза за последние 1500 лет. Самой крупной была волна, которая обрушилась на берег полуострова Камчатка у мыса Лопатка в 1737г. Она достигла высоты 70м. В 1968 г. на Гавайских островах (США) волна перекатывалась через верхушки прибрежных пальм. 

     2.2 Длина морской  волны 

     Длина морской волны - расстояние по горизонтали между двумя вершинами или подошвами смежных волн. Длина волны может составлять от 150 до 300 метров. Она сокращается по мере уменьшения глубины океана, так как скорость перемещения цунами становится меньше при подходе к берегу.

     2.3 Фазовая скорость волны 

     Фазовая скорость волны - линейная скорость перемещения какой-либо фазы (элемента) волны, например, гребня. Она колеблется в пределах от 50 до 1000 км/ч. Чем больше глубина океана, тем с большей скоростью перемещается волна. Пересекая Тихий океан, где средняя глубина около 4 км. цунами движется со скоростью 650-800 км/ч, при прохождении глубоководных желобов скорость увеличивается до 1000 км/ч, а при подходе к берегам быстро падает и составляет на глубине 100 м около 100 км/ч. В 1946 г. цунами от пролива Унимак, разрушив маяк Скоти-Кеп (США) и г. Хило (Гавайские острова), докатилась до г. Вальпараисо (Чили) за 18 ч, пройдя расстояние в 13 тыс. км со средней скоростью порядка 700 км/ч. С такой же скоростью цунами, возникшее при землетрясении в Чили в 1960 г.. пересекло Тихий океан и достигло берегов Японии, Австралии, Курильских островов. Колоссальная энергия цунами гонит его на огромные расстояния. Например, цунами, вызванное извержением вулкана Кракатау в 1883 г. (Индонезия), было отмечено на расстоянии 18 тыс. км от места его возникновения.  

     2.4 Интенсивность волны

      
          Интенсивность цунами - характеристика энергетического воздействия цунами на берег, оцениваемая по условной шести бальной шкале:

     - 1 балл - очень слабое цунами. Волна отмечается (регистрируется) только мореографами.

     - 2 балла - слабое цунами. Может затопить плоское побережье. Его замечают лишь специалисты.

     - 3 балла - среднее цунами. Отмечается всеми. Плоское побережье затоплено, легкие суда могут быть выброшены на берег. Портовые сооружения подвергаются слабым разрушениям.

     - 4 балла - сильное цунами. Побережье затоплено. Прибрежные постройки повреждены. Крупные парусные и небольшие моторные суда выброшены на сушу, а затем снова смыты в море. Берега засорены песком, илом, обломками камней, деревьев, мусора. Возможны человеческие жертвы.

     - 5 баллов - очень сильное цунами. Приморские территории затоплены. Волноломы и молы сильно повреждены. Крупные суда выброшены на берег. Ущерб велик и во внутренних частях побережья. Здания и сооружения имеют разрушения разной степени сложности в зависимости от удаленности от берега. Все кругом усеяно обломками. В устьях рек высокие штормовые нагоны. Сильный шум воды. Имеются человеческие жертвы.

     - 6 баллов - катастрофическое цунами. Полное опустошение побережья и приморских территорий. Суша затоплена на значительное расстояние вглубь от берега моря.   Интенсивность цунами зависит от длины, высоты и фазовой скорости движения волны набега. Энергия цунами обычно составляет от 1 до10% от энергии вызвавшего его землетрясения.

     К поражающим факторам цунами относятся ударная волна, размытие, затопление. Колоссальная кинетическая энергия волны позволяет цунами рушить практически все, что встречается на пути. Катастрофическое цунами, почти не снижая скорости, способно пройти через населенный пункт средних размеров, превратить его в руины и уничтожить все живое. После прохождения цунами побережье меняет свой облик, корабли выносятся на берег, на расстояние сотен, а порой и тысяч метров от кромки моря.

     ЗАКЛЮЧЕНИЕ 

      Рассмотрев  тему «Цунами причины возникновения и характеристики» я пришла к выводу о том, что в полной мере ответы на эти вопросы до сих пор не получены. Этому свидетельство катастрофы последних десятилетий:

      - 22 мая 1960: Цунами высотой 11 метров унесло с собой 1000 человек в Чили, 61 человека на Гавайях. Океаническая волна была столь мощной, что докатилась до другого берега Тихого океана и сотрясла Филиппины и японский остров Окинава.

      - 28 марта 1964: США, Цунами "Благословенная пасхальная пятница" стерла в карты страны 3 деревни: в штате Орегона погибло 107 человек, в Калифорнии - 15 человек.

      - 16 августа 1976: Тихоокеанский цунами унес жизни более 5 000 человек в заливе Моро на Филиппинах.

      - 17 июля 1998: Землетрясение, произошедшее на севере Папуа-Новой Гвинеи породило океаническую волну, унесшую с собой 2313 человек. 7 деревень были стерты с лица земли, тысячи людей остались без крова.

      - 26 декабря 2004: Землетрясение силой 8.9 баллов, произошедшее в Тихом океане, породило океаническую волну колоссальной мощности, которая обрушилась на 6 стран и унесла с собой жизни более чем 156 тысяч человек.

      Цунами  явление очень сложное. Она как  будто взялось доказать, что науки  о Земле нерасторжимы, что планета  – единый объект исследования. Действительно  ни океанологам, ни сейсмологам, ни метеорологам, ни вулканологам, ни математикам, ни физикам не удается порознь « завладеть» цунами.