1.3 Причини виникнення цунамі
Цунамі виникають найчастіше в результаті підводних землетрусів. Вертикальний зсув ділянки морського дна передається водяному стовпу, і на поверхні океану утворюються хвилі. Умовою цього є те, щоб такого роду переміщення відбулося в обмеженій області. Чим сильніше землетрус, тим більше ймовірність виникнення цунамі.
Відомо, що землетруси з магнітудою (Мs) більш ніж 7,3 викликають цунамі майже завжди. Поштовхи з Мs=7,0 - 7,2 супроводжуються цунамі тільки в 67% випадків. Далі ймовірність виникнення цунамі падає ще швидше: при Мs=6,7-6,9 цунамі виникає лише в 17% випадків, а при Мs=5,8-6,2 - лише в 1,4% випадків.
Іншим джерелом цунамі можуть служити вулканічні виверження. Крупні підводні виверження володіють таким же ефектом, що і землетруси. На поверхні океану виникає хвилювання, і хвилі розповсюджуються від центру в усіх напрямках. При сильних вулканічних вибухах утворюються кальдери, які вмить заповнюються водою, внаслідок чого може виникнути висока і довга хвиля.
Третьою причиною виникнення цунамі є зсуви. І на морському дні може відбутися зсув в рихлих осадових відкладеннях і викликати хвилювання водної маси. Цунамі такого типу виникають досить рідко, та і масштаб їх дії обмежений. Проте існують і виключення: одна з виниклих саме таким чином хвиль була, мабуть, найвищої з відомих. При землетрусі 1899 року на Алясці в затоку Літуя сповзла маса землі об'ємом 30 млн. м3. Зсув підняв воду в затоці, і утворилася хвиля заввишки 600м, яка на протилежному березі затоки знищила все до 600-метрового рівня. Ще і сьогодні на цій висоті видно сліди її катастрофічної дії.
Подібно тому якою є шкала інтенсивності землетрусів, існує і шкала інтенсивності цунамі. Японці, які з цунамі знайомі краще за всіх, розробили свою шкалу (вона шестибальна і її можна порівняти з інтенсивністю землетрусів). Шкала для цунамі, складена англійським сейсмологом Н.Н. Амбрейсизом.
I - цунамі дуже слабке, хвиля відмічається лише мареографами (приладами, що вимірюють висоту рівня моря).
II - слабке цунамі, може затопити плоске побережжя. Його помічають лише ті, хто знає море.
III - цунамі середньої сили, відмічається всіма. Плоске побережжя затоплене, легкі судна можуть виявитися викинутими на берег. У воронкоподібних гирлах річок течія може тимчасово мінятися на зворотне. Портові споруди піддаються невеликому збитку.
IV - сильне цунамі, побережжя затоплене, прибережні споруди і будинки пошкоджені. Крупні парусні судна і невеликі моторні викинуті на сушу, а потім знову змиті в морі. Береги засмічені уламками і сміттям.
V - дуже сильне цунамі, приморські території затоплені. Хвилерізи і моли сильно пошкоджені. І крупніші судна викинуті на берег. Збиток великий і у внутрішніх частинах побережжя. Все довкола усіяно уламками. У гирлах річок високі штормові нагони. Сильний шум хвиль. Людські жертви.
VI - катастрофічне цунамі, повне спустошення побережжя і приморських територій. Суша затоплена на значний простір в глиб від берега моря. Найкрупніші судна пошкоджені. Багато жертв. Хвиля цунамі може мати близьке і віддалене джерело. Цунамі від близького джерела пробігають відстань в декілька десятків, максимально сотень кілометрів. Видалені джерела можуть знаходитися і на іншій стороні океану, на відстані до 10 тис. км.
Понад 99% хвиль цунамі викликаються підводними землетрусами. Вивчивши сейсмічність морського дна і визначивши місця найбільші ймовірні вертикальні переміщення, можна з значною точністю виявити ділянки, які можуть виявитися джерелом цунамі. Очевидно, що найбільш крупні підводні землетруси зароджуються в глибоководних океанічних жолобах. Японський, Алеутський, Курило-Камчатський і Перуансько-чилійський глибоководні жолоби (останній - на протилежному боці Тихого океану) найчастіше стають джерелами виникнення хвиль цунамі. Очевидно, що протилежні і близько розміщені материкові побережжя наражається на небезпеку цунамі в найбільш високому степені. У Японії цунамі із висотою хвилі не менше 7,5м трапляються не рідше за 1 раз в 15 років. За останні 1300 років береги Японії 4 рази спустошувалися хвилями висотою вище 30м. Землетруси на дні Алеутського жолоба викликали набіги згубних хвиль на береги Аляски. Ці хвилі пробігають по всьому Тихому океану і обрушуються на береги океанічних островів (Гаваї) і Південної Америки. Землетруси в Курило-Камчатському жолобі кілька разів приводили до затоплення Курильських островів і Камчатки. Побережжя Чилі схильне до дії цунамі, що зароджуються в Перуансько-Чилійскому жолобі, а так само і тих, що приходять з другого боку Тихого океану.
Найбільш виразним прикладом являються цунамі, що виникли у зв'язку з виверженням вулкана Кракатау в Індонезії в 1883 році. Хвиля заввишки 36-40м за декілька хвилин досягла берегів островів Яви і Суматри, підхопила голландський військовий катер і викинула його на відстані 3,5км від берега. Хвиля прокотилася по всіх океанах, її зафіксували навіть в Панамі, на відстані 18 350км. Було багато жертв - близько 36 000. За деякими джерелами, ще сильніше цунамі відмічалось біля 1500 року до н.е. при виверженні вулкана на острові Тиру (Санторін) в Егейському морі. Професор Галанопулос з своїм колегою археологом професором С. Марінатом висунув гіпотезу про вплив виверження вулкану Тиру і виникнення при цьому цунамі на загибель мінойськой цивілізації на острові Кріт. Потім ця гіпотеза була поширена і на причини загибелі інших середземноморських цивілізацій. Порівнюючи кальдери Кракатау і Тири, дійшли висновку, що тірська хвиля могла бути в 3 рази вищої і досягати 100м. За півгодини вона могла досягти берегів Кріта, Греції і за годину докотитися до Єгипту. Мабуть це була найкрупніша катастрофа історичного часу. Відомо, що з цією катастрофою пов'язують загибель Атлантиди Платона. На жаль або на щастя, нові дослідження цю сміливу теорію зовсім не підтверджують. Головним контрдоказом є той факт, що виверження вулкана, напевно, не було одиничним, а мало декілька фаз, тобто зародилася не одна гігантська хвиля цунамі, а швидше за все їх були декілька, менших за розмірами.
Ще однією можливою причиною цунамі – падіння в океан космічних об’єктів. Цей сценарій поки що обмежується виключно комп’ютерними моделями, так як яких-небудь джерел свідченням подібних подій, на щастя, не зафіксовано. На думку вчених, такі космічні візити бувають не частіше одного разу в 100тис. років, причому за останні 200 тис. років це не відбулося жодного разу. Тим паче, в короткочасному геологічному майбутньому ймовірність космічного удару не така вже й мала – за деякими оцінками, близько 1%. Згідно до розрахунків, падіння в океан порівняно невеликого астероїда діаметром 300-600м спричинить цунамі, в багато разів перевищуючі всі, що були зареєстровані до цього часу
1.4 Способи попередження катастрофи
Сучасні системи спостереження з космосу дозволяють завчасно виявити велетенську хвилю у відкритому океані. Ці дослідження підтримує РФФІ, повідомляє агентство «ІнформНаука». Спеціалісти Інституту океанології ім. П.Ширшова РАН під керівництвом члена-кореспондента РАН С.Лаппо розв’язують проблему відвернення наслідків морських катастроф, у тому числі цунамі. Теоретично це можливо. Сучасні системи космічного спостереження за океаном дозволяють завчасно виявити велетенську хвилю. Але, щоб вчасно скористатися цією інформацією, необхідно створити нову службу оповіщення.
Запобігти цунамі не можна. Проти страшенних обсягів морської води, які накочуються на берег, захисні споруди безсилі. Висота повені часом перевищує 10 метрів, а на мілководному шельфі та в гирлах рік хвиля набуває форми водної стіни, що з величезною швидкістю рухається до берега. Найефективніше рятуватися від цунамі втечею: судам іти у відкрите море, а мешканцям суші подалі від берега. Головне - завчасно дізнатися про наближення хвилі. 26 грудня 2004 року від моменту землетрусу, котрий породив цунамі, до приходу хвилі минуло від 20 хвилин до кількох годин. Час цілком достатній для евакуації. Трагедію спричинила відсутність у цьому регіоні служби попередження.
Традиційні методи попередження про хвилі цунамі грунтуються передусім на сейсмічній інформації, отримуваній відразу після землетрусу. Потім фахівці вираховують, коли й куди добіжить хвиля. Але ці розрахунки неточні, бо береговим службам невідомі параметри цунамі в епіцентрі землетрусу. Приміром, під час Шикотанського цунамі 4 жовтня 1994 року Тихоокеанська служба попередження про цунамі оголосила тривогу на Гавайських островах. На евакуацію тисяч людей витратили близько 30 млн. доларів США, причому двоє людей під час евакуації загинули. Хвиля прийшла, але її висота не перевищувала півметра.
Російські океанологи одержують якісні записи цунамі у відкритому океані із допомогою датчиків придонного гідростатичного тиску. Але такі системи дуже дорогі й не можуть забезпечити спостереження за всіма ймовірними зонами виникнення й поширення хвиль цунамі. Спостереження за океанською поверхнею із супутника помітно розширює можливості океанографії. Кардинально розв’язати проблему дозволяє супутникова альтиметрія, яка реєструє великомасштабні зсуви рівня океану заввишки лише в кілька сантиметрів. Такі виміри вже нині можна робити зі штучних супутників Землі GEOSAT, TOPEX/POSEIDON, ERS-1.2, JASON-1, ENVISAT, а в перспективі й із російського геодезичного супутника «Геоїк-2». Практично безперервне дослідження висоти поверхні Світового океану триває від 1985 року. Створено оригінальні бази даних супутникової альтиметрії, вони регулярно поповнюються й доступні для наукового використання у двох центрах: у США та в Європі. У Геофізичному центрі РАН за підтримки РФФІ також створено базу даних і Систему автоматизованого опрацювання даних супутникової альтиметрії. Цунамі в Індійському океані «засікли» альтиметри кількох супутників, найякісніший запис вийшов на JASON-1. Аналіз цього запису дозволив досить точно вирахувати положення фронту хвилі.