Подводные землетрясения и извержения вулканов могут быть причиной

Морские гравитационные волны. Почему они крайне опасны на берегу и практически безвредны в океане?

Одним из самых страшных бедствий для жителей прибрежных регионов является морские гравитационные волны большой длины , часто их еще называют «цунами» (Большая советская энциклопедия). Это слово имеет японское происхождение и состоит из иероглифов, буквально означающих бухта (залив) и волна. В самом деле, цунами представляет собой большую, а то и огромную волну, ворвавшуюся в бухту. Волны могут достигать высоты в несколько десятков метров, обладают громадной кинетической энергией и способны нанести инфраструктуре побережья чудовищный урон.

Цунами. Источник изображения: flickr.com

Как возникают цунами?

Причин появления цунами несколько. Рассмотрим самые популярные из них.

1. Подводное землетрясение

Землетрясения — это основная причина возникновения цунами. Источник изображения: art.com

Это основная причина появления цунами, на долю таких землетрясений приходится порядка 85% описываемых природных бедствий. Примерно 4/5 цунами вызванных подводными землетрясениями обрушиваются на побережье Тихого (Великого) океана.

26 декабря 2004 года в Индийском океане произошло мощнейшее землетрясение с магнитудой до 9.3. Эпицентр находился недалеко от острова Симелуэ (что поблизости от Суматры). Волны обрушившиеся на Индонезию достигали 15 метров. Также сильно пострадало побережье Индии и Шри Ланки. Волны цунами дошли даже до побережья Африки, в том числе ЮАР. Общее количество погибших оценивается в рамках 225 000-300 000 человек.

11 марта 2011 года в 373 километрах севернее столицы Японии произошло сильнейшее землетрясение с магнитудой в 9,0. Высота волн достигла 40 метров (сказалось изрезанность побережья японского архипелага). Официальное количество погибших превысило 20 000 человек. Кроме этого пострадала атомная станция Фукусима 1, что привело к большому выбросу радиоактивных веществ (до 10% Чернобыля) и экологической катастрофе.

2. Оползни

Около 7% цунами вызвано оползнями. Источник изображения: geologija.org

Это явление ответственно примерно за 7% всех цунами. Чаще всего они вызываются землетрясением, при этом с одного края бухты или устья реки сходит оползень, а на другую сторону обрушивается волна цунами. Подобное явление наблюдалось 9 июля 1958 года в бухте Литуйя (Аляска), когда масса породы, льда и снега обрушилась в воду с высоты более километра. На противоположной стороне бухты высота волны превысила 520 метров.

3. Извержение вулкана

Извержение подводного вулкана. Источник изображения: documentingreality.com

Извержения отвечают примерно за каждое 20-е цунами, которые образуются в результате долго спящих вулканов. При мощном взрыве эффект сотрясения почвы усиливается попаданием больших масс воды в кальдеру. Взрыв вулкана Кракатау в 1883 году породил мощную длинную волну, так что повреждения получили гавани удаленные от места взрыва на многие тысячи километров. Считается что возле причалов и в океанах затонуло 5 000 кораблей, число жертв превысило 36 000 человек.

Примерно 1700-1600 лет до нашей эры назад на острове Тира в Эгейском море произошел мощный взрыв вулкана Санторин. Остров был практически уничтожен. Волны цунами поднялись до 100 метров, в результате погибла развитая Минойская культура. Считается, что именно взрыв Санторина послужил основой предания о Великом потопе.

4. Падение небесного тела

Компьютерное моделирование падения на Землю крупного метеорита. Источник изображения: npr.org

Падение астероида с диаметром в 100 метров способно создать волну цунами большой высоты, но только если расстояние от берега будет порядка 20-30 километров. А вот если небесное тело имеет поперечник измеряемый километрами, то цунами будет просто чудовищным. Желающие узнать сценарий возможного развития событий могут просто посмотреть фильм «Столкновение с бездной».

Почему цунами не опасны в океане

Итак, в океане произошло нечто, породившее цунами. Волна начинает распространяться во все стороны от своего центра, причем ее движение описывается формулой:

v = SQRT (g*H), где v — скорость движения волны, g — ускорение свободного падения, H — глубина океана.

Средняя глубина Мирового океана составляет 4 километра. Несложно рассчитать, что скорость распространения волны будет 200 м/с. Дальше в дело вступает физика волновых явлений. Волна имеет длину десятки, а то и сотни, километров, период колебаний измеряется десятками минут. После расчетов становится видно, что волна в океане поднимается примерно на полметра, а для современных кораблей такие волны угрозы не несут, часто ее просто не замечают.

Почему цунами грозны на побережье

При приближении к цунами к берегу ситуация начинает меняться — связано это с резким уменьшением глубины океана. Скорость волны и ее длина падают, период колебаний сокращается, зато начинает расти амплитуда (то есть высота волны), которая может достигать десятков метров. Сила удара волны по побережью определяется как ее кинетическая энергия, которая равна половине произведения массы воды и ее квадрата скорости. При этом скорость все еще держится на уровне 200 км/ч. Опасность несут и повторные волны, хотя они будут слабее каждая предыдущей, которые приходят вслед за схлынувшей волной через 20-80 минут. Поэтому возвращаться на побережье можно лишь спустя несколько часов, когда пройдет несколько повторных ударов цунами.

Признаки приближения цунами

Главным, и наиболее грозным, предвестником цунами является отход воды от берега. В этот момент обнажается дно океана, но чем дальше уходит волна, тем страшнее будет последующий удар цунами. Часть людей в это время начинает изучать океанское дно, собирать дары моря, а нужно просто бежать подальше от океана, чем дальше и выше, тем надежнее.

Произошедшее подводное землетрясение на суше ощущается как легкое колебание почвы, но жителям цунамиопасных районов лучше сразу направиться подальше от моря.

Еще одним признаком приближения цунами может служить странный дрейф льда и других предметов.

Если вам понравилась статья, то поставьте лайк и подпишитесь на канал Научпоп. Наука для всех. Оставайтесь с нами, друзья! Впереди ждёт много интересного!

Источник

Морские гравитационные волны. Почему они крайне опасны на берегу и практически безвредны в океане?

Одним из самых страшных бедствий для жителей прибрежных регионов является морские гравитационные волны большой длины , часто их еще называют «цунами» (Большая советская энциклопедия). Это слово имеет японское происхождение и состоит из иероглифов, буквально означающих бухта (залив) и волна. В самом деле, цунами представляет собой большую, а то и огромную волну, ворвавшуюся в бухту. Волны могут достигать высоты в несколько десятков метров, обладают громадной кинетической энергией и способны нанести инфраструктуре побережья чудовищный урон.

Цунами. Источник изображения: flickr.com

Как возникают цунами?

Причин появления цунами несколько. Рассмотрим самые популярные из них.

1. Подводное землетрясение

Землетрясения — это основная причина возникновения цунами. Источник изображения: art.com

Это основная причина появления цунами, на долю таких землетрясений приходится порядка 85% описываемых природных бедствий. Примерно 4/5 цунами вызванных подводными землетрясениями обрушиваются на побережье Тихого (Великого) океана.

26 декабря 2004 года в Индийском океане произошло мощнейшее землетрясение с магнитудой до 9.3. Эпицентр находился недалеко от острова Симелуэ (что поблизости от Суматры).

Волны обрушившиеся на Индонезию достигали 15 метров. Также сильно пострадало побережье Индии и Шри Ланки. Волны цунами дошли даже до побережья Африки, в том числе ЮАР. Общее количество погибших оценивается в рамках 225 000-300 000 человек.

11 марта 2011 года в 373 километрах севернее столицы Японии произошло сильнейшее землетрясение с магнитудой в 9,0. Высота волн достигла 40 метров (сказалось изрезанность побережья японского архипелага). Официальное количество погибших превысило 20 000 человек. Кроме этого пострадала атомная станция Фукусима 1, что привело к большому выбросу радиоактивных веществ (до 10% Чернобыля) и экологической катастрофе.

2. Оползни

Около 7% цунами вызвано оползнями. Источник изображения: geologija.org

Это явление ответственно примерно за 7% всех цунами. Чаще всего они вызываются землетрясением, при этом с одного края бухты или устья реки сходит оползень, а на другую сторону обрушивается волна цунами. Подобное явление наблюдалось 9 июля 1958 года в бухте Литуйя (Аляска), когда масса породы, льда и снега обрушилась в воду с высоты более километра. На противоположной стороне бухты высота волны превысила 520 метров.

3. Извержение вулкана

Извержение подводного вулкана. Источник изображения: documentingreality.com

Извержения отвечают примерно за каждое 20-е цунами, которые образуются в результате долго спящих вулканов. При мощном взрыве эффект сотрясения почвы усиливается попаданием больших масс воды в кальдеру. Взрыв вулкана Кракатау в 1883 году породил мощную длинную волну, так что повреждения получили гавани удаленные от места взрыва на многие тысячи километров. Считается что возле причалов и в океанах затонуло 5 000 кораблей, число жертв превысило 36 000 человек.

Примерно 1700-1600 лет до нашей эры назад на острове Тира в Эгейском море произошел мощный взрыв вулкана Санторин. Остров был практически уничтожен. Волны цунами поднялись до 100 метров, в результате погибла развитая Минойская культура. Считается, что именно взрыв Санторина послужил основой предания о Великом потопе.

4. Падение небесного тела

Компьютерное моделирование падения на Землю крупного метеорита. Источник изображения: npr.org

Падение астероида с диаметром в 100 метров способно создать волну цунами большой высоты, но только если расстояние от берега будет порядка 20-30 километров. А вот если небесное тело имеет поперечник измеряемый километрами, то цунами будет просто чудовищным. Желающие узнать сценарий возможного развития событий могут просто посмотреть фильм «Столкновение с бездной».

Почему цунами не опасны в океане

Итак, в океане произошло нечто, породившее цунами. Волна начинает распространяться во все стороны от своего центра, причем ее движение описывается формулой:

v = SQRT (g*H), где v — скорость движения волны, g — ускорение свободного падения, H — глубина океана.

Средняя глубина Мирового океана составляет 4 километра. Несложно рассчитать, что скорость распространения волны будет 200 м/с. Дальше в дело вступает физика волновых явлений. Волна имеет длину десятки, а то и сотни, километров, период колебаний измеряется десятками минут. После расчетов становится видно, что волна в океане поднимается примерно на полметра, а для современных кораблей такие волны угрозы не несут, часто ее просто не замечают.

Почему цунами грозны на побережье

При приближении к цунами к берегу ситуация начинает меняться — связано это с резким уменьшением глубины океана. Скорость волны и ее длина падают, период колебаний сокращается, зато начинает расти амплитуда (то есть высота волны), которая может достигать десятков метров. Сила удара волны по побережью определяется как ее кинетическая энергия, которая равна половине произведения массы воды и ее квадрата скорости. При этом скорость все еще держится на уровне 200 км/ч. Опасность несут и повторные волны, хотя они будут слабее каждая предыдущей, которые приходят вслед за схлынувшей волной через 20-80 минут. Поэтому возвращаться на побережье можно лишь спустя несколько часов, когда пройдет несколько повторных ударов цунами.

Признаки приближения цунами

Главным, и наиболее грозным, предвестником цунами является отход воды от берега. В этот момент обнажается дно океана, но чем дальше уходит волна, тем страшнее будет последующий удар цунами. Часть людей в это время начинает изучать океанское дно, собирать дары моря, а нужно просто бежать подальше от океана, чем дальше и выше, тем надежнее.

Произошедшее подводное землетрясение на суше ощущается как легкое колебание почвы, но жителям цунамиопасных районов лучше сразу направиться подальше от моря.

Еще одним признаком приближения цунами может служить странный дрейф льда и других предметов.

Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов

Подписаться

Источник

ЦУНАМИ. ПРИЧИНЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ И ИХ ПОСЛЕДСТВИЯ.

Что такое цунами — гигантские волны разрушения

Такое явление как цунами старо и неукротимо, как океан. Рассказы очевидцев о ужасных волнах, передававшиеся из уст в уста, с течением времени становились легендами, а приблизительно 2 000-2 500 лет назад начали появляться и письменные свидетельства. В числе вероятных причин исчезновения Атлантиды, которое произошло около 10 000 лет назад, некоторые из исследователей называют и гигантские волны.

Слово «цунами» пришло к нам из Страны Восходящего Солнца. Именно Япония больше всех на планете подвержена воздействию цунами. Она ощутила на себе мрачные последствия цунами, забравшие многие тысячи жизней и нанесли огромный материальный ущерб. В Тихом океане возникают цунами чаще всего. В России регулярным атакам гигантских волн подвержены дальневосточные берега — Камчатка, Курильские и Командорские острова и, частично, Сахалин.

Что такое — цунами? Цунами — это гигантская волна, захватывающая огромное количество воды, поднимающая ее на большую высоту. Такие волны встречаются в океанах и морях.

Возникновение цунами

Что может заставить обычную воду трансформироваться в такое разрушительное явление природы, наделенное поистине адской силой?

Цунами — длинные и высокие волны, порождаемые в следствии мощного воздействием на всю толщу воды в океане или другом водоеме.

Общей причиной возникновения цунами, несущих катастрофу, является активность, которая происходит в недрах Земли. По большей части водяных монстров провоцируют подводные землетрясения, потому изучение этого разрушительного явления стало возможно только после того, как появилась наука сейсмология. Была зафиксирована прямая зависимость силы волны от силы землетрясения. Оказывает влияние на это и глубина, на которой произошел толчок. Таким образом, значительной разрушительной силой обладают только волны, порожденные землетрясениями большой энергии, с магнитудой, равной или большей 8,0.

Наблюдения показывают, что возникают цунами, когда участок поверхности моря или океана неожиданно смещается в вертикальном направлении после того, как так же смещается соответствующий участок морского дна. Специалисты понимают под цунами так называемые длиннопериодные (то есть идущие далеко друг от друга) морские гравитационные волны, которые неожиданно возникают в морях и океанах именно как результат землетрясений, очаги которых находятся под дном.

Дно океана содрогается от колоссальной энергии и дает огромные разломы и трещины, которые приводят к оседанию или возвышению значительных районов дна. Словно гигантский подводный гребень устремляет весь объем воды от дна к самой поверхности, во все стороны от очага. Океаническая вода у самой поверхности вообще может не перенять этой энергии, и проходящие по ним суда могут попросту не заметить серьезного возмущения волн. А на глубине будущая катастрофа начинает набирать обороты и на бешеной скорости устремляется к ближайшим берегам.

Возникают цунами и от взрывов подводных вулканов, и как следствие донных обвалов. Береговые оползни, обусловленные падением огромной массы горной породы в воду, также могут быть причиной возникновения цунами. Большую разрушительную силу имеют, обычно, цунами с очагами на большой глубине. Кроме того причинами возникновения цунами являются нагоны воды в бухты, вызванные тайфунами, штормами и сильными приливами, что, как видно, и может объяснить происхождение японского слова «цунами», что переводится как «большая волна в гавани».

Гигантские волны обладают большой скоростью и огромной энергией, а поэтому способны выбрасываться далеко на сушу. При подходе к берегу они деформируются и, накатываясь на берег, производят громадные разрушения. В открытом океане водяные монстры невысоки, не превышая при самых сильных землетрясениях высоты 2-3 м, но при этом они имеют значительную длину, порой доходящую до 200-300 км, и невероятную скорость распространения.

Подходя к берегу, в зависимости от прибрежного рельефа дна и формы береговой линии, гигантские волны способны вырасти до нескольких десятков метров. Попадая в мелководную прибрежную зону, волна меняется — увеличивается ее высота и вместе с этим растет крутизна переднего фронта. При подходе к берегу, она начинает опрокидываться, создавать пенящийся, бурлящий, большой высоты водяной поток, обрушивающийся на берег. Довольно опасны в таких случаях устья рек, по которым чудовищные волны способны проникать в глубь территории на расстояние в несколько километров.

Цунами — последствия

1946 год, 6 апреля — г. Хило на острове Гавайи испытал всю мощь возмущения водной стихии. Жилые постройки и административные здания были опрокинуты, асфальтированные дороги и пляжи исчезли, железнодорожный мост сдвинуло на 300 м вверх по течению, а по всей опустошенной местности были раскиданы каменные глыбы весом в несколько тонн. Это был результат смещения океанского дна, которое произошло на расстоянии 4 000 км от Хило, в районе Алеутских островов.

Толчок породил череду цунами, которые промчались через Тихий океан со скоростью более 1 100 км/ч, доходя в высоту от 7,5 до 15 м. Водная стихия со всей яростью набросилась на сушу и буквально растерзала все, что успела охватить своими пенными объятиями. Волны такого рода распространяются во все стороны из точки, где они появились, с большими интервалами, но с устрашающей скоростью. В то время как расстояние между обычными морскими волнами около 100 м, гребни волн цунами идут друг за другом с интервалом от 180 км до 1200 км. Потому прохождение каждой такой волны сопровождается обманчивым затишьем.

Именно потому, когда первая волна в Хило схлынула, многие жители спустились к берегу, чтобы понять масштаб разрушения, и были смыты следующей гигантской волной. В рассказе очевидца говорилось:

«Волны цунами, крутые и взвихренные, хлынули на берег. Между гребнями вода отступала от берега, обнажая рифы, прибрежные накопления ила и дно бухты на расстоянии до 150 метров и больше за обычной береговой линией. Вода откатывалась стремительно и бурно, со свистом, шипением и грохотом. В нескольких местах дома смыло в море, кое-где даже громадные скалы и бетонные блоки были вынесенными за рифы. Людей вместе с их имуществом унесло в море, и только немногих из них удалось спасти спустя несколько часов при помощи лодок и спасательных плотов, сброшенных с самолетов».

Если скорость простой ветровой волны способна достигать 100 км/ч, то волны цунами движутся на скорости реактивного самолета — от 900 до 1500 км/ч. Смертоносное влияние стихии обусловливается не только мощностью толчка, породившего возникновение цунами, но также местностью, по которой идет гигантская волна, и удаленностью от берега.

Разумеется, они больше опасны на пологих побережьях, чем на крутых. Когда дно имеет обрывы, набегающие волны не поднимутся на достаточную высоту, но, налетая на пологий берег, они часто достигают высоты шестиэтажного дома и больше. Когда же эти волны попадают в залив или бухту в виде воронки, каждая из них обрушивает на берег неистовый потоп. Высота волны уменьшается лишь в закрытых расширяющихся бухтах с узким входом, а при попадании в реку волна увеличивается в размерах, увеличивая свою разрушительную мощь.

Активность вулкана в толщах воды дает эффект, который можно сравнить с сильным землетрясением. Величайшая из всех известных гигантских волн была вызвана мощным извержением вулкана Кракатау в Индонезии в 1883 году, когда огромная масса породы оказалась выброшенной в воздух на высоту в несколько километров и превратилась в пылевое облако, три раза облетевшее вокруг нашей планеты.

Мчавшиеся друг за другом морские волны высотой до 35 м утопили свыше 36 000 жителей ближайших островов. Они обогнули весь земной шар и днем позже были отмечены в проливе Ла-Манш. Военное судно, находившееся у берегов Суматры, забросило на 3,5 км в глубь острова, где оно застряло в чащобе в 9 м над уровнем моря.

Еще один потрясающий случай необычайно высокой волны зафиксировали 9 июля 1958 года. После землетрясения на Аляске масса льда и земных пород объемом около 300 млн. куб. м обрушилась в узкую и длинную бухту Литуйя, вызвав на противоположной стороне бухты колоссальный волновой всплеск, достигший на определенных участках побережья почти 60-ти метровой высоты. В это время в бухте находились три небольших рыболовецких судна.

«Несмотря на то, что катастрофа произошла в 9-ти км от места стоянки судов, — говорит очевидец, — все выглядело ужасно. На глазах потрясенных людей вверх поднялась огромная волна, поглотившая подножие северной горы. Потом она прокатилась по заливу, сдирая деревья со склонов гор, разрушив не так давно покинутую лагерную стоянку альпинистов; обрушившись водяной горой на остров Кенотафия, она поглотила старую хижину и, в конце концов, перекатилась через высшую точку острова, возвышавшуюся на 50 м над уровнем моря.

Волна закрутила корабль Ульрича, который, потеряв управление, на скорости, галопирующей лошади понесся к судам Суонсона и Вагнера, все еще стоявшим на якоре. К ужасу людей, волна порвала якорные цепи и потащила оба судна, словно щепки, заставив их преодолеть самый невероятный путь, который когда-то выпадал на долю рыбацких судов. По словам Суонсона, внизу под кораблем они рассмотрели верхушки 12-ти метровых деревьев и скалы величиной с дом. Волна буквально перебросила людей через остров в открытое море».

В течении столетий цунами становились виновниками жутких мировых катастроф.

1737 год — описан случай гигантской волны на Камчатском побережье, когда волны смыли практически все, что находилось в зоне затопления. Небольшое количество жертв объяснялось только малым количеством жителей.

1755 год — по вине водного монстра полностью стерт с земли город Лиссабон, число погибших — больше 40 000 человек.

1883 год — цунами нанесла колоссальный ущерб побережьям Индийского океана, число погибших более 30 000.

1896 год — водная стихия обрушилась на берега Японии, число погибших больше 25 000.

1933 год — снова пострадало побережье Японии, было разрушено больше тысячи зданий, погибли 3 000 человек.

1946 год — мощнейшее цунами причинило огромный ущерб островам и побережью неподалеку от Алеутского провала; общая сумма убытка более $20 млн.

1952 год — рассвирепевший океан набросился на северное побережье России, и хотя высота волн была не более 10-ти м, ущерб был огромен.

1960 год — от набега гигантских волн пострадали берега Чили и близлежащие территории, ущерб был более $200 миллионов.

1964 год — побережье Тихого океана подверглось нападению цунам, которая разрушила постройки, дороги и мосты на сумму больше $100 000.

В последние годы установили, что гигантские волны могут вызывать даже «космические гости» — не успевшие сгореть в земной атмосфере метеориты. Может быть, несколько десятков миллионов лет назад падение гигантского метеорита привело к возникновению цунами, которая и привела к гибели динозавров. Еще одной, вполне банальной причиной, может быть ветер. Он способен вызвать большую волну лишь при соответствующих обстоятельствах — давление воздуха должно быть надлежащим.

Однако самое главное — человек способен сам спровоцировать «рукотворное» цунами. Именно это доказали американцы в середине XX столетия, испытав подводный ядерный взрыв, что вызвало огромные подводные возмущения и в итоге — появление чудовищных скоростных волн. Как бы там ни было, человек и сейчас не может наверняка предугадать появление цунами и, что еще ужасней — остановить его.

Источник