Цунами

Цунами представляют собой гигантские волны высотой 5-10 м и более, двигающиеся со скоростью до 800 км/ч. При приближении к прибрежной полосе высота волны может превышать 50 м. Цунами возникают при сильном землетрясении, эпицентр которых находится под водой морей и океанов (рис. 2.7).

Цунами предшествуют:

o быстрый отход воды от берега (смолкает шум прибоя);

o быстрое понижение уровня воды во время прилива;

o повышение уровня воды при отливе;

o необычный дрейф плавающего льда или других предметов.

В 1946 г. подземные толчки сотрясли Аляску и вызвали в ряде ее районов сильные разрушения от волн цунами. Зародившиеся 5 ноября 1952 г. у Курильских островов волны цунами высотой 20 м погубили 14 тыс. человек, в том числе значительное число жителей г. Северо-Курильска, а также разрушили многие прибрежные постройки.

Одно из последних наиболее разрушительных цунами произошло 26 декабря 2004 г. в Индонезии, которое было вызвано подводным землетрясением в океане возле острова Суматра, создавшее цунами с высотой волны в разных местах до 30 м. Тогда погибли около 300 тыс. человек, в том числе отдыхающих из 12 стран, из которых 131 тыс. были местные жители. Мощность подземных толчков доходила до 8,9 балла по шкале Рихтера.

Рис. 2.7. Схема возникновения цунами от подводного извержения

Слово "цунами" происходит от составления двух японских иероглифов, которые переводятся как "большая волна в гавани". Этот термин уже является общепринятым в научной литературе, хотя пока еще в журналистских изданиях встречаются бытовавшие ранее термины "приливная волна", "сейсмическая океанская волна", "моретрясение", а также "тэррэмото" и "зеебэбэн", которые являются старыми европейскими названиями этого явления.

Волна цунами характеризуется высокой скоростью распространения в открытом океане (порядка 200 м/с или около 720 км/ч). Примерная скорость такой волны в водоеме глубиной Н вычисляется по формуле , где g - ускорение силы тяжести. В реальности скорость волны зависит также и от ее длины.

При подходе волны к берегу из-за резкого уменьшения глубины воды скорость распространения волны цунами быстро падает, а крутизна переднего фронта возрастает. Взаимодействие волны с береговым рельефом характеризуется высотой заплеска и длиной участка затопления. Для катастрофических цунами высота заплеска или вертикальное превышение подъема воды над обычным уровнем акватории часто превышает 10-30 м, а расстояние от стандартного положения береговой линии до границы зоны затопления может составлять 3-5 км.

Форма наката волны цунами на берег изменяется от плавного подтопления (типа приливного) до обрушения на побережье вертикальной стены пенящейся воды - бора. Различают три основных наката волн цунами: расплескивающийся бурун, характерный для малых уклонов дна; ныряющий бурун, характерный для больших уклонов дна; вздымающийся бурун, характерный для крутых откосов. Значительное влияние на величину заплеска волн цунами оказывает шероховатость дна, определяющая донное трение.

Значительное влияние на величину заплеска оказывают также крутизна и высота откоса, обрывающегося в воду, а на величину горизонтального заплеска - наличие или отсутствие речных долин, впадающих в бухты или в открытое побережье, характер береговой полосы, в том числе степень открытости бухты и др.

Имеется множество описаний воздействия цунами на побережье, представленных очевидцами и учеными, исследовавшими последствия этих событий. Приведем краткие описания наиболее ярких событий.

Фантастическое событие, породившее волну цунами рекордной высоты, произошло 10 июля 1958 г. в бухте Литуя (Аляска). Гигантский обвал снежно-ледовой массы вместе с коренными породами объемом около 0,3 км3, рухнувший со склона горы Фэйруэзер, вызвал в узкой бухте волну высотой 60 м, которая ударила в противоположный берег, достигнув высоты заплеска 524 м! Следы заплеска и сломанных волной деревьев сохранялись на склоне в течение десятков лет после катастрофы. Отметим, что экспедиция Ж.Ф. Лаперуза в 1786 г. в бухте, названной Гаванью Французов (теперь бухта Литуя), столкнулась с подобным явлением. Огромная "приливная волна, катившаяся со скоростью трех или четырех миль в час", вынесла из узкого пролива двухмачтовую лодку экспедиции и разбила ее о подводные скалы. Из экипажа в 21 человек никто не остался в живых.

Цунами 1868 г. в районе г. Арика (Чили), оказалось более милосердным по отношению к морякам. Волна высотой 15-18 м, вызванная подводным землетрясением с магнитудой М = 8,8 и ударившая по побережью с огромной силой, вынесла стоявший на рейде большой военный корабль США "Уотерли" вместе с экипажем в глубь материка и мягко уложила на покрытый лесом склон в 5 км от берега океана. Это событие дало основание писателю Г. Маркесу изобразить фантастическую сцену встречи с трехмачтовым парусником, стоящим среди деревьев в глухих джунглях (сельве) Южноамериканского континента.

Цунами 1952 г., произошедшее вблизи восточных берегов Камчатки и острова Парамушир, считается одним из самых разрушительных цунами XX в. Волна, достигавшая на отдельных участках береговой линии высоты 15-30 м, полностью разрушила и унесла в океан все строения и портовые сооружения г. Северо-Курильска (остров Парамушир), лишив жизни 2336 человек. Источник волны цунами, порожденной подводным землетрясением с магнитудой М = 8,1, имел протяженность свыше 800 км при ширине около 100 км. Цунами, начавшееся с осушения бухты на расстояние более 1 км от береговой линии, обрушило на побережье три гигантских волны с интервалом между гребнями около 30 мин.

Пролив, разделяющий острова Парамушир и Симусю, сплошь был заполнен плавающими домами, крышами и другими обломками. Спасшиеся люди, напуганные происходящим, в панике, бросая взятые вещи, теряя детей, кинулись бежать в горы. Это было около 6 ч утра 5 ноября 1952 г. После этого вода начала сходить и очистила остров. Но вновь начались незначительные подземные толчки, и большинство уцелевших людей остались в сопках, боясь спускаться к месту, где расположен город.

В результате воздействия цунами пострадали г. Северо-Курильск, поселки - Океанское, Утесное, Левашово.

Город Северо-Курильск вместе с промышленностью, учреждениями, жилфондом был почти полностью разрушен и смыт в море. Разрушены и смыты в море предприятия рыбной промышленности, Северо-Курильская военно-морская база, склады Рыбкоопа и комбинатов, а также почти все учреждения, культурно-бытовые предприятия и около 70 % жилого фонда. Остался невредимым и сохранился Шелеховский рыбокомбинат и его базы, которые расположены на берегу Охотского моря, где высота волны достигала не более 5 м.

Цунами 1993 г. в Японском море вблизи острова Окушири, возникшее в результате землетрясения с магнитудой М = 7,7, породило волну с максимальной высотой 31,7 м. Эта волна полностью затопила остров, стала причиной гибели 330 человек и практически стерла с поверхности острова все постройки. Цунами наблюдалось на побережье Кореи, в Приморье и даже на юге Сахалина.

Цунами 1994 г., возникшее вблизи острова Шикотан в результате землетрясения с магнитудой М = 8,3, разрушило множество береговых построек. Часть острова опустилась на 60 см, что зафиксировано показаниями мареографа в пос. Малокурильское. В г. Южно-Курильске, удаленном от Шикотана на 120 км, волной цунами был сорван с фундамента одноэтажный жилой дом и перенесен в глубь острова на 300 м. Максимальная высота заплеска волны достигала 10,4 м.

Цунами 1998 г. в районе Папуа (Новая Гвинея) вызвало особый интерес у специалистов. Землетрясение сравнительно небольшой магнитуды М = 7,1 вызвало волну с высотой заплеска свыше 5 м на ограниченном участке побережья и привело к гибели 2182 человек. По мнению международного научного сообщества причиной формирования гигантской волны цунами явилось не столько само землетрясение, сколько вызванный им подводный оползень объемом около 6 км3. Эффект синхронизированного движения тела оползня и поверхностной гравитационной волны на воде привел к значительному увеличению амплитуды волны, локализованной вблизи побережья.

Рис. 2.8. Железнодорожный состав, сброшенный цунами при землетрясении на Аляске (1964 г.)

Гавайские острова из-за их расположения в центральной части Тихого океана подвергаются ударам волн цунами с большой регулярностью. Землетрясения у берегов Аляски, Камчатки, Курильской дуги, Японии, Перу и Чили порождают волны цунами, которые проходят тысячекилометровые трассы и обрушиваются на Гавайи внезапно пришедшими водяными стенами высотой до 10 и даже до 16 м (рис. 2.8).

В табл. 2.3 приведены характеристики некоторых цунами, произошедших за последние два десятилетия.

Таблица 2.3. Характеристики цунами, вызванных землетрясениями в период 1992-2004 гг.

Дата	Магнитуда землетрясения	Максимальная высота волны, м	Количество жертв	Район события
12 декабря 1992 г.	7,5	26,2	1500	Индонезия, Флоренс
12 июля 1993г.	7,7	31,7	330	Япония, Окушири
2 июня 1994 г.	7,8	13,0	250	Индонезия, Ява
4 октября 1994 г.	8,3	10,4	11	Россия, Шикотан
14 мая 1995 г.	6,9	4,0	11	Индонезия, Тимор
17 февраля 1996 г.	8,1	7,7	96	Индонезия, Иниан
17июля 1998 г.	7,1	10,0	2182	Папуа (Новая Гвинея)
17 августа 1999 г.	7,4	2,5	≈10000	Турция, Измир
23 июня 2001 г.	8,1	10,0	50	Перу
26 декабря 2004 г.	9,3	36,0	> 30000	Суматра