6. Морские волны.
© Владимир Каланов,
"Знания-сила".
Поверхность моря всегда подвижна, даже при полном безветрии. Но вот подул ветер, и на воде сразу появляется рябь, которая переходит в волнение тем быстрее, чем сильнее дует ветер. Но какой бы силы ни был ветер, он не может вызвать волны больше определённых наибольших размеров.
Волны, возникающие от ветра, считаются короткими. В зависимости от силы и продолжительности ветра их длина и высота колеблются от нескольких миллиметров до десятков метров (в шторм длина ветровых волн доходит до 150-250 метров).
Наблюдения за поверхностью моря показывают, что волнение становится сильным уже при скорости ветра более 10 м/с, при этом волны поднимаются до высоты 2,5-3,5 метров, обрушиваясь с грохотом на берег.
Но вот ветер переходит в шторм , и волны достигают огромных размеров. На земном шаре много мест, где дуют очень сильные ветры. Например, в северо-восточной части Тихого океана восточнее Курильских и Командорских островов, а также к востоку от главного японского острова Хонсю в декабре-январе максимальные скорости ветров составляют 47-48 м/с.
В южной части Тихого океана максимальные скорости ветров отмечаются в мае в районе к северо-востоку от Новой Зеландии (49 м/с) и вблизи Южного полярного круга в районе островов Баллени и Скотта (46 м/с).
Нами лучше воспринимаются скорости, выражённые километрами в час. Так вот скорость 49 м/с составляет почти 180 км/ч. Уже при скорости ветра более 25 м/с поднимаются волны высотой 12-15 метров. Такая степень волнения оценивается 9–10 баллами как жестокий шторм.
Замерами установлено, что высота штормовой волны в Тихом океане достигает 25 метров. Имеются сообщения, что наблюдались волны высотой около 30 метров. Правда, эта оценка сделана не на основании инструментальных замеров, а приблизительно, на глаз.
В Атлантическом океане максимальная высота ветровых волн достигает 25 метров.
Длина штормовых волн не превышает 250 метров.
Но вот шторм прекратился, стих ветер, а море всё не успокаивается. Как отголосок шторма на море возникает зыбь . Волны зыби (их длина достигает 800 метров и более) перемещаются на огромные расстояния в 4-5 тысяч км и со скоростью 100 км/ч, а иногда и выше, подходят к берегу. В открытом море низкие и длинные волны зыби незаметны. При подходе к берегу скорость движения волны из-за трения о дно снижается, но высота возрастает, передний склон волны делается круче, на вершине появляется пена, и гребень волны с грохотом обрушивается на берег – так возникает прибой – явление столь же красочное и величественное, сколь и опасное. Сила прибоя бывает колоссальной.
Столкнувшись с препятствием, вода вздымается на большую высоту и повреждает маяки, портовые краны, волноломы и другие сооружения. Выбрасывая со дна камни, прибой может повредить даже самые высокие и удалённые от берега части маяков и зданий. Был случай, когда прибой сорвал колокол с одного из английских маяков с высоты 30,5 метров над уровнем моря. Прибой на нашем озере Байкал иногда в штормовую погоду бросает камки весом до тонны на расстояние 20-25 метров от берега.
Чёрное море во время штормов в районе Гагры за 10 лет размыло и поглотило береговую полосу шириной в 20 метров. При подходе к берегу волны начинают свою разрушительную работу с глубины, равной половине их длины в открытом море. Так, при длине штормовой волны 50 метров, характерной для таких морей, как Чёрное или Балтийское, воздействие волн на подводный береговой склон начинается на глубине 25 м, а при длине волны 150 м, характерной для открытого океана, такое воздействие начинается уже на глубине 75 м.
Направления течений влияют на размеры и силу морских волн. При встречных течениях волны короче, но выше, а при попутных – наоборот, высота волн уменьшается.
Вблизи границ морских течений часто возникают волны необычной формы, напоминающей пирамиду, и опасные водовороты, которые внезапно появляются и так же внезапно исчезают. В таких местах судовождение становится особенно опасным.
Современные корабли обладают высокими мореходными качествами. Но бывает так, что, преодолев многие мили по бушующему океану, корабли оказываются ещё в большей опасности, чем в море, когда приходят в родную бухту. Могучий прибой, ломающий многотонные железобетонные волноломы дамбы, способен превратить даже крупный корабль в груду металла. В шторм лучше повременить с заходом в порт.
Для борьбы с прибоем специалисты в некоторых портах пробовали использовать воздух. Стальная труба с многочисленными мелкими отверстиями укладывалась на дно моря у входа в бухту. Воздух под большим давлением подавался в трубу. Вырываясь из отверстий, потоки пузырьков воздуха поднимались к поверхности и разрушали волну. Этот метод не нашёл пока широкого применения из-за недостаточной эффективности. Известно, что дождь, град, лёд и заросли морских растений успокаивают волнение и прибой.
Моряки давно заметили также, что вылитый за борт жир сглаживает волны и снижает их высоту. Лучше всего действует животный жир, например, китовая ворвань. Эффект от действия растительных и минеральных масел значительно слабее. Опыт показал, что 50 см 3 масла достаточно для того, чтобы уменьшить волнение на площади в 15 тысяч квадратных метров, то есть 1,5 гектара. Даже тонкий слой масляной плёнки заметно поглощает энергию колебательных движений частиц воды.
Да, всё это так. Но, Боже упаси, мы ни в коем случае не рекомендуем капитанам морских судов перед рейсом запасаться рыбьим или китовым жиром для того, чтобы потом выливать эти жиры в волны для успокоения океана. Ведь так дело может дойти до такого абсурда, что кто-то начнёт сливать в море и нефть, и мазут, и дизельное топливо, чтобы умилостивить волны.
Нам представляется, что лучший способ борьбы с волнами заключается в хорошо поставленной метеослужбе, заблаговременно оповещающей корабли о предполагаемом месте и времени возникновения шторма и предполагаемой его силе, в хорошей навигационной и лоцманской подготовке моряков и берегового персонала, а также в постоянном совершенствовании конструкции кораблей с целью повышения их мореходных качеств и технической надёжности.
Для научных и практических целей нужно знать полную характеристику волн: их высоту и длину, скорость и дальность их перемещения, мощность отдельного водяного вала и энергию волнения в конкретном районе.
Первые измерения волн были выполнены в 1725 году итальянским учёным Луиджи Марсильи. В конце XVIII – в начале XIX веков регулярные наблюдения за волнами и их измерение проводили русские мореплаватели И. Крузенштерн, О. Коцебу и В. Головин во время своих плаваний по Мировому океану. Техническая база измерений в те времена была очень слабой, специальных приборов для измерения волн на тогдашних парусниках, конечно, не было.
В настоящее время для этих целей, существуют очень сложные и точные приборы, которыми оснащаются исследовательские суда, выполняющие в океане не только замеры параметров волн, но и гораздо более сложные научные работы. Океан поныне хранит очень много тайн, раскрытие которых могло бы принести значительную пользу всему человечеству.
Когда говорят о скорости перемещения волн, о том, что волны набегают, накатываются на берег, нужно понимать, что перемещается не сама водная масса. Частицы воды, составляющие волну, поступательного движения практически не совершают. Перемещается в пространстве только форма волны, а частицы воды в волнующемся море совершают колебательные движения в вертикальной и, в меньшей степени, в горизонтальной плоскости. Сочетание того и другого колебательных движений приводит к тому, что фактически частицы воды в волнах движутся по круговым орбитам, диаметр которых равен высоте волны. Колебательные движения частиц воды быстро убывают с глубиной. Точные приборы показывают, например, что при высоте волны в 5 метров (штормовая волна) и длине 100 метров, на глубине в 12 метров диаметр волновой орбиты частиц воды равен уже 2,5 метра, а на глубине 100 метров – всего 2 сантиметра.
Длинные волны, в отличие от коротких и крутых, передают своё движение на большие глубины. На некоторых фотоснимках океанского дна вплоть до глубины 180 метров исследователи отмечали наличие песчаной ряби, образовавшейся под влиянием колебательных движений придонного слоя воды. Это значит, что и на такой глубине поверхностное волнение океана даёт о себе знать.
Нужно ли доказывать, какую опасность для кораблей представляет штормовая волна?
В истории мореплавания трагических случаев на море не счесть. Погибали и маленькие баркасы, и быстроходные парусники вместе с командами. Не застрахованы от коварной стихии и современные океанские лайнеры.
На современных океанских кораблях среди прочих устройств и приборов, обеспечивающих безопасное плавание, используются успокоители качки, не позволяющие судну получить недопустимо большой крен на борт. В одних случаях для этого используются мощные гироскопы, в других – выдвигающиеся подводные крылья, выравнивающие положение корпуса судна. Компьютерные системы на кораблях находятся в постоянной связи с метеорологическими спутниками и другими космическими аппаратами, подсказывающими штурманам не только места и силу штормов, но и наиболее благоприятный курс в океане.
Кроме поверхностных волн, в океане бывают и внутренние волны. Они образуются на границе раздела между двумя слоями воды разной плотности. Эти волны перемещаются медленнее поверхностных, но могут иметь большую амплитуду. Обнаруживают внутренние волны по ритмичным изменениям температуры на разных глубинах океана. Явление внутренних волн изучено пока недостаточно. Точно лишь установлено, что на границе между слоями с меньшей и большей плотностью возникают волны. Ситуация может выглядеть так: на поверхности океана полный штиль, а на какой-то глубине бушует шторм, по длине внутренние волны разделяются, как и обычные поверхностные, на короткие и длинные. У коротких волн длина намного меньше глубины, а у длинных, наоборот, длина превышает глубину.
Причин для появления внутренних волн в океане много. Границу раздела между слоями с разной плотностью может вывести из равновесия и движущееся крупное судно, и поверхностные волны, и морские течения.
Длинные внутренние волны проявляют себя, например, в таким образом: слой воды, являющийся водоразделом между более плотной («тяжёлой») и менее плотной («лёгкой») водой сначала медленно, часами поднимается, а затем неожиданно падает почти на 100 метров. Такая волна очень опасна для подводных лодок. Ведь если подводная лодка опустилась на определённую глубину, значит она уравновесилась слоем воды определённой плотности. И вдруг, неожиданно под корпусом лодки возникает слой менее плотной воды! Лодка немедленно проваливается в этот слой и опускается до той глубины, где менее плотная вода сможет её уравновесить. Но глубина может оказаться такой, где давление воды превысит прочность корпуса подводного корабля, и он будет в считанные минуты раздавлен.
По заключению американских специалистов, расследовавших причины гибели атомной субмарины «Трешер» в 1963 году в Атлантическом океане, этот подводный крейсер оказался именно в такой ситуации и был раздавлен огромным гидростатическим давлением. Свидетелей трагедии, естественно, не осталось, но версия о причине катастрофы подтверждается результатами наблюдений, проведённых научно-исследовательскими кораблями в районе гибели субмарины. А наблюдения эти показали, что здесь нередко возникают внутренние волны высотой более 100 метров.
Особый вид представляют собой волны, возникающие на море при перемене атмосферного давления. Они называются сейши и микросейши . Их изучением занимается океанология.
Итак, мы поговорили и о коротких, и о длинных волнах на море, как о поверхностных, так и внутренних. А теперь вспомним, что в океане возникают длинные волны не только от ветров и циклонов, но и от процессов, протекающих в земной коре и даже в более глубоких районах «нутра» нашей планеты. Длина таких волн многократно превосходит самые длинные волны океанской зыби. Эти волны называются цунами . По высоте волны цунами не намного превосходят большие штормовые волны, но длина их достигает сотен километров. Японское слово «цунами» означает в приблизительном переводе «портовая волна» или «прибрежная волна» . В какой-то мере это название передаёт суть явления. Дело в том, что в открытом океане цунами не представляет никакой опасности. На достаточном удалении от берегов цунами не буйствует, не производит разрушений, её невозможно даже заметить или ощутить. Все беды от цунами происходят на берегу, в портах и гаванях.
Возникает цунами чаще всего от землетрясений, вызванных перемещением тектонических плит земной коры, а также от сильных извержений вулканов.
Механизм образования цунами чаще всего таков: в результате смещения или разрыва участка земной коры происходит внезапный подъём или опускание значительного участка морского дна. Вследствие этого происходит быстрое изменение объёма водного пространства, и в воде возникают упругие волны, распространяющиеся со скоростью около полутора километров в секунду. Эти мощные упругие волны и порождают цунами на поверхности океана.
Возникнув на поверхности, волны цунами кругами разбегаются от эпицентра. В месте возникновения высота волны цунами невелика: от 1 сантиметра до двух метров (иногда до 4-5 метров), но чаще в пределах от 0,3 до 0,5 метра, а длина волны огромна: 100-200 километров. Незаметные в океане, эти волны, подойдя к берегу, подобно ветровым волнам, становятся круче и выше, достигая иногда высоты 10-30 и даже 40 метров. Обрушившись на берег, цунами уничтожают и разрушают всё на своём пути и, что самое страшное, несут гибель тысячам, а иногда десяткам и даже сотням тысяч людей.
Скорость распространения цунами может быть от 50 и до 1000 километров в час. Измерения показывают, что скорость волны цунами меняется пропорционально квадратному корню от глубины моря. В среднем цунами несётся по открытому простору океана со скоростью 700-800 километров в час.
Цунами не относятся к регулярным явлениям, но они случаются не так уже редко.
В Японии уже более 1300 лет ведётся регистрация волн цунами. В среднем на Страну восходящего Солнца разрушительные цунами обрушивались каждые 15 лет (мелкие, не имевшие серьёзных последствий цунами не учитываются).
Больше всего цунами возникает в бассейне Тихого океана. Цунами бушевали на Курильских, Алеутских, Гавайских, Филиппинских островах. Набрасывались они и на побережье Индии, Индонезии, Северной и Южной Америки, а также на страны Европы, расположенные на атлантическом побережье и в Средиземноморье.
Последним самым разрушительным нашествием цунами было страшное наводнение 2004 года с огромными разрушениями и человеческими жертвами, которое имело сейсмические причины и зародилось в центре Индийского океана.
Для того, чтобы иметь представление о конкретных проявлениях цунами можно обратиться к многочисленным материалам, которые описывают это явление.
Мы приведём лишь несколько примеров. Вот как описывались в прессе результаты землетрясения, случившегося в Атлантическом океане невдалеке от Пиренейского полуострова 1 ноября 1755 года. Страшные разрушения произвело оно в столице Португалии Лиссабоне. До сих пор в центре города возвышаются руины когда-то величественного здания женского монастыря Кармо, которое так и не было восстановлено. Эти руины напоминают жителям Лиссабона о трагедии, пришедшей в город 1 ноября 1755 года. Вскоре после землетрясения море отступило, а затем на город обрушилась волна высотой 26 метров. Многие жители, спасаясь от падающих обломков зданий, покинули узкие улицы города и собрались на широкой набережной. Нахлынувшая волна смыла в море 60 тысяч человек. Лиссабон не был полностью затоплен потому, что он расположен на нескольких высоких холмах, но по низменным местам море залило сушу на расстояние до 15 километров от берега.
27 августа 1883 года произошло мощное извержение вулкана Кратау, находящегося в Зондском проливе Индонезийского архипелага. В небо поднялись тучи пепла, возникло сильнейшее землетрясение, породившее волну высотой 30-40 метров. За несколько минут эта волна смыла в море все посёлки, расположенные на низких берегах западной части Явы и юга Суматры, погибло 35 тысяч человек. Со скоростью 560 километров в час волны цунами прокатились через Индийский и Тихий океаны, достигнув берегов Африки, Австралии и Америки. Даже в Атлантическом океане, несмотря на его изолированность и удалённость в отдельных местах (Франция, Панама) был отмечен некоторый подъём воды.
15 июня 1896 года набежавшие волны цунами разрушили на восточном побережье Японского острова Хонсю 10 тысяч домов. В результате погибло 27 тысяч жителей.
Бороться с цунами невозможно. Но можно и нужно минимизировать урон, который они приносят людям. Поэтому теперь во всех сейсмически активных районах, где существует угроза образования волн цунами, созданы специальные службы предупреждения, оснащённые необходимой аппаратурой, принимающей с расположенных в разных местах побережья чувствительных сейсмографов сигналы об изменении сейсмической обстановки. Население таких районов регулярно инструктируется по правилам поведения при угрозе появления волн цунами. Службы предупреждения о цунами в Японии и на Гавайских островах уже не раз своевременно подавали тревожные сигналы о приближении цунами, чем спасли не одну тысячу человеческих жизней.
Все виды течений и волн характеризуются тем, что они несут в себе колоссальную энергию – тепловую и механическую. Но использовать эту энергию человечество не в состоянии, если, конечно, не считать попыток использования энергии приливов и отливов. Кто-то из учёных, вероятно, любитель статистики, подсчитал, что мощность морских приливов превышает 1000000000 киловатт, а всех рек земного шара – 850000000 киловатт. Энергия одного квадратного километра штормящего моря оценивается миллиардами киловатт. Что это означает для нас? Только то, что человек не может использовать и миллионную часть энергии приливов и штормов. В какой-то мере люди используют энергию ветра для получения электричества и других целей. Но это, как говорится, уже другая история.
© Владимир
Каланов,
"Знания-сила"
Причины возникновения цунами
Распределение цунами связано, как правило, с областями сильных землетрясений. Оно подчинено четкой географической закономерности, определяемой связью сейсмических районов с областями недавних и современных процессов горообразования.
Известно, что большинство землетрясений приурочено к тем поясам Земли, в пределах которых продолжается формирование горных систем, в особенности молодых, относящихся к современной геологической эпохе. Наиболее чисты землетрясения в областях близкого соседства крупных горных систем с впадинами морей и океанов.
На рис. 1 приведена схема складчатых горных систем и областей концентрации эпицентров землетрясений. На этой схеме четко выявляются две зоны земного шара, наиболее подверженные землетрясениям. Одна из них занимает широтное положение и включает Апеннины, Альпы, Карпаты, Кавказ, Копет-Даг, Тянь-Шань, Памир и Гималаи. В пределах этой зоны цунами наблюдается на побережьях Средиземного, Адриатического, Эгейского, Черного и Каспийского морей и северной части Индийского океана. Другая зона расположена в меридиональном направлении и проходит вдоль берегов Тихого океана. Последний как бы окаймлен подводными горными хребтами, вершины которых поднимаются в виде островов (Алеутские, Курильские, Японские острова и другие). Волны цунами образуются здесь в результате разрывов между поднимающимися горными хребтами и опускающимися параллельно хребтам глубоководными впадинами, отделяющими цепи островов от малоподвижной области дна Тихого океана.
Непосредственной причиной возникновения волн цунами чаще всего являются происходящие при землетрясениях изменения в рельефе океанического дна, приводящие к образованию крупных сбросов, провалов и т.п.
О масштабах таких изменений можно судить по следующему примеру. При землетрясении в Адриатическом море у берегов Греции 26 октября 1873 года были отмечены разрывы телеграфного кабеля, проложенного на дне моря на четырехсотметровой глубине. После землетрясения один из концов разорванного кабеля был обнаружен на глубине более 600 м. Следовательно, землетрясение вызвало резкое опускание участка морского дна на глубину около 200 м. Через несколько лет в результате другого землетрясения вновь произошел разрыв кабеля, проложенного по ровному дну, причем концы его оказались на глубине, отличающейся от прежней на несколько сот метров. Наконец, еще через год после новых толчков глубина моря на месте разрыва увеличилась на 400 м.
Еще большие нарушения рельефа дна имеют место при землетрясениях в Тихом океане. Так, при подводном землетрясении в заливе Сагами (Япония) при внезапном поднятии участка океанического дна было вытеснено около 22,5 куб. км воды, которая и обрушилась на берег в виде волн цунами.
На рис. 2а изображен механизм возникновения цунами в результате землетрясения. В момент резкого погружения участка дна океана и возникновения на дне моря впадины пода устремляется к се центру, переполняет впадину и образует громадную выпуклость на поверхности. При резком поднятии участка дна океана выясняются значительные массы воды. На поверхности океана при этом возникают волны цунами, быстро расходящиеся во все стороны. Обычно они образуют серию из 3–9 волн, расстояние между гребнями которых составляет 100–300 км, а высота при приближении волн к берегу достигает 30 м и более.
Другой причиной, вызывающей цунами, являются извержения вулканов, возвышающихся над поверхностью моря в виде островков или расположенных на океаническом дне (рис. 2б). Наиболее яркий пример в этом отношении представляет собой образование цунами при извержении вулкана Кракатау в Зондском проливе в августе 1883 года. Извержение сопровождалось выбросом вулканического пепла на высоту 30 км. 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 заброшены на сушу на расстояние в 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 известны и в Японии. 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.
Третьей причиной возникновения цунами является 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 м.
Цунами у берегов Южной Америки
Тихоокеанское побережье в пределах Перу и Чили подвержено частым землетрясениям. Изменения, происходящие в рельефе дна прибрежной части Тихого океана, приводят к образованию крупных цунами. Наибольшей высоты (27 м) волны цунами достигли в районе Кальяо во время землетрясения в Лиме в 1746 году.
Если обычно понижение уровня моря, предшествующее наступлению волн цунами на берег, продолжается от 5 до 35 минут, то при землетрясении в Писко (Перу) отступившие воды моря возвратились лишь через три часа, а у Санта – даже через сутки.
Нередко наступление и отступление волн цунами происходят здесь несколько раз подряд. Так, в Икике (Перу) 9 мая 1877 года первая волна обрушилась на побережье спустя полчаса после основного толчка землетрясения, а затем в течение четырех часов волны наступали еще пять раз. Во время этого землетрясения, эпицентр которого был расположен в 90 км от перуанского берега, волны цунами достигли берегов Новой Зеландии и Японии.
13 августа 1868 года на побережье Перу в Арике через 20 минут после начала землетрясения нахлынула волна в несколько метров высотой, но вскоре отступила. С промежутком в четверть часа за ней последовало еще несколько волн, меньших по размеру. Через 12,5 часа первая волна достигла Гавайских островов, а через 19 часов – побережья Новой Зеландии, где ее жертвами стали 25000 человек. Средняя скорость волн цунами между Арикой и Вальдивией при глубине 2200 м составила 145 м/сек, между Арикой и Гаваями при глубине 5200 м – 170-220 м/сек, а между Арикой и Чатамскими островами при глубине 2700 м – 160 м/сек.
Наиболее частыми и сильными землетрясениями характеризуется район чилийского побережья от мыса Консепсьон до острова Чилоэ. Известно, что со времени катастрофы 1562 года город Консепсьон перенес 12 сильных землетрясений, а город Вальдивия за период с 1575 по 1907 годы – 7 землетрясений. Во время землетрясения 24 января 1939 года в Консепсьоне и его окрестностях погибло 1000 человек и 70000 человек осталось без крова.
Разрушения, произведенные волнами цунами 1960 года, в городе Пуэрто-Монте
21 мая 1960 года новое землетрясение всколыхнуло чилийское побережье в районе мыса Консепсьон, а затем в течение 10 дней сотрясало всю южную часть страны на протяжении 1500 км. За это время погибло около тысячи человек и около 350000 человек осталось без крова. В городах Консепсьоне, Пуэрто-Монте, Темуко и на острове Чилоэ 65000 зданий было полностью разрушено, а 80000 серьезно повреждено. Наиболее сильным был толчок 22 мая, когда максимальная амплитуда колебания почвы в Москве составила 1500 микрон. Это в три раза больше амплитуды колебании, вызванных Ашхабадским землетрясением 1948 года, эпицентр которого был расположен в шесть раз ближе к Москве.
Катастрофические сотрясения 22 мая породили волны цунами, которые распространялись по Тихому океану и за его пределы со скоростью 650-700 км/час. На чилийском побережье были разрушены рыбацкие поселки и портовые сооружения; сотни людей были унесены волнами. На острове Чилоэ волны разрушили четыре пятых всех построек.
Последствия цунами 1960 г, на Гавайских островах
Гигантский вал не только опустошил тихоокеанское побережье вплоть до Калифорнии, но и пересек Тихий океан, обрушившись на Гавайи и Филиппины, побережье Австралии и Новой Зеландии, Курильские острова и Камчатку. На Гавайях, в городе Хило, во время цунами погибли десятки человек, многие жители пропали без вести и получили увечья.
Последствия цунами 1960 года у берегов Японии
На Японских островах было затоплено 36000 домов, опрокинуто 900 судов и рыбачьих лодок. На острове Окинава погибло и пропало без вести 180 человек, в поселке Момоиси погибло 150 жителей. Никогда еще не отмечалось, чтобы волны цунами, преодолев такое огромное расстояние, сохранили свою разрушительную силу.
Около 6 часов утра 24 мая волны цунами, проделав путь в 16000 км, достигли Курильских островов и берегов Камчатки. Волна пятиметровой высоты ринулась на берег. Однако меры по эвакуации населения были приняты своевременно и человеческих жертв не было. На острове Парамушир, где валы имели самую большую высоту, незначительно пострадали причалы местного рыболовецкого колхоза.
Цунами у берегов Японии
Цунами обычно сопровождают наиболее сильные, катастрофические землетрясения, происходящие на Японских островах в среднем через каждые семь лет. В качестве другой причины, вызывающей образование цунами у берегов Японии, можно назвать вулканические извержения. 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.
Особенной силой отличалось цунами во время землетрясения 1854 года, разрушившего крупнейшие города страны – Токио и Киото. Сначала на берег наступила волна девятиметровой высоты. Однако вскоре она отхлынула, осушив прибрежье на большом расстоянии. В течение последующих 4-5 часов на берег обрушилось еще пять или шесть крупных волн. А через 12,5 часа волны цунами, двигаясь со скоростью более 600 км/час, достигли побережья Северной Америки в районе Сан-Франциско.
После этой грозной катастрофы на некоторых участках побережья острова Хонсю были воздвигнуты каменные стены для защиты побережья от разрушительных волн. Однако, несмотря на принимаемые меры предосторожности, во время землетрясения 15 июня 1896 года остров Хонсю вновь сильно пострадал от опустошительных волн. Спустя час после начала землетрясения на берег с интервалом от 7 до 34 минут обрушились шесть-семь больших волн, максимальная высота одной из которых составила 30 м. Волны целиком смыли город Минко, разрушили 10000 зданий и принесли гибель 27000 человек. А через 10 лет, во время землетрясения 1906 года, на восточном побережье страны при наступлении цунами вновь погибло около 30000 человек.
В период известного катастрофического землетрясения 1923 года, целиком разрушившего японскую столицу, волны цунами произвели опустошения на побережье, хотя и не достигли особенно больших размеров, по крайней мере в Токийской бухте. В южных районах страны последствия цунами были еще более значительны: несколько поселков в этой части побережья было нацело смыто, а лежащая в 12 км, к югу от Иокогамы военно-морская база Японии Иокосука оказалась разрушенной. Сильно пострадал от морских волн и город Камакура, расположенный на берегу залива Сагами.
3 марта 1933 года через 10 лет после землетрясения 1923 года в Японии произошло новое сильное землетрясение, мало уступавшее предыдущему. Подземные толчки охватили всю восточную часть острова Хонсю. Наибольшие бедствия населения во время этого землетрясения были связаны с наступлением волн цунами, захлестнувших через 40 минут после начала землетрясения все северо-восточное побережье Хонсю. Волна разрушила портовый город Комаиси, где было уничтожено 1200 домов. Большое число деревень на побережье было снесено. Судя по газетным сообщениям, во время этой катастрофы погибло и пропало без вести около 3000 человек. Всего было разрушено землетрясением и смыто волнами более 4500 домов, а более 6600 домов частично повреждено. Более 50000 человек осталось без крова.
Разрушения в городе Комами после цунами в марте 1933 года
Цунами у тихоокеанских берегов России
Цунами подвержены также берега Камчатки и Курильских островов. Первоначальные сведения о катастрофических волнах в этих местах относятся к 1737 году. Известный отечественный путешественник – географ С. П. Крашенинников писал: «… началось трясение и продолжалось волнами около четверти часа так сильно, что многие камчадальские юрты обвалились и балаганы попадали. Между тем учинился, на море ужасный шум и волнение, и вдруг взлилось на берег воды в вышину сажени на три, которая, ни мало не, стояв, забежала в морс и удалилась от берегов на знатное расстояние. Потом вторично земля всколебалась, воды прибыло против прежнего, но при отливе столь далеко она забежала, что моря невозможно видеть было. В это же время на дне моря в проливе между первым и вторым Курильскими островами появились скалистые горы, которые до того никогда не были видны, хотя землетрясения и наводнения происходили и раньше.
Через четверть часа после всего этого последовали толчки ужасного, ни с чем не сравнимого по своей силе землетрясения, а потом на берег хлынула волна высотой саженей в тридцать, которая по-прежнему быстро сбежала обратно. Скоро вода вошла в свои берега, колеблясь через долгие промежутки времени, иногда покрывая берега, иногда убегая в море».
Во время этого землетрясения рушились массивные скалы, набежавшая волна выбрасывала на берег глыбы камня весом в несколько пудов. Землетрясение сопровождалось разнообразными оптическими явлениями в атмосфере. В частности, аббат Прево, другой путешественник, наблюдавший это землетрясение, писал, что на море можно было видеть огненные «метеоры», рассеянные на большом пространстве.
С. П. Крашенинников подметил все важнейшие черты цунами: землетрясение, предшествующее наводнению понижение уровня океана и, наконец, наступление громадных разрушительных волн.
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.
Один из домов в городе Северо-Курильске, перенесенный волной в портовую часть города во время цунами в ноябре 1952 года
Цунами на Гавайских островах
Побережья Гавайских островов 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. Отсчеты по мареографу последовательно составляли 4, 5, 2 и 6, 8 м выше уровня прилива.
Ущерб, нанесенный внезапным наступлением волн, был очень велик. Значительная часть города Хило на острове Гавайи была разрушена. Часть домов обрушилась, другие были перенесены водой на расстояние более 30 м. Улицы и набережные были загромождены обломками, перегорожены баррикадами из исковерканных автомобилей; там и сям 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 150 человеческих жизней и причинила убыток в 25 млн. долларов. На этот раз волны ценами 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.
Катер, выброшенный на берег, во время цунами в 1946 года на Гавайских островах
Приложение
Рис. 1. Области появления цунами у побережий морей и океанов (1) и распределение эпицентров крупнейших землетрясений (2)
Рис. 2. Схема возникновения волн цунами при смещении участка морского дна (а) и при подводном извержении (б)
Литература:
1. Бабков А., Кошечкин Б. Цунами. – Ленинград: 1964
2. Мурти Т. Сейсмические морские волны ценами. – Ленинград: 1981
3. Понявин И. Д. Волны ценами. – Ленинград: 1965
4. Проблема цунами. Сборник статей. – М.: 1968
5. Соловьев С. Л., Го Ч. Н. Каталог цунами на восточном побережье Тихого океана. – М.: 1975
6. Соловьев С. Л., Го Ч. Н. Каталог цунами на западном побережье Тихого океана. – М.: 1974
Мареограф – прибор, записывающий колебания уровня моря
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ДАЛЬНЕВОСТОЧНАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ
ЭКОНОМИКИ И ПРАВЛЕНИЯ
КАФЕДРА ОБЩИХ И
ГУМАНИТАРНЫХ ДИСЦИПЛИН
на тему Цунами и их проявление в Тихом океане
План:
Причины возникновения цунами
Причины возникновения цунами
Распределение цунами связано, как правило, с областями сильных землетрясений. Оно подчинено четкой географической закономерности, определяемой связью сейсмических районов с областями недавних и современных процессов горообразования.
Известно, что большинство землетрясений приурочено к тем поясам Земли, в пределах которых продолжается формирование горных систем, в особенности молодых, относящихся к современной геологической эпохе. Наиболее чисты землетрясения в областях близкого соседства крупных горных систем с впадинами морей и океанов.
На рис. 1 приведена схема складчатых горных систем и областей концентрации эпицентров землетрясений. На этой схеме четко выявляются две зоны земного шара, наиболее подверженные землетрясениям. Одна из них занимает широтное положение и включает Апеннины, Альпы, Карпаты, Кавказ, Копет-Даг, Тянь-Шань, Памир и Гималаи. В пределах этой зоны цунами наблюдается на побережьях Средиземного, Адриатического, Эгейского, Черного и Каспийского морей и северной части Индийского океана. Другая зона расположена в меридиональном направлении и проходит вдоль берегов Тихого океана. Последний как бы окаймлен подводными горными хребтами, вершины которых поднимаются в виде островов (Алеутские, Курильские, Японские острова и другие). Волны цунами образуются здесь в результате разрывов между поднимающимися горными хребтами и опускающимися параллельно хребтам глубоководными впадинами, отделяющими цепи островов от малоподвижной области дна Тихого океана.
Непосредственной причиной возникновения волн цунами чаще всего являются происходящие при землетрясениях изменения в рельефе океанического дна, приводящие к образованию крупных сбросов, провалов и т.п.
О масштабах таких изменений можно судить по следующему примеру. При землетрясении в Адриатическом море у берегов Греции 26 октября 1873 года были отмечены разрывы телеграфного кабеля, проложенного на дне моря на четырехсотметровой глубине. После землетрясения один из концов разорванного кабеля был обнаружен на глубине более 600 м. Следовательно, землетрясение вызвало резкое опускание частка морского дна на глубину около 200 м. Через несколько лет в результате другого землетрясения вновь произошел разрыв кабеля, проложенного по ровному дну, причем концы его оказались на глубине, отличающейся от прежней на несколько сот метров. Наконец, еще через год после новых толчков глубина моря на месте разрыва величилась на 400 м.
Еще большие нарушения рельефа дна имеют место при землетрясениях в Тихом океане. Так, при подводном землетрясении в заливе Сагами (Япония) при внезапном поднятии частка океанического дна было вытеснено около 22,5 куб. км воды, которая и обрушилась на берег в виде волн цунами.
На рис. 2а изображен механизм возникновения цунами в результате землетрясения. В момент резкого погружения частка дна океана и возникновения на дне моря впадины пода устремляется к се центру, переполняет впадину и образует громадную выпуклость на поверхности. При резком поднятии частка дна океана выясняются значительные массы воды. На поверхности океана при этом возникают волны цунами, быстро расходящиеся во все стороны. Обычно они образуют серию из 3-9 волн, расстояние между гребнями которых составляет 100-300 км, высот при приближении волн к берегу достигает 30 м и более.
Другой причиной, вызывающей цунами, являются извержения вулканов, возвышающихся над поверхностью моря в виде островков или расположенных на океаническом дне (рис. 2б). Наиболее яркий пример в этом отношении представляет собой образование цунами при извержении вулкана Кракатау в Зондском проливе в августе 1883 года. Извержение сопровождалось выбросом вулканического пепла на высоту 30 км. Грозный голос вулкана был слышен одновременно в Австралии и на ближайших островах Юго-Восточной Азии. 27 августа в 10 часов тра 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 зкой части Зондского пролива высот волн достигала 30-35 м. Местами воды проникли в глубь Индонезии и произвели страшные разрушения. На острове Себези было ничтожено четыре деревни. Города Анжер, Мерак и Бентам были разрушены, леса и железные дороги смыты, рыболовные суда заброшены на сушу на расстояние в несколько километров от берега океана. Берега Суматры и Явы стали неузнаваемы - все было покрыто грязью, пеплом, трупами людей и животных. Эта катастрофа принесла гибель 36 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, в Тихом океане - Аляски и Сан-Франциско.
Случаи цунами при вулканических извержениях известны и в Японии. 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.
Третьей причиной возникновения цунами является падение в море огромных обломков скал, вызванное разрушением скальных пород грунтовыми водами. Высот таких волн зависит от массы павшего 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 м.
Цунами у берегов Южной Америки
Тихоокеанское побережье в пределах Перу и Чили подвержено частым землетрясениям. Изменения, происходящие в рельефе дна прибрежной части Тихого океана, приводят к образованию крупных цунами. Наибольшей высоты (27 м) волны цунами достигли в районе Кальяо во время землетрясения в Лиме в 1746 году.
Если обычно понижение ровня моря, предшествующее наступлению волн цунами на берег, продолжается от 5 до 35 минут, то при землетрясении в Писко (Перу) отступившие воды моря возвратились лишь через три часа, у Санта - даже через сутки.
Нередко наступление и отступление волн цунами происходят здесь несколько раз подряд. Так, в Икике (Перу) 9 мая 1877 года первая волна обрушилась на побережье спустя полчаса после основного толчка землетрясения, затем в течение четырех часов волны наступали еще пять раз. Во время этого землетрясения, эпицентр которого был расположен в 90 км от перуанского берега, волны цунами достигли берегов Новой Зеландии и Японии.
13 августа 1868 года на побережье Перу в Арике через 20 минут после начала землетрясения нахлынула волна в несколько метров высотой, но вскоре отступила. С промежутком в четверть часа за ней последовало еще несколько волн, меньших по размеру. Через 12,5 часа первая волна достигла Гавайских островов, а через 19 часов - побережья Новой Зеландии, где ее жертвами стали 25 человек. Средняя скорость волн цунами между Арикой и Вальдивией при глубине 2200 м составила 145 м/сек, между Арикой и Гаваями при глубине 5200 м - 170-220 м/сек, между Арикой и Чатамскими островами при глубине 2700 м - 160 м/сек.
Наиболее частыми и сильными землетрясениями характеризуется район чилийского побережья от мыса Консепсьон до острова Чилоэ. Известно, что со времени катастрофы 1562 года город Консепсьон перенес 12 сильных землетрясений, город Вальдивия за период с 1575 по 1907 годы - 7 землетрясений. Во время землетрясения 24 января 1939 года в Консепсьоне и его окрестностях погибло 1 человек и 7 человек осталось без крова.
Цунами у берегов Японии
Цунами обычно сопровождают наиболее сильные, катастрофические землетрясения, происходящие на Японских островах в среднем через каждые семь лет. В качестве другой причины, вызывающей образование цунами у берегов Японии, можно назвать вулканические извержения. 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 15 жителей.
Особенной силой отличалось цунами во время землетрясения 1854 года, разрушившего крупнейшие города страны - Токио и Киото. Сначала на берег наступила волна девятиметровой высоты. Однако вскоре она отхлынула, осушив прибрежье на большом расстоянии. В течение последующих 4-5 часов на берег обрушилось еще пять или шесть крупных волн. А через 12,5 часа волны цунами, двигаясь со скоростью более 600 км/час, достигли побережья Северной Америки в районе Сан-Франциско.
После этой грозной катастрофы на некоторых частках побережья острова Хонсю были воздвигнуты каменные стены для защиты побережья от разрушительных волн. Однако, несмотря на принимаемые меры предосторожности, во время землетрясения 15 июня 1896 года остров Хонсю вновь сильно пострадал от опустошительных волн. Спустя час после начала землетрясения на берег с интервалом от 7 до 34 минут обрушились шесть-семь больших волн, максимальная высот одной из которых составила 30 м. Волны целиком смыли город Минко, разрушили 1 зданий и принесли гибель 27 человек. А через 10 лет, во время землетрясения 1906 года, на восточном побережье страны при наступлении цунами вновь погибло около 3 человек.
В период известного катастрофического землетрясения 1923 года, целиком разрушившего японскую столицу, волны цунами произвели опустошения на побережье, хотя и не достигли особенно больших размеров, по крайней мере в Токийской бухте. В южных районах страны последствия цунами были еще более значительны: несколько поселков в этой части побережья было нацело смыто, лежащая в 12 км, к югу от Иокогамы военно-морская база Японии Иокосука оказалась разрушенной. Сильно пострадал от морских волн и город Камакура, расположенный на берегу залива Сагами.
3 марта 1933 года через 10 лет после землетрясения 1923 года в Японии произошло новое сильное землетрясение, мало ступавшее предыдущему. Подземные толчки охватили всю восточную часть острова Хонсю. Наибольшие бедствия населения во время этого землетрясения были связаны с наступлением волн цунами, захлестнувших через 40 минут после начала землетрясения все северо-восточное побережье Хонсю. Волна разрушила портовый город Комаиси, где было ничтожено 1200 домов. Большое число деревень на побережье было снесено. Судя по газетным сообщениям, во время этой катастрофы погибло и пропало без вести около 3 человек. Всего было разрушено землетрясением и смыто волнами более 4500 домов, а более 6600 домов частично повреждено. Более 5 человек осталось без крова.
Цунами у тихоокеанских берегов России
Цунами подвержены также берега Камчатки и Курильских островов. Первоначальные сведения о катастрофических волнах в этих местах относятся к 1737 году. Известный отечественный путешественник - географ С. П. Крашенинников писал: л... началось трясение и продолжалось волнами около четверти часа так сильно, что многие камчадальские юрты обвалились и балаганы попадали. Между тем учинился, на море жасный шум и волнение, и вдруг взлилось на берег воды в вышину сажени на три, которая, ни мало не, стояв, забежала в морс и далилась от берегов на знатное расстояние. Потом вторично земля всколебалась, воды прибыло против прежнего, но при отливе столь далеко она забежала, что моря невозможно видеть было. В это же время на дне моря в проливе между первым и вторым Курильскими островами появились скалистые горы, которые до того никогда не были видны, хотя землетрясения и наводнения происходили и раньше.
Через четверть часа после всего этого последовали толчки жасного, ни с чем не сравнимого по своей силе землетрясения, потом на берег хлынула волна высотой саженей в тридцать, которая по-прежнему быстро сбежала обратно. Скоро вода вошла в свои берега, колеблясь через долгие промежутки времени, иногда покрывая берега, иногда убегая в море.
Во время этого землетрясения рушились массивные скалы, набежавшая волна выбрасывала на берег глыбы камня весом в несколько пудов. Землетрясение сопровождалось разнообразными оптическими явлениями в атмосфере. В частности, аббат Прево, другой путешественник, наблюдавший это землетрясение, писал, что на море можно было видеть огненные лметеоры, рассеянные на большом пространстве.
С. П. Крашенинников подметил все важнейшие черты цунами: землетрясение, предшествующее наводнению понижение ровня океана и, наконец, наступление громадных разрушительных волн.
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 ровнем 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, ровень океана быстро пал и местами вода отступила от берега на 500 м. Затем на часток 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 ровнем океана.
Цунами на Гавайских островах
Побережья Гавайских островов 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 нимак (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. Отсчеты по мареографу последовательно составляли 4, 5, 2 и 6, 8 м выше ровня прилива.
Ущерб, нанесенный внезапным наступлением волн, был очень велик. Значительная часть города Хило на острове Гавайи была разрушена. Часть домов обрушилась, другие были перенесены водой на расстояние более 30 м. лицы и набережные были загромождены обломками, перегорожены баррикадами из исковерканных автомобилей; там и сям возвышались заброшенные волнами родливые 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 несла 150 человеческих жизней и причинила быток в 25 млн. долларов. На этот раз волны ценами 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 ровнем моря, также была снесена радиомачта.
Приложение
1. Бабков А., Кошечкин Б. Цунами. - Ленинград: 1964
2. Мурти Т. Сейсмические морские волны ценами. - Ленинград: 1981
3. Понявин И. Д. Волны ценами. - Ленинград: 1965
4. Проблема цунами. Сборник статей. - М.: 1968
5. Соловьев С. Л., Го Ч. Н. Каталог цунами на восточном побережье Тихого океана. - М.: 1975
6. Соловьев С. Л., Го Ч. Н. Каталог цунами на западном побережье Тихого океана. - М.: 1974
Мареограф - прибор, записывающий колебания ровня моря
Цунами – слово японского происхождения и обозначает дословно «длинные волны в порту». Позднее емкость этого понятия была расширена, и сегодня оно означает любые длинные разрушительные волны. О цунами много говорят, много пишут, но его очень трудно себе представить. Вероятно, самое правильное представление о том, как выглядит цунами на море, имеет тот, кто видел фильм «Приключения Посейдона», в котором цунами изображено воистину великолепно. По сюжету фильма цунами возникло в результате землетрясения у острова Крит. Подводные землетрясения действительно являются наиболее частой причиной зарождения цунами. Впрочем, его может вызвать и подводное извержение вулкана, и обрушение берегов.
Рис. 23. Схема землетрясений в Восточном Средиземноморье. Условными знаками обозначены эпицентры землетрясений, которые произошли в 1961–1967 годах, с учетом глубин их очагов. В Эгейском бассейне землетрясения особенно часты, но преимущественно неглубоки. Наоборот, вокруг Сицилии преобладают глубинные землетрясения. По данным глубин очагов землетрясений была реконструирована тектоническая карта Средиземноморья (она изображена на рис. 21). В Эгейском бассейне мы видим дугу характерных для этого района молодых вулканов. (По Д. Стэнли, 1972)
Цунами – это очень длинные и высокие волны, причем высота волны в открытом океане не так уж и велика, всего несколько метров. Но когда фронт волны проникнет в более мелкие шельфовые области, волна поднимается и превращается в огромную стену, высота которой может достигать нескольких десятков метров. Скорость цунами тем больше, чем больше глубина океана. Например, в открытых водах Тихого океана, глубина которого около 4–5 км, теоретически возможная скорость волны почти невероятна – 716 км/ч. Ведь это, по существу, скорость транспортного самолета. На самом деле скорость цунами намного меньше. Однако максимальная отмеченная скорость оказалась еще больше, приблизительно 1000 км/ч, а это уже скорость реактивного самолета.
Цунами, естественно, чаще возникают там, где чаще случаются землетрясения, то есть в области подводных желобов Тихого океана. Эти землетрясения рождают волны, обрушивающиеся на берега Японии, Курильских островов и других островных дуг. Землетрясения в районе Алеутских островов вызывают цунами, которые, пронесясь по всему Тихому океану, заливают побережья Гавайских островов и достигают даже Калифорнии. Цунами, вызванные землетрясениями в Перуанско-Чилийском желобе, с уничтожающей силой обрушиваются на берега Чили. И даже в Средиземном море землетрясения порождают цунами. Самые значительные из них имели место у берегов Корсики и Сицилии. В Атлантическом океане цунами возникают главным образом в результате землетрясений на Азорско-Гибралтарском хребте. И тогда они затапливают португальское побережье.
Рис. 24. Карта так называемого «риска землетрясения» в Восточном Средиземноморье. Изолиниями соединены точки с одинаковой энергией землетрясения. Цифры выражают энергию в 1015 эрг км -2 - год-1. (По К. Ломнитцу, 1974)
Классическим примером цунами, возникшего в результате вулканического взрыва, является цунами, порожденное извержением вулкана Кракатау в Индонезии. Это случилось в 1883 году. Волна высотой 36–40 м образовалась из-за обрушения части острова. Через несколько минут она достигла побережья Явы и Суматры. Волна прошла по всем океанам и была зарегистрирована даже в Панаме, в 18 350 км от точки возникновения.
А теперь следует еще раз упомянуть о небольшом островке Тира в архипелаге Киклады, где приблизительно в 1500 году до н.э., возможно, возникало цунами высотой 100 м (см. с. 91). Однако свидетельств очевидцев этого явления нет, а высота и последствия цунами были рассчитаны только путем сравнения величин кальдер Кракатау и Тиры. Через полчаса страшная по силе волна должна была достигнуть Крита и материковой Греции, через час Египта. Как мы уже упоминали, некоторые авторы считают, что это была самая большая природная катастрофа исторической эпохи, оказавшая прямое влияние на гибель минойской цивилизации. По мнению некоторых атлантологов, именно она могла вызвать гибель Атлантиды. Со многими дискуссионными вопросами, связанными с этой темой, мы полемизируем на с. 93–95.
Третья причина возникновения цунами – обрушение берегов. И хотя это явление не столь частое, а главное, не столь масштабное, все-таки и оно может вызвать волну, достигающую внушительных размеров. Вот один пример из многих. В заливе Литуя на Аляске в море сползло 30 млн. м 3 грунта, в результате чего поверхность воды поднялась на 600 м и огромная прибойная волна обрушилась на противоположный берег залива. На этой высоте до сих пор видны следы ее разрушительного воздействия.
В табл. 8 собраны данные о некоторых самых известных цунами исторической эпохи.
| Таблица 8. Некоторые наиболее крупные цунами исторической эпохи (по различным источникам) | |||
| Год | Место | Причина возникновения | Скорость и высота волны |
| Около 1500 г. до н.э. | О. Тира | Вулканический взрыв и образование кальдеры | Методом экстраполяции высчитано, что волна могла достичь высоты 100 м и скорости 200 км/ч; она захватила всю область Восточного Средиземноморья |
| 1737 | Камчатка, Курилы, Сахалин | Высота волны 17–35 м, скорость, вероятно, 700 км/ч | |
| 1854 | Япония | Землетрясение в Японском желобе | Волна высотой 9 м за 12,5 часа прошла по всему Тихому океану; в Сан-Франциско зарегистрирована высота 0,5 м |
| 1872 | Бенгальский залив | Причины неизвестны, возможно, в результате штормового прилива | Высота волны 20 м (200 000 жертв) |
| 1883 | Кракатау | Вулканический взрыв, возникновение кальдеры | Высота волны 35–40 м на Яве и Суматре; скорость около 200 км/ч; отмечена даже в 18 000 км от места взрыва |
| 1908 | Мессина | Землетрясение в Мессинском желобе | Высоты волны 23 м |
| 1946 | Гавайские о-ва | Землетрясение в Алеутском желобе | Высота волны на Гаваях 10 м, скорость в открытом океане 700 км/ч |
| 1952 | Камчатка и Курилы | Землетрясение в Курило-Камчатском желобе | Высота волны 8–18 м, скорость около 500 км/ч |
| 1953 | Аляска | Землетрясение в Алеутском желобе | Высота волны 17–35 м, скорость около 700 км/ч |
| 1960 | Чили | Землетрясение в Перуанско-Чилийском желобе | Три цикла волн; самая высокая около 11 м при скорости 700 км/ч; волна высотой 8 м обрушилась на Гаваи, та же волна у Хоккайдо имела высоту 6 м |
Интересны описания очевидцев этого природного явления. Среди них даже такой авторитетный специалист, как один из основателей современной морской геологии американец Фрэнсис Шепард. По воле случая он находился в отпуске на Гавайских островах как раз тогда, когда в 1946 году на них обрушилась разрушительная волна. Свидетельства очевидцев важны для вывода о том, насколько стремительно развивается такая катастрофа, а также о том, можно ли ее сопоставить с описанной Платоном гибелью Атлантиды. Если сравнить показания авторитетных специалистов, можно сделать следующие выводы: сначала море как бы отступает и уровень воды понижается. Потом набегает первая волна высотой в несколько метров. Через несколько минут она спадает и спустя 5–10 минут набегает вторая волна, иногда такой же высоты, как первая, иногда немного ниже. Через 10–20 минут спадает и она, а затем, обычно через час, иногда через больший промежуток времени, накатывает третья, самая высокая и самая разрушительная волна. Если волна вторгается в залив, ее высота значительно увеличивается. Волны забрасывают на берег очень тяжелые незакрепленные предметы, срывают скалы, сметают дома и даже бетонные основания маяков.
Теперь мы имеем ясное представление о том, что может натворить цунами и какова продолжительность его действия. Вся катастрофа длится не более часа-двух. За это время может быть полностью уничтожена вся прибрежная зона материка или острова либо даже целый остров. Как мы уже говорили, многие историки уверены, что большая доля вины в гибели минойской культуры на острове Крит лежит на цунами. Некоторые атлантологи тоже полагают, что в уничтожении Атлантиды повинно цунами. И для этого не потребовались бы «одни ужасные сутки», как утверждает Платон. Было бы достаточно и часа. Таким образом, цунами является такой катастрофой, которая теоретически, при соответствующих масштабах, с легкостью могла бы уничтожить Атлантиду.
Цунами, производимые землетрясениями и извержениями вулканов, считаются самыми опасными природными явлениями на Земле. Только за последние два десятилетия гигантские волны и подземные толчки в совокупности привели к смерти 55 % людей из 1,35 миллиона всех погибших от природных катастроф. За свою историю человечество пережило немало подобных бедствий, но в данной статье предлагаем вашему вниманию десять самых разрушительных и смертоносных цунами, когда-либо регистрируемых на нашей планете.
1. Суматра (Индонезия), 24 декабря 2004 года
В конце декабря 2004 года у побережья Суматры, на глубине около 30 км, произошел мощный подземный толчок магнитудой 9.1, вызванный вертикальным смещением морского дна. В результате сейсмического события образовалась большая волна шириной около 1300 км, которая по мере приближения к берегу достигла высоты 15 метров. Гигантская стена воды обрушилась на берега Индонезии, Таиланда, Индии, Шри-Ланки и ряда других государств, оставив после себя от 225 000 до 300 000 погибших. Многих людей унесло в океан, поэтому точные цифры смертей вряд ли когда-то будут известны. По общим оценкам, ущерб от катастрофы составил порядка 10 миллиардов долларов США.
2. Северо-западное побережье Тихого океана (Япония), 11 марта 2011 года
В 2011 году 11 марта огромная 10-метровая волна, передвигавшаяся со скоростью 800 км/час, захлестнула восточное побережье Японии и привела к гибели или исчезновению свыше 18 000 людей. Причиной ее появления стало землетрясение магнитудой 9.0, произошедшее на глубине 32 км восточнее острова Хонсю. Около 452 000 оставшихся в живых японцев были перемещены во временные убежища. Многие проживают в них по сегодняшний день. Землетрясение и цунами вызвали аварию на АЭС «Фукусима», после которой произошли существенные радиоактивные выбросы. Общий ущерб составил 235 миллиардов долларов.
3. Лиссабон (Португалия), 1 ноября 1755 года
Землетрясение магнитудой 8.5, произошедшее в Атлантике, вызвало серию из трех огромных волн, накрывших португальскую столицу и ряд прибрежных городов Португалии, Испании и Марокко. В некоторых местах высота цунами достигала 30 метров. Волны пересекли Атлантический океан и добрались до Барбадоса, где их высота составила 1,5 метра. В целом подземный толчок и последующие цунами убили около 60 000 человек.
4. Кракатау (Индонезия), 27 августа 1883 года
Извержение вулкана в 1883 году стало одним из крупнейших в современной истории человечества. Взрывы гиганта были настолько мощными, что вызывали высокие волны, которые затапливали окрестные острова. После того как вулкан раскололся и обрушился в океан, было образовано самое большое цунами высотой 36 метров, уничтожившее свыше 160 деревень на островах Суматра и Ява. Из более 36 000 погибших при извержении свыше 90 % людей стали жертвами цунами.
5. Нанкайдо (Япония), 20 сентября 1498 года
По общим оценкам, подземный толчок, потрясший острова на юго-востоке Японии, имел магнитуду не менее 8.4. Сейсмическое событие привело к цунами, которое обрушилось на японские провинции Кии, Авадзи и побережье острова Сикоку. Волны были достаточно сильными, чтобы снести перешеек, который ранее отделял озеро Хамана от океана. Затопление наблюдалось по всей территории исторического региона Нанкайдо, а число погибших достигло, предположительно, от 26 000 до 31 000 человек.
6. Нанкайдо (Япония), 28 октября 1707 года
Еще одно разрушительное цунами, вызванное землетрясением магнитудой 8.4, хлынуло на японский Нанкайдо в 1707 году. Высота волны составила 25 метров. Ущербу подверглись населенные пункты на побережье Кюсю, Сикоку и Хонсю, был поврежден и крупный японский город Осака. Катастрофа привела к разрушению более 30 000 домов и смерти около 30 000 человек. Подсчитано, что в тот день всего за 1 час на Японию обрушилось около десятка цунами, некоторые из них прошли на несколько километров вглубь островов.
7. Санрику (Япония), 15 июня 1896 года
К цунами в северо-восточной части острова Хонсю привело землетрясение магнитудой 7.2, вызванное сдвигом литосферных плит в районе Японского жёлоба. После подземного толчка на регион Санрику одна за другой хлынули две волны, вздымавшихся на высоту до 38 метров. Поскольку приход воды совпал с приливом, ущерб от катастрофы был невероятно высок. Погибли более 22 00 человек и были разрушены свыше 9 000 строений. Цунами добрались и до Гавайских островов, но здесь их высота была значительно меньше – около 9 метров.
8. Северное Чили, 13 августа 1868 года
Цунами на севере Чили (в те времена – у побережья Арики в Перу) было вызвано серией из двух масштабных землетрясений магнитудой 8.5. Волны высотой до 21 метра затопили весь Азиатско-Тихоокеанский регион и достигли австралийского Сиднея. Вода обрушивалась на берега на протяжении 2 или 3 дней, что в итоге привело к гибели 25 000 человек и к ущербу на сумму в 300 миллионов долларов.
9. Рюкю (Япония), 24 апреля 1771 года
Валуны, выброшенные цунами
Землетрясение магнитудой 7.4 стало причиной цунами, которое затопило многие японские острова. Больше всего пострадали Исигаки и Мияко, где высота волны достигала от 11 до 15 метров. Результатом стихийного бедствия стало разрушение 3137 домов и гибель около 12 000 человек.
10. Залив Исе (Япония), 18 января 1586 года
Залив Исе сегодня
Подземный толчок, который вызвал цунами в заливе Исе на острове Хонсю, получил магнитуду 8.2. Волны поднимались на высоту 6 метров, нанося ущерб населенным пунктам на побережье. Город Нагахама пострадал не только от воды, но и от пожаров, которые вспыхнули после землетрясения и уничтожили половину зданий. Цунами в заливе убило более 8 000 человек.
