Цунами вызывают подводные лодки

Цунами называют длинные волны, связанные с мощнейшим внешним воздействием на океан или иной водоем. Причиной появления этого стихийного бедствия часто становится землетрясение, но возможны и иные факторы.

За период после Великого восточно-японского землетрясения 2011 года в Японии произошло четыре землетрясения силой свыше семи баллов. Каждое из них причинило значительный ущерб и заставило нас задуматься о важности прогнозирования землетрясений и предотвращения стихийных бедствий. Первое сентября – День предотвращения стихийных бедствий. Мы обратились к профессору НИИ сейсмологии Токийского университета Обара Кадзусигэ, который рассказал о сейсмическом образе Японского архипелага и о возможности прогнозирования возникновения землетрясений.

Как и почему возникают цунами

Цунами — это длинные океанические волны, которые возникают в результате мощного воздействия на толщу воды. Как правило, причиной цунами становятся землетрясения, когда под дном океана начинают движения литосферные плиты. Они вытесняют воду, чем создают сверхбыструю и мощную волну. Также цунами могут возникнуть в результате мощного извержения вулкана, как это было в январе нынешнего года, когда извергался Хунга Тонга-Хунга Хаапай.

Поток солнечной энергии напрямую не может стать причиной цунами

Но как на счет солнечной бури? Какой бы мощной она ни была, обрушивающаяся на Землю плазма не в силах вытеснить воду из океана, чтобы создать волну. Однако это еще не значит, что солнечная буря не может стать причиной этой природной катастрофы. По мнению некоторых ученых, поток солнечной плазмы может спровоцировать гигантскую волну, правда, косвенно.

Солнце в результате своей активности регулярно выбрасывает потоки плазмы в окружающее ее пространство. Когда в этот момент напротив выброса оказывается Земля, солнечный ветер на огромной скорости устремляется к нашей планете и вызывает магнитные бури. Мы уже рассказывали, что в результате солнечных бурь возникают проблемы с работой спутников, поэтому может перестать работать интернет и GPS навигация. Если буря мощная, то она может вывести из строя электроприборы и даже привести к массовому блэкауту. Если обобщить, то солнечные бури могут привести к чрезвычайным ситуациям техногенного характера. Но, могут ли они стать причиной природной катастрофы, к примеру, вызвать цунами? Однозначного ответа на этот вопрос нет, но мы рассмотрим все за и против, которые высказывают ученые.

Могут ли цунами вызывать Землетрясения? На этот счет нет единого мнения

Что такое цунами

Термин «цунами» переводится с японского языка как «волна в гавани». Это понятие включает большие и длинные волны, возникающие вследствие влияния внешних факторов на толщу воды. Это главное отличие крупных волн от цунами. Появление больших волн обусловлено поверхностным воздействием. Цунами характеризуется поражением всей толщи воды.

Чем больше водоем, тем длиннее волны. Цунами образуется только в морях и океанах. Причем появляется не одна волна, а сразу несколько. Они выбрасываются на сушу с разным временным интервалом. Он составляет от 2 минут до 2 часов. Высота волны достигает десятков метров. Самая большая волна за всю историю была зафиксирована в 1958 году в узком заливе Аляски – она достигла 524 м.

Схема возникновения цунами

Тайфуны имеют существенные отличия от цунами. Главным условием их появления считается высокая температура воды океана – +30 градусов. Соприкосновение теплого и холодного потоков воздуха влечет образование туч. Осадки насыщают атмосферу теплом. Во время столкновения друг с другом воздушные массы разной температуры формируют зону низкого давления. Она становится местом рождения тайфуна, представляющего собой сильный ветер.

Цунами — это, как правило, серия больших волн (5 метров и больше) или, реже, отдельная волна, которые чаще всего вызываются подводными землетрясениями, во время которых происходит резкое смещение (поднятие или опускание) участка морского дна.

Цунами образуются при землетрясении любой силы, но большой силы достигают те, которые возникают из-за сильных землетрясений (с магнитудой более 6, а по некоторым источникам — больше 7). В результате землетрясения распространяется несколько волн.

Наибольшей опасности подвержены побережья морей и океанов. Но цунами может возникнуть даже на озерах и водохранилищах. Не застрахованы от цунами и жители удаленных от побережий районов, которые возникают после сильных землетрясений.
Более 80 % цунами возникают на периферии Тихого океана.
В Российской Федерации угрозам цунами подвержено побережье Камчатского и Приморского краев и Сахалинской области, а также, в меньшей степени, побережье Хабаровского края и Магаданской области.

Очаги наиболее опасных для Дальнего Востока России цунами преимущественно сосредоточены в районе глубоководного Курило-Камчатского желоба, а также у западного побережья Латинской Америки.

В открытом океане волны цунами распространяются со скоростью до 1000 километров в час. Но там они очень пологие, так как длина волны (расстояние между гребнями) достигает 100-300 километров, а высота от подошвы до вершины — всего несколько метров, и поэтому не опасны для судоходства.

Когда цунами достигает мелководья на своем пути, скорость волн уменьшается, но высота волн растет, как показано на схеме ниже.

В новой статье, опубликованной в журнале Nature, международная группа ученых заявила, что исключительное событие вызвано акустико-гравитационными волнами (АГВ). Они, в свою очередь, появились в результате мощного вулканического взрыва.

По мере того, как эти волны сходились друг с другом, энергия непрерывно накачивалась в цунами, что заставляло его увеличиваться в размерах, распространяться намного дальше, быстрее и дольше.

Извержение вулкана Хунга Тонга-Хунга Хаапай 15 января 2022 года стало крупнейшим извержением вулкана ХХI века и крупнейшим извержением со времен Кракатау в 1883 году. Взрыв был в сотни раз мощнее, чем атомная бомба, которую сбросили на Хиросиму.

Извержение стало источником как атмосферных возмущений, так и исключительно быстро движущихся волн цунами, которые были зарегистрированы во всем мире. Это озадачило ученых. «Идея о том, что цунами могут быть вызваны атмосферными волнами, которые появились в результате извержений вулканов, не нова. Но это впервые зафиксировали современные приборы с высокой плотностью измерений во всем мире. Это позволило нам, наконец, разгадать точный механизм этих необычных явлений», — заявил Рикардо Рамальо, соавтор исследования и сотрудник Школы наук о Земле и окружающей среде Кардиффского университета.

АГВ — это очень длинные звуковые волны, распространяющиеся под действием силы тяжести. Они могут со скоростью звука прорезать как океанские глубины, так и атмосферу. Возникают в результате извержений вулканов или землетрясений. Учитывая местонахождение Тонга на мелководье, взаимодействие энергичных АГВ с поверхностью воды было неизбежным, отмечают ученые.

Японцы сбросили гигантскую турбину в океан, чтобы получать бесконечную энергию от течения

Астрономы из Японии нашли в галактике неизвестную структуру

Исследователи сняли на видео «скрытую» экосистему антарктической реки

Благодаря подготовленной за последние годы материковой и морской сети наблюдения развиваются сейсмологические исследования, проводится оценка реального состояния сейсмической активности, осуществляется прогнозирование возникновения землетрясений, повышается эффективность предоставления информации в режиме реального времени. Данные знания и информация являются абсолютно необходимыми в целях обеспечения безопасности и спокойствия человеческого общества. Поддерживающая их сеть сейсмологического наблюдения должна и в дальнейшем управляться стабильно. В связи с тем, что сильнейшие землетрясения, несущие особенно большую угрозу, возникают в морских зонах, расположенные в море системы наблюдения за землетрясениями и цунами кабельного типа требуют более серьезной подготовки.

Как бы ни развивались исследования и разработки, у предоставляемой с их помощью информации существуют свои пределы. Учитывая подобные обстоятельства, мы должны получать знания, необходимые для эффективного применения данной информации, а также не зависимо от того, когда и где случится землетрясение, ежедневно быть готовыми к нему.

Фотография к заголовку: Обрушение гор и разрушенные дома на обширной территории в результате землетрясения в восточной части Ибури на острове Хоккайдо (съемки с чартерного самолета информационного агентства «Дзидзи цусин»). 6 сентября 2018 г., Хоккайдо, поселок Ацума («Дзидзи»)

Статьи по теме

Скорость распространения волн цунами зависит от глубины воды. Если глубина воды уменьшается, скорость цунами также уменьшается. В средней части Тихого океана, где глубина воды достигает 4,5 км, волны цунами могут распространяться со скоростью более 800 километров в час.

Следует рассмотреть несколько общих концепций о рефракции и дифракции волн. Эти явления имеют важное значение для понимания механизма распространения цунами.

Рефракция волн цунами

Вообразите бегущие волны с длиной волны значительно превышающей глубину воды в том месте, где они проходят. Они называются волнами на мелкой воде или длинными волнами. Так как волны длинные, различные части волны могут оказаться над различной глубиной (особенно возле побережий) в данный момент времени.

В связи с тем, что скорость длинной волны зависит от глубины, различные части волны распространяются с различными скоростями, вызывая искривление волн. Это называется рефракцией.

Дифракция волн цунами

Дифракция — это хорошо известное явление, особенно в оптике и акустике. Это явление можно грубо считать искривлением волн вокруг объектов. Именно такое движение позволяет волнам проходить через препятствия в гавани, так как энергия переносится поперечно по отношению к гребню волны, как показано на схеме ниже. Такое искривление (которое довольно сложно объяснить) имеет значительно меньший масштаб, чем рефракция, о которой говорилось выше и которая является простой реакцией на изменения скорости.

Цунами удаленного происхождения

Когда цунами распространяются на большие расстояния через океаны, необходимо принимать во внимание сферичность Земли, чтобы определить воздействие цунами на удаленные побережья. Волны, которые расходятся в разные стороны возле источника образования, могут вновь сойтись в точке на противоположном конце океана. Примером этого явилось цунами 1960 года с источником на побережье Чили в точке 39,5 южной широты (S) и 74,5 западной долготы (W). Побережье Японии располагается между 30 и 45 градусами северной широты (N) и 135 и 140 градусами восточной долготы (Е), что составляет разницу в 145 и 150 градусов по долготе от зоны источника. В результате схождения (конвергенции) непреломленных лучей волн на побережье Японии произошли сильные разрушения и погибло много людей. На схеме на следующей странице проиллюстрировано схождение лучей волн из-за сферичности Земли.

Следует помнить, что кроме указанного эффекта лучи волн цунами также отклоняются от своего естественного пути вдоль максимальных окружностей из-за рефракции лучей под воздействием разницы в глубине мест, стремясь к более глубоким местам. Влияние такой рефракции на волны цунами удаленного происхождения приводит к тому, что не всегда волны цунами сходятся в одном месте на противоположном конце океана.

Есть и другой механизм рефракции волн на воде, даже при больших глубинах и в отсутствии топографических неровностей. Было доказано, что течения, направленные под углом к волнам, могут изменить их направление распространения и повлиять на длину волны.

Когда цунами приближается к побережью, волны видоизменяются под действием различных характеристик прибрежного и берегового рельефа. Подводные гряды и рифы, континентальный шельф, очертания мысов и заливов, крутизна береговой полосы могут изменить период волны и высоту волны, вызвать резонанс волн, отражение энергии волн и/или преобразовать волны в приливной вал (бор), который обрушивается на берег.

Океанические хребты очень мало защищают побережье. Хотя небольшое количество энергии цунами может отразиться от подводного хребта, большая часть энергии переносится через хребет к береговой линии. Цунами 1960 года, образовавшееся вдоль побережья Чили, является характерным примером этого. Волны этого цунами имели большую высоту вдоль всего побережья Японии, включая острова Сикоку и Кюсю, которые располагаются за хребтом Южного Хонсю.

Локальные цунами

Когда возникает цунами местного происхождения, оно воздействует на береговую линию сразу же после события, которое вызвало цунами (землетрясение, подводное извержение вулкана или обвал). Иногда отмечались случаи прихода цунами на ближайшее побережье через 2 минуты после момента его образования.

По этой причине система предупреждения о цунами в этом случае бесполезна, и не следует ожидать рекомендаций от компетентных органов в отношении того, как вести себя и что делать в случае таких цунами. Малая эффективность систем предупреждения о цунами объясняется еще и тем, что при землетрясении могут отказать системы связи и другие инфраструктуры. Поэтому очень важно выработать правильный план действий на случай цунами.

Влияние землетрясения у тихоокеанского побережья Тохоку

Землетрясение у тихоокеанского побережья Тохоку, случившееся в 2011 году, показало незрелость сейсмологии, которая считала максимально возможным масштабом землетрясений в этом регионе магнитуду около 8 баллов. До тех пор считалось, что землетрясения обладают специфическими чертами в зависимости от места возникновения и повторяются приблизительно с одинаковой силой. Однако это мнение изменилось. Стало понятно, что землетрясения разнообразны и зоны разрушения меняются в зависимости от конкретного случая.

Кроме того, стало очевидно следующее свойство землетрясений: на момент начала разрушений неизвестно, насколько крупными они окажутся, что вновь говорит о сложности их прогнозирования. В подобных условиях государство перешло от системы предотвращения стихийных бедствий, исходящей из прогнозирования Токайского землетрясения, к системе, которая, взяв в качестве объекта Нанкайский желоб, передает экстренную информацию, включающую факторы неопределенности, привлекая внимание к ней.

Последствия

Последствия цунами бывают поистине катастрофичными. Длина волн часто составляет больше 1000 км, а высота цунами – превышает 50-100 м. Скорость цунами бывает настолько высокой, что стихийное бедствие приносит большой ущерб всему, что располагается на берегу. Скорость распространения потоков воды составляет 1-200 м/с. Волны могут заходить на территории 2-3 км, разрушая даже самые крепкие сооружения.

Разрушительные последствия после ухода воды

Где чаще всего бывают цунами

Цунами в мире часто появляются на берегу Тихого океана. Его акватория вмещает больше 80 % активных вулканов. Там происходит 80 % подводных землетрясений. Самые страшные катастрофы фиксируются около западных берегов Японии, на побережье Мадагаскара, Австралии, Индии. Также стихийные бедствия часто фиксируются около острова Сахалин, на берегах Перу.

Таиланд, 2004 год

Классификация

Сегодня известны разные виды цунами. Классификация учитывает различные критерии – силу вала, интенсивность, число жертв, экономический ущерб.

Силу вала измеряют в зависимости от его максимальной высоты. Также учитывают, насколько катастрофические последствия вызывает стихийное бедствие. По международной шкале IIDA, выделяют 15 категорий – -5-+10. Чем больше жертв повлекло явление, тем выше категория ему присваивается.

По интенсивности выделяют 6 разновидностей, которым присваиваются определенные баллы:

• Один балл дают минимальным волнам. Их удается зафиксировать лишь устройствами. Наличие такого явления для многих людей проходит незаметно.
• Двухбалльные волны способны немного затопить побережье. Потому выявить явление такой интенсивности под силу лишь специалистам.
• Три балла присваивают волнам, имеющим достаточно силы для выбрасывания небольших лодок на берег.
• Четыре балла дают явлению, способному прибить к побережью большие морские суда или даже выбросить их на сушу.
• Пятибалльные цунами приобретают катастрофические масштабы. Они способны приводить к разрушению небольших построек. Такие виды катастроф часто заканчиваются человеческими жертвами.
• Основной характеристикой шестибалльных волн считается опустошение всего побережья и прилегающих участков земли.

По числу жертв существует 5 групп цунами:

• Первая категория включает явления, которые не сопровождались смертельными случаями.
• Во вторую группу входят волны, которые привели к гибели не больше 50 людей.
• Природные явления третьей категории провоцируют гибель 50-100 людей.
• Четвертая группа включает волны, приводящие к смерти 100-1000 человек.
• Пятая группа цунами считается наиболее опасной. Она влечет гибель больше 1000 людей.

Самые большие цунами поражают акваторию Тихого океана, поскольку он является наиболее глубоким. Однако иногда они встречаются в других местах планеты.

Также катастрофы классифицируют по экономическому ущербу. Потери от разрушительного явления подсчитывают в американских долларах. Экономисты ведут учет затрат, которые требуется выделить на восстановление инфраструктуры. Разрушенные дома не входят в эту группу, поскольку относятся к социальным затратам государства.

По размеру убытков экономисты выделяют такие группы:

• Первая группа включает волны, которые не причинили серьезного вреда.
• Вторая категория включает разрушения, которые привели к потере не больше 1 млн. долларов.
• К третьей группе относят цунами, повлекшие потерю 5 млн. долларов.
• Четвертая категория включает катастрофы, создавшие ущерб больше 25 млн. долларов.
• К пятой группе относят цунами, которые привели к ущербу, превышающему 25 млн. долларов.

Поражающие факторы делятся на 2 категории:

• Первичный – эта группа включат удары волн, гидродинамическое давление воды, воздушные волны.
• Вторичные – к ним относятся гибель людей, разрушение строений, пожары, взрывы, загрязнения.

Первыми под ударом оказываются прибрежные объекты

Минимизация рисков

Поскольку повлиять на такие процессы, как движение литосферных плит, человечество никак неспособно, то все что остается — грамотно и своевременно прогнозировать и информировать об опасности. До сих пор делать это достаточно проблематично, так как предсказать подземные толчки с точностью до часа и конкретной точки специалисты не могут из-за огромного количества воздействующих на землетрясения геологических факторов, а также потому, что сейсмические волны двигаются со скоростью несколько тысяч километров в час. Однако с каждым годом удается достигать все лучших результатов в этом направлении.

В декабре 2022 года в Калифорнии (США) произошел подземный толчок магнитудой 6,4. Запущенная три года назад система раннего оповещения ShakeAlert не смогла среагировать оперативно, и людям не хватило времени на эвакуацию. Программа, установленная на телефоны населения, использует данные сейсмометров и отправляет сообщение с предупреждением. В этот раз некоторые пользователи получили предупреждение за 10 секунд. При этом авторы отмечают, что данного времени достаточно, чтобы успеть выбежать или укрыться, например, под столом, а также остановить поезда, чтобы исключить риск их схода с рельсов.

Для более точных прогнозов необходимо подробное изучение самих геологических процессов. Как упоминалось ранее, ученые все еще мало знают о конкретной механике возникновения сейсмической активности. Помочь в этом может составление новых моделей литосферных плит.

Распределение литосферных плит на Земле

Так, новозеландские ученые разработали новую кинематическую модель границы Австралийской и Тихоокеанской плиты, используя измерения скорости скольжения по разломам, а также физические расчеты. Метод позволил им оценить скорость смещения разломов по всей Новой Зеландии. Оказалось, что в некоторых регионах страны уровень сейсмической опасности занижен или завышен относительно существующих представлений.

Также недавно была обновлена мировая карта литосферных плит. В последний раз ее дополняли 20 лет назад — в 2003 году, к тому же тогда модель состояла преимущественно из крупных участков. Теперь ученые подробно нанесли на карту движение микроплит. Такая точность позволяет отследить распределение движения плит в 90 процентах землетрясений и в 80 процентах извержений вулканов за последние три миллиона лет. Ведь чем больше данных имеется, тем более четким будет прогноз. Это было доказано в процессе новых исследований и все чаще учитывается при построении будущих моделей.

Например, раньше считалось, что землетрясения «имеют краткосрочную память», то есть каждый последующий толчок будет зависеть от даты предыдущего мощного землетрясения. Теперь специалисты пришли к выводу, что сейсмические явления «обладают долговременной памятью». Имеется в виду, что иногда землетрясение не снимает все возникшее напряжение, которое со временем накапливалось на разломе. Сохранение недовыпущенной энергии может удерживаться, а затем вызывать другие мощные толчки «не по расписанию».

В последние годы все больший упор делается на современные технологии. Специалисты Крымской Астрофизической обсерватории (КрАО) представили новый способ обнаружения приближающегося землетрясения. Делать это предлагается на основе фиксирования изменений геомагнитных полей, которые формируются перед толчком. Технология может покрывать собой область до трех тысяч километров.

Для мониторинга окружающей среды и управления чрезвычайными ситуациями используются орбитальные спутники. Такой, например, в Китае запустили в октябре 2022 года. Аппарат предоставляет радиолокационные изображения S-диапазона с разрешением пять метров, которые затем используются в том числе для изучения ситуации на местности, где произошло землетрясение. После трагедии в Турции спутниковыми данными на месте происшествия 17 членов Международной Хартии по космосу и крупным катастрофам поделились своими данными, чтобы помочь спасателям.

В Иране ведутся наработки спутника «Аят», который сможет прогнозировать подземные толчки и другие катаклизмы. В свою очередь в Японии создали дроны для измерения положения и рельефа морского дна для прогнозирования и отслеживания сдвигов земной коры под водой, которые провоцируют смертоносные цунами.

Запуск китайской ракеты-носителя с спутником S-SAR01, предназначенным для управления чрезвычайными ситуациями и мониторинга среды

Для этих же целей все чаще внедряются технологии искусственного интеллекта. В научной лаборатории прогнозирования RIKEN разработали систему раннего оповещения. Технология основана на 150 морских станциях, обладающих датчиками для мониторинга морского дна, а также нейросети, которая за доли секунды обрабатывает эти данные и своевременно извещает специалистов и население. В результате у людей появляется гораздо больше времени на спасение от природных катаклизмов.

Предыдущие методы включали в себя сложные нелинейные уравнения на стандартном компьютере, которые приходилось решать после регистрации сейсмической активности. На это у сейсмологов уходило около получаса. Для сравнения: мощнейшее цунами 2011 года в Японии обрушилось на побережья всего через 45 минут после толчка.

Алгоритмы глубокого обучения уже задействуют и для прогноза землетрясений на суше. Мексиканские исследователи создали ИИ, который берет динамические данные о происходящих геологических процессах, а затем прогнозирует дальнейшие изменения разломов и время следующего землетрясения. Правда, пока что технология была протестирована только в лабораторных условиях, а все прогнозы были основаны на прошлых данных. В настоящее время ведется доработка системы для более точных прогнозов.

Причина землетрясения – движение плит

При первых признаках цунами или при получении предупреждения срочно уходите на возвышенные места (минимум 30-40 м над уровнем моря) или вглубь территории (2-3 км. от берега), избегая двигаться по долинам рек и ручьев.
В некоторых местах могут быть знаки, на которых указывается направления движения к укрытию в случае цунами.

Помните, что главное — ваша жизнь, а не вещи. В какой-то мере в случае крупных разрушений вам сможет помочь тревожный чемоданчик.

Если вы находитесь на достаточном расстоянии от берега, выждите три часа после сильных толчков. При отсутствии цунами — опасность миновала. Если волны все же были, то подождите еще полтора часа после последней заметной волны.

Если после землетрясения вы услышали сигнал тревоги о приближении цунами — ждите отбоя тревоги.

Вот несколько видео о цунами

https://youtube.com/watch?v=hG3ur870uSg%3Ffeature%3Dplayer_embedded

Как солнечная буря может вызвать Цунами

Бывают настолько мощные бури на нашей звезде, что они оставляют на Земле свои следы на тысячи лет. Как сообщают ученые в недавнем исследовании, с которым можно ознакомиться в журнале Nature, во льдах Гренландии были обнаружены радиоактивные осадки, которые обрушились на Гренландию более 9000 лет назад. Они были принесены на нашу планету вместе с солнечным ветром. Если бы такая солнечная буря произошла сейчас, она бы оставила нас без электричества, связи и остальных благ цивилизации.

По мнению ученых, попадая в магнитосферу, заряженные частицы могут влиять на движение тектонических плит

Но причем тут цунами, спросите вы? В исследовании, опубликованном ранее в журнале Scientific Reports говорится, что землетрясения могут вызывать даже менее мощные солнечные бури, чем та, что произошла 9000 лет назад. А землетрясения, как мы сказали выше, являются причиной цунами, если они происходят под дном океана.

Как утверждает Вито Маркителли, главный автор исследования, сотрудник Университета Базиликата в Потенцо, его команде удалось найти взаимосвязь между землетрясениями и плотностью протонов вокруг магнитосферы планеты, что вызвано солнечным ветром.

Сильнейшие цунами в истории

Первое зафиксированное цунами случилось в 426 году до нашей эры. Его описал древнегреческий историк. Ему удалось впервые определить, что причиной огромных волн становятся подводные землетрясения.

Впоследствии произошло много стихийных бедствий:

• Цунами, которое произошло в 365 году нашей эры, стало причиной опустошения Александрии. Явление вызвало подводное землетрясение.
• 1908 год отметился катастрофой в Мессине, унесшей жизни больше 123 тыс. жителей Сицилии и Калабрии.
• В 2004 году произошла сильнейшая катастрофа в Индийском океане – около берегов Индонезии. Оно также затронуло побережье Индии, Таиланда, Шри-Ланки. Катастрофа унесла жизни больше 200 тыс. людей.
• В 2011 году сильнейшее бедствие поразило Японию. В тот раз погибло больше 18 тыс. человек. Катастрофа вызвала разрушение множества строений, дорог, путей сообщения. Она повлекла серьезную аварию на атомной электростанции.

Цунами – серьезное природное явление, которое часто вызывают подводные землетрясения. Существует четкий план действий при надвигающейся опасности. Соблюдение основных правил поможет сохранить человеку здоровье и жизнь.

Меры безопасности

Если так произошло, что вы попали в потенциально опасную зону, в которой может случиться цунами, стоит следить за прогнозами сейсмологов, обращая внимание на все сигналы о приближении стихийного бедствия. Важно ознакомиться с границами наиболее опасных зон и короткими путями, по которым удастся выбраться с этой территории.

Чтобы выжить, правила поведения при цунами рекомендуется неукоснительно соблюдать. При сигнале о приближающейся опасности стоит сразу выехать из опасной зоны. Точное время на эвакуацию может быть неизвестно. Оно составляет от пары минут до нескольких часов.

Если покинуть опасную зону не представляется возможным, поможет спастись подъем на большую высоту. Важно взобраться на последние этажи многоэтажки, закрыть все окна и двери. В крайнем случае допустимо попытаться залезть на дерево. Важно максимально крепко держаться за него. Делать все нужно очень быстро.

Действия при приближении стихии

Если покинуть опасную зону не удалось и вы попали в воду, требуется постараться снять мокрую одежду и постараться ухватиться за проплывающие предметы. Такие действия во время цунами спасут человеку жизнь.

Когда схлынет первая волна после цунами, стоит сразу покидать опасное место. Скорее всего, последует еще один поток. Возвращаться обратно допустимо, если волны отсутствуют в течение 3-4 часов. Попав домой, стоит убедиться в своей безопасности. Важно проверить стены и перекрытия на предмет трещин. Также стоит оценить состояние электрических и газовых приборов.

Как подготовиться к землетрясениям, представляющим угрозу для человечества?

Землетрясения несут в себе большую угрозу безопасности и спокойствию человеческого социума. В качестве мер подготовки к землетрясениям на прогнозирование землетрясений, а именно возможность заранее знать время, место возникновения землетрясения, а также его масштаб, возлагались большие надежды. Но по мере развития сейсмологических исследований осознание невозможности прогнозирования землетрясений усилилось. С другой стороны, углубилось понимание особенностей землетрясений, а также стал наблюдаться рост точности прогнозов их возникновения. В данной статье мы поговорим о развитии сейсмологических исследований, связанных с распространением сети наблюдений, а также о возможности прогнозирования возникновения землетрясений.

Классификация цунами

Классификации цунами чаще всего встречаются по трём признакам.

Если рассматривать явление с точки зрения причин

, то оно бывает:

• образованное подводными землетрясениями;
• образованное береговыми землетрясениями;
• образованное извержениями подводных и островных вулканов;
• образованное оползнями на морском дне.

Данное природное явление также классифицируется

, находящейся в диапазоне 1–6 баллов и дающей представление о разновидностях волн по их высоте и разрушительной силе:

• 1 балл – волны не вызывают опасений и регистрируются только приборами;
• 2 балла – происходит подтопление берега;
• 3 балла – высота волн до двух метров, относится к средней интенсивности. Способно незначительно разрушить сооружения береговой линии, выбросить на сушу лёгкие суда;
• 4 балла – высота волн до трёх метров, считается сильным. Разрушениям средней степени подвергаются постройки, возможна гибель людей. Небольшие суда выбрасывает на берег, затем смывает в море;
• 5 баллов – высота волн от 8 до 23 метров, очень сильное. Фиксируются человеческие жертвы, разрушения зданий, степень которых зависит от удалённости прибрежной линии. На суше оказываются даже крупные суда;
• 6 баллов – волны-убийцы. Последствия катаклизма – большие людские потери, полностью затопленная прибрежная территория.

Третья классификация состоит из пяти групп и основана

на количестве жертв

• 1 группа – погибшие отсутствуют;
• 2 группа — до 50 человек;
• 3 группа – 50 –100 человек;
• 4 группа – 100–1000 жертв;
• 5 группа – больше 1000 погибших.

История крупных цунами

Специалисты считают, что самые высокие волны вызывают упавшие метеориты. Основанием для таких заключений стали внезапная перемена климата на границе плейстоцена, голоцена и падение небесных тел в океаны. Но прошедшие в мире смертоносные стихии в основном связаны с землетрясением. К ним относятся:

• Северо-Курильск (Россия). В начале пятидесятых годов XX века недалеко от Камчатского полуострова случилось сильное землетрясение, которое образовало три волны почти 20 м высотой. Они с высокой скоростью разрушили город и несколько поселков, жертвами последствия цунами стали более 2 тыс. человек.
• Аляска (США). Через пять лет после событий на Камчатке Аляска также подверглась сильному землетрясению, которое не только породило две разрушающие волны, но и разбудило вулкан Всевидова, молчавший двести лет. Погибло более 300 жителей.
• Залив Литуйя (Аляска). В конце пятидесятых годов XX века здесь произошло самое большое цунами в мире. На севере залива случилось землетрясение, которое вызвало мощные оползни. В результате образовалась волна высотой более 500 м, которая перемещалась со скоростью 160 км/ч и обладала интенсивностью 6 баллов. Ее мощные поражающие факторы нанесли урон и разрушения на высоте до 525 м над уровнем моря.
• Аляска (США). В 1964 году землетрясение в проливе Принца Уильяма породило ряд волн, максимальная высота которых достигала почти 70 м. Жертвами стихийного бедствия стали 150 человек.
• Папуа-Новая Гвинея. В конце XX века на северо-западе острова случилось землетрясение магнитудой 7,1, которое образовало сильное смещение горных масс по склону, породившее цунами. В этой природной катастрофе погибли более 2 тыс. человек.
• Япония. В 2004 году на полуострове Кии были зафиксированы два сильных землетрясения. В результате образовалось цунами с высотой волн до 1 м. Жертвами стали несколько десятков человек.
• Юго-Восточная Азия. В конце 2004 года произошла самая смертоносная катастрофа в Индийском океане. В ряде стран от мощного цунами погибли в общей сложности 235 тыс. человек.
• Соломоновы острова. После землетрясения магнитудой 8,0 волны высотой несколько метров унесли жизни более 50 человек.

Последнее стихийное бедствие в XXI веке произошло на острове Хонсю (Япония). Эпицентр землетрясения находился на расстоянии 32 км к востоку от острова. Образовавшиеся волны достигали до 40 м в высоту.

Стихийное бедствие стало причиной аварии на атомной электростанции в Фукусиме. Официально жертвами катастрофы стали около 15 тыс. человек, кроме того, более 7 тыс. числятся пропавшими без вести.

Воздействие цунами на побережье

Воздействие цунами на побережье в основном зависит от рельефа морского дна и суши в данном месте, а также направления прихода волн.

Высота волны цунами

Высота волны также зависит от самого строения побережья. Например в клинообразных бухтах, где создается эффект воронки, высота волн увеличивается. С другой стороны, мелководье или песчаный бар на дне недалеко от берега может уменьшить высоту волны. Этим объясняется различная высота волн цунами в разных местах на одном и том же побережье.

Накат цунами на берег

При приближении волн цунами к берегу высота уровня воды может увеличиться до 30 метров и более в отдельных исключительных случаях. Увеличение уровня до 10 метров случается довольно часто. Это вертикальное увеличение высоты уровня воды называется высотой наката цунами.

Высота цунами будет изменяться в различных точках побережья. Изменения в высоте цунами и топографических характеристиках береговой линии вызывает изменение характеристик наката цунами в разных точках береговой линии.

Пример такой большой разницы в особенностях наката цунами приводят некоторые ученые: на острове Кауаи, Гавайи на западном склоне залива наблюдалось постепенное повышение уровня воды, в то время как всего в одной миле к востоку волны неистово налетели на берег, уничтожив рощи деревьев и разрушив много домов.

Следует отметить, что изменяются и характеристики отдельных волн, когда они приходят на одно и то же побережье. Ученые приводят примеры из истории Гавайских островов, когда первые волны были такими плавными, что человек мог спокойно идти по грудь в воде навстречу приходящим волнам. Позднее волны стали такими сильными, что они разрушили много домов и выбросили обломки к лесу на расстояние 150 метров от берега.

Последствия цунами

Разрушения, вызываемые цунами, происходят в основном из-за удара волн, в результате затопления, размыва фундаментов зданий, мостов и дорог. Разрушения увеличиваются из-за плавающих обломков, лодок, машин, которые с силой ударяют в здания. Сильные течения, которые иногда наблюдаются во время цунами, вызывают дополнительные разрушения из-за того, что обрывают боны, срывают с якорей лодки и баржи.

Дополнительные разрушения могут произвести пожары из-за разлива нефтепродуктов в результате цунами; могут также иметь место загрязнения в результате нарушений системы канализации и смыва химических веществ.

Информация в режиме реального времени, позволяющая сохранить жизнь

Указанное выше прогнозирование возникновения землетрясений носит исключительно вероятностный характер, и мы не знаем, действительно произойдет землетрясение или нет. Но информация о том, через сколько секунд после начала землетрясения следует ожидать сильные толчки, может помочь в спасении жизней в течение этого небольшого промежутка времени. Данную информацию называют «информацией в режиме реального времени», исследования и разработки в этой области развиваются. Японское метеорологическое агентство, начиная с 2007 года, начало применение подобной информации для экстренного оповещения о землетрясении (см. Схему 3).

Данная система эффективно функционировала в регионе Тохоку во время Землетрясения у тихоокеанского побережья Тохоку в 2011 году, но прогнозы колебаний в регионе Канто были недооценены. Это произошло потому, что тогдашний инструментарий позволял сначала делать предположения относительно точки начала разрушений, вызванных землетрясением, а также его масштабов и предполагал силу колебаний на расстоянии от данной точки, но не учитывал значительного распространения зоны разрушений подобно тому, как это случилось во время Землетрясения у тихоокеанского побережья Тохоку. В настоящее время вместе с применением инструментария, который позволяет предположить колебания в точке-объекте, исходя из колебаний в других точках, проводится замена на более надежную систему, а также разрабатывается новый инструментарий. С другой стороны, делаются предположения в каждый момент времени относительно модели разломов при сильнейших землетрясениях с использованием данных сети GEONET в режиме реального времени, также продвигаются исследования и разработки, применяющие моментальное прогнозирование цунами.

Признаки приближения цунами

Главные предвестники цунами включают:

• Резкий отлив воды от берега на большое расстояние и осушение дна. Чем больше отступила вода, тем сильнее ожидается цунами. Люди, не догадывающиеся об опасности, часто по незнанию остаются на берегу, собирая ракушки или рыбу. Однако делать это запрещено. Важно быстро покинуть побережье, удалившись на максимальное расстояние.
• Землетрясение. Его эпицентр часто располагается в океане. На берегу толчки чувствуются намного меньше или вообще отсутствуют. В опасных регионах даже есть определенный план действий: при появлении землетрясения рекомендуется максимально удалиться от берега, поднявшись на возвышенность.
• Необычный дрейф льдин или других объектов. Признаком приближения катастрофы становится формирование трещин припая.
• Огромные взбросы около неподвижных льдин и рифов. Предсказать приближение катастрофы помогает образование течения и толчеи.

Япония после удара стихии

Накопление информации вносит большой вклад в прогнозирование землетрясений

Узнать заранее о времени и месте разрушения плит невозможно, но если мы можем сделать предположения относительно формы поверхности разлома, степени трения, особенностей приложения силы, то появляется возможность вероятностной оценки степени опасности возникновения землетрясения. С помощью наблюдения за происходящими в настоящее время материковыми и морскими колебаниями земной коры нам стало гораздо понятнее состояние примыкания границ плит. Стало возможным прогнозирование с помощью суперкомпьютеров того, какая сила и в каком месте работает на границе плит, с учетом того, каким образом происходит погружение морских плит, а также ежедневных данных о колебаниях земной коры и перераспределении силы вследствие мелкомасштабных и медленных землетрясений.

В дальнейшем в целях повышения точности прогнозов важно с помощью точных изысканий подземной структуры получать правильную информацию о форме поверхности границ плит, а также о физическом количестве веществ в этой зоне, а также знать о том, когда, где и какого масштаба происходили крупные землетрясения в прошлом. Другими словами, гуманитарные научные исследования, опирающиеся на древние тексты, а также геологические исследования отложений цунами вносят свой вклад в прогнозирование будущих землетрясений.

• сильное землетрясение с магнитудой более 6 (по некоторым источникам — больше 7), особенно если оно длилось 20 секунд и более, то первая волна может подойти к берегу уже через 15-20 минут. Обычно эта волна не самая мощная, наиболее опасна одна из последующих.сильное землетрясение
• быстрое понижение уровня воды во время прилива
• повышение уровня воды в отлив
• необычный дрейф плавающего льда или других предметов

Подготовка сети сейсмологических наблюдений и ее эффект

Японские сейсмологические наблюдения обладают долгой мировой историей: в связи с землетрясением в Йокогаме в 1880 году зарубежные преподаватели, работавшие в Японии, создали общество сейсмологии. Именно там были начаты разработки сейсмографа. В 1960-е годы в рамках плана прогнозирования землетрясений стала развиваться сеть наблюдений, а в 1970-ые годы благодаря популярной в то время гипотезе о Токайском землетрясении была создана система предсказания землетрясений, исходившая из предпосылки обнаружения предваряющего скольжения крупных землетрясений.

Вследствие Великого землетрясения Хансин-Авадзи в 1995 году существовавшая до сих пор система была значительным образом пересмотрена. Важным стало считаться владение информацией о текущем состоянии сейсмической активности и диастрофизме, была подготовлена фундаментальная сеть сейсмологических наблюдений в масштабе всей страны, в которую вошли сеть сейсмических наблюдений высокой чувствительности Национального института наук о Земле и предотвращения стихийных бедствий (NIED) Hi-net (около 800 точек наблюдения) и др. (см. Схему 2), а также система непрерывных ГНСС наблюдений GEONET Государственной палаты по геопространственной информации Японии (около 1300 точек наблюдения) и проч.

В результате определяемость мелких землетрясений выросла на порядок, нижний предел масштабов землетрясения, возможного для распознавания, уменьшился до M0.5-1, а количество определяемых землетрясений возросло в несколько раз. Кроме того, в большом количестве стали выявляться линейные последовательности мелких землетрясений, а также указываться возможности появления толчков, следующих за крупным землетрясением прошлого, а также активных разломов, которые могут привести к будущим землетрясениям. Более того, стало возможным оперативное получение правильной информации о повторных толчках, следующих за крупным землетрясением. Например, во время землетрясения Тюэцу в 2004 году было получено распределение гипоцентров землетрясения, сформированных 4-5-ю пластами.

Стало очевидно, что это плоскости разломов основного землетрясения, а также крупномасштабных толчков, последовавших за ним, вызванных повторной активизацией сложной системы разломов, сформированной при расширении Японского моря. Прошлая система сейсмологических наблюдений дала только смутную информацию о рое землетрясений, тогда как подробное распределение гипоцентров землетрясения вносит большой вклад в понимание сейсмических явлений.

Изучение и прогнозирование явления

Природное явление характеризуется выраженным разрушающим действием. Потому перед человечеством встала задача найти эффективную защиту от него. Остановить самые высокие волны ограждениями не удастся. Потому самым эффективным способом защиты считается эвакуация людей из потенциально опасной области.

Чтобы правильно вести себя во время приближающейся опасности, важно иметь точный прогноз. Его составляют сейсмологи совместно с представителями других специальностей – математиками, физиками.

Наиболее точными и информативными методами исследований считаются:

• информация с сейсмографов – устройствами фиксируют подземные толчки;
• данные с датчиков, расположенных в открытом океане;
• дистанционное измерение цунами – проводится из космоса с применением особых спутников.

В опасных районах ведется непрерывный мониторинг признаков приближения цунами

В каких случаях солнечные бури могут вызвать цунами?

Солнечные бури, которые способны воздействовать на Землю и, по мнению некоторых ученых, вызывать землетрясения, возникают в том случае, когда магнитные поля на Солнце спутываются или разрушаются. Это приводит к взрыву магнитных полей. В этом случае звезда выбрасывает мощные потоки плазмы.

В период солнечной активности количество землетрясений на Земле увеличивается

Как утверждают исследователи, частицы солнечного ветра, когда попадают в магнитосферу Земли, влияют на интенсивность землетрясений, так как каким-то образом усугубляют процессы, которые заставляют одну тектоническую плиту погружается под другую. Но насколько эта гипотеза реальна?

В работе ученых, опубликованной в Scientific Research, сообщается, что количество землетрясений увеличилось на нашей планете во время солнечного максимума, то есть в 11-летний период, когда активности Солнца наиболее высокая. Именно в этот период вероятность выбросов солнечного ветра наиболее высокая.

Тем не менее, на данный момент это лишь предположение, в пользу которого имеются некоторые косвенные подтверждения, такие как статистика. Однако ученые не могут объяснить каким именно образом солнечные бури, а точнее, заряженные частицы воздействуют на тектонические плиты. Да и вообще доказать такое влияние пока невозможно, о чем сообщается в журнале Scientific Research. Но, не исключено, что в ближайшем будущем все же удастся получить точный ответ на этот вопрос.

Система предупреждения и признаки возникновения

Служба обнаружения цунами основывается на приеме и обработке сейсмической информации. Так, при магнитуде землетрясения от семи баллов, эпицентр которого находится под водой, объявляется предупреждение об опасности цунами. В систему входят:

• сети датчиков, непосредственно реагирующих на землетрясение;
• система коммуникаций, по которой предупреждается население опасных районов.

Сигнал предупреждения зависит от региона и плотности населения. Зачастую тревога объявляется, когда есть подтверждение наличия цунами, так как это считается более надежным способом оповещения. Но часто такие сообщения поступают слишком поздно.

Этот вид предупреждения считается полезным для телецунами, так как до отдаленных берегов оно доходит через несколько часов. Чтобы выявить появление стихии в открытом океане, применяются придонные датчики гидростатического давления.

Они связаны с поверхностным буем, который передает сигналы непосредственно на спутник. Такая система разработана в Соединенных Штатах и носит название DART. По ней с высокой точностью определяют прибытие волны к берегам. Основным моментом системы предупреждения считается своевременное оповещение жителей опасного региона.

https://youtube.com/watch?v=We2O0I5hUKU

В Японии существует ряд программ, где преподают местному населению правила поведения во время природных стихий, а в Индонезии такие учебные проекты отсутствуют, поэтому в 2004 году здесь было много жертв. Кроме того, большое значение имеет правильная застройка прибрежных районов. Основные признаки цунами:

• Резкий отход воды от берега. И чем дальше она отойдет, тем сильнее будет стихия. Люди, незнающие этой приметы, могут заинтересоваться ракушками и рыбами, которые остались на осушенном дне, не подозревая о приближении катастрофы. В это время следует как можно быстрее покинуть опасную зону.
• Слабые толчки на берегу говорят о землетрясении, происходящем в океане. Тогда следует отойти от берега или забраться как можно выше на холм.
• Странный дрейф ледяных кусков и других предметов, появление щелей в припае.
• Крупные взбросы у неподвижных льдов и рифов, образование заторов и течений.

Возникновение сильного ветра также может вызвать высокие волны, но специалисты не относят их к цунами, так как у них короткий период колебаний, и они не могут вызвать наводнение. Возможно появление метеоцунами при резких перепадах атмосферного давления.

Системы предупреждения о цунами (СПЦ)

Система предупреждения о цунами должна заранее предупреждать о приходе цунами. Но, к сожалению, данная система оказывается бесполезной, когда эпицентр землетрясения находится недалеко от берега.

Принятие решений об объявлении тревоги об угрозе цунами и отмены тревоги об угрозе цунами осуществляется на основе магнитудно-географического критерия и результатов обработки данных инструментальных и визуальных наблюдений за уровнем моря.

Магнитудно-географический метод определения опасности возникновения цунами в результате подводного землетрясения использует два критерия:

• географическое расположение эпицентра землетрясения в определенной области Тихого океана.
• превышение порогового для этой области значения магнитуды.

Если оба критерия удовлетворены, то считается, что цунами возникнет, и тревога должна безусловно объявляться.

При регистрации подводного землетрясения сейсмическая информация поступает в соответствующий пункт (центр) сейсмологической подсистемы, который рассчитывает и оценивает параметры землетрясений: координаты эпицентра, глубину гипоцентра землетрясения, магнитуду, цунамигенность землетрясения.

Специфика технологии функционирования СПЦ состоит в том, что если очаг цунамигенного землетрясения находится в ближней зоне относительно соответствующего пункта, то тревога по этому пункту (или району) объявляется немедленно.
Если землетрясение находится в дальней зоне Тихого океана, то имеется резерв времени для детального сравнительного анализа сейсмологических данных и данных измерений уровня моря, а также данных от зарубежных центров.

Результаты исследований мирового уровня, полученные от сети сейсмологических наблюдений

Один из результатов мирового уровня, полученный благодаря системам Hi-net и GEONET, – это обнаружение медленных землетрясений. Медленное землетрясение – общее название для явлений, при которых происходит медленное по сравнению с обычным землетрясением скольжение разлома. В зависимости от степени подобного замедления выявляют большое количество разных типов. В 1999 и 2002 годах медленные землетрясения разных типов были впервые в мире обнаружены в юго-западной Японии. Затем их стали наблюдать одно за другим в различных странах мира. Подобные медленные землетрясения возникают по близости от источников происхождения сильнейших землетрясений, поэтому считается, что они в какой-то форме связаны с ними. Стало понятно, что перед Землетрясением у тихоокеанского побережья Тохоку по близости произошло медленное землетрясение, что указывает на возможность того, что медленное землетрясение является предвестником сильнейшего.

Кроме того, благодаря сети сейсмологических наблюдений, использующей морские донные кабели, в частности S-net (150 точек) – сети наблюдения за землетрясениями и цунами в Японском желобе Национального института наук о Земле и предотвращения стихийных бедствий (NIED), созданной после Великого восточно-японского землетрясения (см. Схему 2), стало понятно, что в районе Японского и Нанкайского желобов происходят разнообразные медленные землетрясения. Подобным образом, исходя из возможности взаимосвязи между медленными и сильнейшими землетрясениями, о медленных землетрясениях говорят, как об одном из стандартов для подачи экстренной информации о землетрясениях в Нанкайском желобе.