Цунами: определение, начало, история и экологические последствия. Причины возникновения цунами: признаки появления и опасность цунами

Каких только стихий нет на Земле: смерчи, цунами, землетрясения, извержения вулканов, лавины, наводнения, пожары и так далее. Многие из них носят разрушительный характер. Мы же поговорим подробнее о цунами. Что это такое, знают многие не понаслышке. «Большая волна в гавани» - вот как переводится слово «цунами». Речь идет о морских гравитационных волнах, которые возникают вследствие землетрясений (подводных, прибрежных) или сдвига отдельных участков морского дна.

О том, какой разрушительной силой обладают цунами, известно действительно многим. Люди очень боятся этого необузданного явления. И этоn страх передается из поколения к поколению. Иногда цунами даже называют «волнами-убийцами», потому как они уже унесли миллионы жизней.

Цунами отличается следующими характеристиками: < ul >

• высота волны достигает 50 метров и выше;
• скорость ее распространения составляет 50-1000 км/час;
• количество волн, приходящих на берег, колеблется от 5-ти до 25-ти;
• расстояние между волнами может достигать 10-100 и больше километров.
• Не стоит путать цунами и корабельные, штормовые волны. В первом случае происходит движение всей толщи волны, во втором - лишь поверхностного слоя.

Цунами: что это такое - причины и признаки

Ученые не первое десятилетие изучают природу такого явления, как цунами. Среди причин, которые вызывают его, представлены:

• подводные оползни;
• падение в океан или море метеоритов, комет или иных небесных тел;
• вулканические извержения (под водой);
• подводные землетрясения;
• тропические циклоны, тайфуны;
• чрезмерно сильный ветер;
• испытания военного оружия.

В результате любой из представленных выше причин, происходящих на морском дне, высвобождается сила, образующая молниеносное движение воды. Чаще всего цунами вызывается подводными землетрясениями.

Ученые могут предположить, какими будут последствия после подобной катастрофы. Но людям такое пережить крайне непросто, а чаще - невозможно. Неудивительно, отчего в свое время все динозавры умерли.

Можно ли узнать заранее, что надвигается цунами? Безусловно, ученые выявили ряд признаков, указывающих на то, что скоро случится цунами. Первый признак цунами - это землетрясение. Поэтому почувствовав первые интенсивные толчки, можно понять, что волна будет сильной. Второй признак - резкий отлив. Чем больше вода уходит вглубь океана или моря, тем более высокими будут волны.

Цунами: мифы и правда

Люди живут и не знают, что далеко не все те байки о цунами, которые ходят среди людей, являются правдой.
Мифы:

1. Цунами могут возникать исключительно в теплых морях. Это не так. Они случаются повсюду. Просто чаще всего цунами происходят в Тихом океане.
2. Мощность цунами зависит от того, насколько вода отошла от берега перед стихией. В действительности именно длина волны зависит от отхода воды, а не её мощность. И не всегда берег мельчает перед цунами. Иногда, напротив, вода пребывает перед цунами.
3. Цунами всегда сопровождается большой волной. Нет, цунами - это не просто водная стена, которая обрушивается на берег. В отдельных случаях такой стены может и не быть.
4. Приход цунами всегда незаметный. Да, стихия не явно предупреждает о своем наступлении. Но внимательные ученые всегда замечают приближение цунами.
5. Самой большой является первая волна цунами. Это снова не так. Волны достигают побережья через некоторый промежуток времени (от нескольких минут до часа). И именно волны, следующие за первой, часто оказываются более разрушительными, так как они «падают» на мокрый берег, когда сопротивление уже уменьшено.

Правдой является то, что животные всегда чувствуют, когда начнется цунами. Они пытаются заранее покинуть опасный район. Поэтому после цунами можно и вовсе не найти трупы животных. Рыбы при этом стараются затаиться в кораллах. Быть может, имеет смысл прислушиваться к «зову» домашних питомцев всем, кто живет в сейсмически опасных зонах?!

Как спастись от цунами?

Единственное, что может спасти жизнь в такой катастрофической ситуации, - это бегство вглубь побережья. Люди, оказавшиеся заложниками стихии, должны как можно скорее уезжать, убегать от береговой линии. При этом следует прокладывать свой маршрут вдали от русла рек, потому как там волны цунами могут настичь очень быстро. В идеале следует взобраться на гору, на высоту более тридцати метров. Тем же, кого стихия застала в море, следует отплыть на корабле подальше в море, так как плыть на берег просто бессмысленно - там ждет верная погибель.
Соблюдая рекомендации, сохраняя спокойствие и бдительность, а также имея хорошую подготовку, вы всегда сможете спастись от столь разрушительной стихии. Но лучший совет: если вы очень боитесь погибнуть во время цунами, покиньте сейсмически опасные районы. Как известно, цунами - это частые гости побережья, акватории Тихого океана (здесь сосредоточено порядка 80% всех вулканов Земли, которые находятся в действующем состоянии), острова Сахалин, Мальдивских островов, побережья Австралии, Японии, Индии, Перу, Таиланда, Мадагаскара.

Цунами относится к числу самых опасных катастроф, которые могут произойти на нашей планете. Только землетрясения и извержения подземной магмы способны сравниться с ними по своим последствиям.

Вполне естественно, что, как и большинство других страшных событий, цунами вызывает немалый интерес у человечества. Одни ищут информацию о том, к каким разрушениям привели гигантские волны на протяжении всей истории существования человечества или , другим интересно, как происходит цунами, а третьи хотят знать, какими параметрами оно характеризуются. И правильно делают — предупрежден, значит — вооружен.

Процесс образования цунами

Происходящее под водой или вблизи побережья землетрясение (реже – ) приводит к колебаниям поверхности океана. Перемещающиеся по вертикали массы воды вызывают появление не слишком высоких, но достаточно длинных волн, способных пройти со скоростью до 1000 км/ч несколько тысяч километров и достигнуть берега. Приближаясь к прибрежной зоне, сбрасывает скорость и уменьшается в длину, одновременно увеличиваясь в высоту. Чем уже залив или бухта, до которой докатились волны, тем они будут выше – иногда их размер превышает 50 м. Впрочем, даже десятиметрового цунами уже достаточно для создания значительных разрушений.

Основные признаки цунами

Узнать о возникновении цунами можно благодаря системам оповещения, которые непременно имеются в цунамоопасных районах. Хотя существуют признаки цунами, заметные даже невооруженным взглядом обычным людям, оказавшимся в прибрежной зоне незадолго до возникновения этого природного явления. Среди них можно назвать:

– быстрое отступление моря от берега;

– подземные толчки, свидетельствующие о происходящем неподалеку землетрясении, которые, как известно, могут привести к возникновению цунами;

– многочисленные плавающие на поверхности воды обломки различного происхождения, и резкие взбросы воды у кромки льда или же рифов.

Факторы, сопровождающие цунами

Как правило, возникновение цунами сопровождается разрушительными последствиями, которые вызваны такими факторами, как действие сначала морской, а затем воздушной волны, а также гидродинамического давления.

Вторичными факторами прохождения явления являются:

– затопленная местность;

– разрушенные здания;

– погибшие люди и животные;

– загрязнённые воды и почва (что может привести, в свою очередь, к возникновению и распространению инфекций);

– уничтоженные леса и сельскохозяйственные угодья.

Цунами и их характеристика

Основными характеристиками для этого природного явления являются:

– высота волны цунами, то есть вертикальное расстояние от её гребня до подошвы. При возникновении эта величина равняется 0,5–5 м, но возле берега может достигать и 70 м;

– длина волны, равняющаяся расстоянию между гребнями соседних волн. Обычно эта величина лежит в пределах от одного до нескольких десятков (реже – до двух–трёх сотен) километров и зависит от глубины океана;

– скорость, с которой движется цунами. Обычно находится в пределах 50–100 км/ч на протяжении основной части маршрута, хотя недалеко от эпицентра иногда бывает и 1000 км/ч.

Шкала интенсивности цунами

По своей интенсивности цунами разделяются на 6 основных типов. Подобная классификация цунами позволяет охарактеризовать последствия их действия:

– 1 балл означает, что стихию зарегистрировали только приборы. Большинство людей даже не догадываются о таких цунами;

– цунами с интенсивностью в 2 балла может немного затопить берег, но отличить его от обычного океанского волнения, опять же, способны лишь специалисты;

– 3 балла говорит о том, что цунами стало заметным. Небольшие лодки могут выбрасываться на берег;

– 4 балла. Разрушения достаточно серьёзны, здания повреждаются, корабли прибивает к берегу и даже выбрасывает на него;

– пятибалльное цунами разрушает здания и может привести к гибели людей;

– стихия, интенсивность которой достигает шести баллов, опустошает побережье практически полностью.

Что такое цунами

Цунами - это огромные морские волны, возникающие чаще всего в результате сильного подводного землетрясения, когда происходит быстрое изменение рельефа дна. Оно действует на воду, как огромный поршень, поднимая или опуская большие массы воды, которые, разбегаясь во все стороны, и образуют волны. Реже цунами возникает в результате извержения подводных или островных вулканов, при обрушении в воду больших масс земных пород и подводных оползнях.

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. При выходе волн на мелководье, вблизи береговой черты, их скорость резко уменьшается до 50-100 километров в час, а высота увеличивается. У берега цунами может достигать нескольких десятков метров. Наиболее высокие волны, до 30-40 метров, образуются у крутых берегов, в клинообразных бухтах и у выдающихся далеко в океан мысов. Районы побережья с закрытыми бухтами являются менее опасными.

Цунами на Камчатке

Около 80 процентов сильнейших землетрясений мира происходит в бассейне Тихого океана. Поэтому тихоокеанское побережье Камчатки и Командорских островов наиболее подвержено воздействию цунами. Волны сюда подходят из цунамигенной зоны, которая расположена в
Курило-Камчатском и Алеутском желобах, а также от удаленных землетрясений.

Первые сведения о цунами относятся к 17 октября 1737 года , а всего за последующие годы было отмечено 25 случаев цунами. Все они подходили к тихоокеанским берегам полуострова. У побережья Охотского моря цунами отмечено три раза, у беринговоморского - два раза.

НАИБОЛЕЕ ИЗВЕСТНЫЕ СЛУЧАИ ЦУНАМИ

15 июня 1896 года в области Санрику (Япония) , которая охватывает три провинции, был местный праздник. На улицах находились тысячи людей. Во второй половине дня начали ощущаться подземные толчки. Многие жители, наученные горьким опытом, поспешили в горы, но через полчаса, успокоившись, поспешили на берег. Там они увидели, что море отошло от берега намного дальше, чем при обычном отливе. В 8 часов вечера послышалось могучее шипение и свист, как будто десятки поездов приближались на всех парах. Вскоре шипение перешло в грохот, и океан обрушился на берег шестью или семью волнами высотой около 35 м. Рыбаки, находившиеся в океане в районе эпицентра, не заметили цунами из-за малой амплитуды волн над глубоководьем. Но когда они вернулись в порт, перед их глазами предстала картина страшных разрушений. Целые деревни сравнялись с землей. Практически все прибрежные деревни и городки трех провинций, растянувшихся на 800 км, прекратили свое существование. В волнах цунами погибло более 27 000 человек. Эта катастрофа вошла в «Книгу рекордов Гиннеса» как одна из тяжелейших по числу жертв катастроф, связанных с цунами.

14 апреля 1923 года в Камчатском заливе произошло сильное землетрясение. Через
15-20 минут после сотрясения земли к вершине залива подошла волна. На побережье были полностью разрушены два рыбозавода, пострадали постройки на Дембиевской косе и в поселке Усть-Камчатске, расположенном ближе к устью реки Камчатки, лед на реке был взломан на протяжении 7 километров. В 50 километрах к юго-западу от поселка наблюдалась максимальная высота подъема воды на побережье и была равна 20-30 метрам.

Цунами в Японии:

Японцы, которые с цунами знакомы лучше всех, разработали свою 5-ти бальную шкалу. За последние 1300 лет берега Японии 4 раза опустошались волнами высотой свыше 30 м. Вот лишь несколько примеров разрушительной деятельности волн цунами на Японских островах.

1 сентября 1923 года произошло грандиозное землетрясение, разрушившее японские города Токио и Иокогаму. Землетрясение сопровождалось нашествием морских вод. Огромные волны цунами высотой более 10 метров довершили то, что не сделали силы Земли, скрытые в ее недрах. Около миллиона человек лишились крова, 100 тысяч человек погибли.

В 1933 году на берега острова Хонсю обрушилась 20-метровая гигантская волна - выше пятиэтажного здания. Тысячи домов были смыты в море, затонули и были разбиты сотни судов. В результате этого вторжения вод погибло около 3000 человек. Повсюду были следы страшной трагедии.

В 1944 году после землетрясения в Японском желобе на Японию, обрушилась волна высотой 10 м. Побережье было затоплено, прибрежные постройки и сооружения повреждены. Крупные парусные суда и небольшие моторные лодки были сначала выброшены на сушу, а затем смыты в море. Берега были засорены обломками и мусором. Были жертвы - 998 погибших.

В 1952 году произошло землетрясение в Алеутском желобе, в результате которого на остров Хоккайдо нахлынула волна цунами. Высота волн менялась от 8 до 18 метров, двигались они со средней скоростью около 500 км/ч. Прибрежной зоне был нанесен огромный ущерб, дома и постройки были смыты и снесены в море. Тысячи людей лишились крова, сотни человек погибли в волнах.

Хило (Гавайские острова, США) 1 апреля 1946 года . Город Хило - второй по величине на Гавайских островах - особенно подвержен воздействиям цунами, так как он находится на пути волн, возникающих как в Алеутской, так и в Перуанско-Чилийской зонах. Поэтому неудивительным является тот факт, что гавань этого города дважды за последние 50 лет сильно пострадала от цунами. 1 апреля 1946 года цунами, зародившееся в районе Алеутских островов, пройдя
3800 километров со скоростью 780 километров в час, ворвалось в гавань Хило. Волны обрушились на набережную, разрушая постройки, причалы, корабли и автомобили. Даже волнолом в Хило не выдержал натиска стихии и был сорван почти по всей своей длине. В Хило погибло 96 человек, а всего на Гавайях - 173. Материальный ущерб составил 25 миллионов долларов.

5 ноября 1952 года . В ночь на 5 ноября около 4 часов по местному времени жители
Северо-Курильска были разбужены 7-балльным землетрясением. Через 45 минут после начала землетрясения послышался громкий гул со стороны океана, и уже через несколько секунд на город обрушилась огромная волна, двигавшаяся с большой скоростью и имевшая наибольшую высоту в центральной части города, где она катилась по долине речки. Через несколько минут волна отхлынула в море, унося с собой все разрушенное. Отступление первой волны было столь интенсивным, что дно пролива обнажилось на протяжении нескольких сотен метров. Наступило затишье. Через 15-20 минут на город обрушилась вторая, еще большая волна, достигавшая
10-метровой высоты. Она нанесла особо сильные разрушения, смывая все постройки на своем пути, сохранились лишь цементные фундаменты домов. Прошедшая через город волна достигла склонов окружающих гор, после чего начала скатываться обратно в котловину, расположенную ближе к центру города. Здесь образовался огромный водоворот, в котором с большой скоростью вращались обломки строений и мелкие суда. Откатываясь, волна ударила с тыла в береговой вал перед портовой территорией и в обход горы прорвалась в Курильский пролив. Участок берегового вала и гора на несколько минут стали островом. На перемычке между этим островом и горой волна нагромоздила груду бревен, ящиков и тому подобное и даже принесла из города два дома. Через несколько минут после второй волны пришла более слабая, третья волна, которая вынесла на берег много обломков. Все это было разбросано по территории города и по берегам пролива. В 9 часов утра наблюдались сильные колебания уровня океана, которые, слабея, повторялись в течение всего дня 5 ноября. В проливе во время прохождения волн происходило образование водоворотов и сулоев - стоячих волн и вертикальных всплесков, образующихся в результате столкновения течений, идущих из Тихого океана и Охотского моря навстречу друг другу. Так развивались события во время цунами в Северо-Курильске. Оно охватило почти
700-километровую зону Дальневосточного побережья. Самые высокие волны при этом отмечены в бухтах Пираткова (10-15 метров) и Ольга (10-13 метров) на Камчатке.

Спустя 14 лет - ночью 22 мая 1960 года цунами опять пришло в Хило . Спустя 15 часов после землетрясения в Чили волна цунами, пройдя 10 500 километров со средней скоростью
700 километров в час, поднялась в гавани на высоту 12 метров, перемахнула через трехметровый мол и ворвалась в центр города. Часть города была полностью уничтожена, 61 человек погиб, многие были ранены. Только в 2 часа 15 минут люди смогли спуститься в город для проведения спасательных работ и оценки разрушений. Вот что увидели очевидцы: «... Толстый слой ила покрывал улицы. Склады в квартале к северу от Хейли-стрит были разбиты волнами, которые смыли их содержимое и разбросали по улицам. Ряд складов просто-напросто исчез. На улицах валялись валуны и разбитые машины...» После этой катастрофы восстановление и строительство зданий в зоне затопления было запрещено. Вместо этого здесь вдоль набережной был разбит парк, украсивший город и создавший защитную зону между берегом и полосой застройки.

23 мая 1960 года. Цунами, возникшее у берегов Чили (Южная Америка), через 22-25 часов подошло к побережью Камчатки . Наибольший уровень подъема воды составил 6-7 метров. Были повреждены плавсредства в бухте Лаврова, в бухтах Вилючинской и Русской разрушены дома, смыты в море хозяйственные постройки.

В глубине недр Земли постоянно происходят определенные процессы, причем в равной степени они затрагивают как области суши, так и часть коры под дном всемирного океана.


Тектонические плиты смещаются, пласты сталкиваются, вызывая колебания, подземные вулканы извергаются. Подводные землетрясения и не остаются незамеченными: эти явления вызывают огромные волны, нередко докатывающиеся до материков. Эти волны называют цунами – в переводе с японского языка термин означает «гигантская волна, пришедшая в гавань» .

Толща воды, приходящая в движение в результате колебаний морского дна, вдали от суши практически безобидна. Но чем ближе к берегу продвигается волна, тем большую мощь она обретает, и тем выше становится ее гребень. Нижние слои воды, проходя по дну и встречая сопротивление, еще более наращивают энергию верхних слоев.

Цунами может двигаться со скоростью до 800 километров в час, при этом высота волны нередко составляет и десять, и двадцать, и даже тридцать метров. Эта масса воды, обрушиваясь на берег, уничтожает все на своем пути, забрасывая обломки на много километров вглубь материка. Опасность цунами заключается еще и в том, что это – не одиночная волна: всего волн может насчитываться до десятка, причем самыми опасными являются третья и четвертая.

Но цунами может выглядеть и не как волны, а как серия быстро сменяющих друг друга сильных отливов и приливов, что несет в себе не меньшую опасность.

Причины возникновения цунами

До 7% всех цунами обусловлены оползнями, когда огромные глыбы земли, горных пород или льда обрушиваются в воду. В 1958-м году на Аляске такой оползень привел к образованию волны высотой 524 метра.


Опасны также подводные оползни в речных дельтах. Оползневые цунами регулярно случаются в Индонезии и приводят к появлению двадцатиметровых цунами. Еще 5% случаев приходится на извержения подводных вулканов. Может привести к появлению цунами и деятельность человека – например, испытания глубинного оружия.

До 85% всех случаев, когда были зафиксированы цунами, связаны с . Дно океана при этом смещается по вертикали, и поверхность воды приходит в движение, стремясь вернуться к прежнему уровню. Цунами рождают в основном землетрясения с очагами, расположенными близко к поверхности.

При землетрясениях от места вертикального сдвига расходятся поверхностные волны, называемые местными цунами. Высота таких волн может достигать тридцати метров. Одновременно от эпицентра расходятся и подводные волны, которые проходят по всей толще воды, от дна до поверхности, и двигаются со скоростью от 600 до 800 километров в час.

При уменьшении глубины океана энергия такой волны концентрируется все ближе к поверхности, в итоге такие удаленные цунами обрушиваются на берег. Удаленная цунами может за сутки пересечь из конца в конец Тихий океан, дойдя от берегов Чили до островов Японии.

Причем заметить такую волну в океане практически невозможно – при длине в 200-300 километров она имеет высоту до метра. В этом и заключается основное коварство цунами.

Как понять, что приближается цунами?

Землетрясение в любом случае может стать предвестником цунами для прибрежных регионов. Иногда перед приходом большой волны у берега наблюдается резкий отлив и обнажение широкой полосы морского дна, что может продолжаться от нескольких минут до получаса.


Животные проявляют перед приходом цунами повышенное беспокойство, стараясь забраться на возвышенные места.

Что делать, если вы оказались в зоне цунами?

Самые опасные с этой точки зрения участки – побережье, гавани, заливы с высотой не более 15-30 метров над уровнем моря. Если вы находитесь в таком районе и предполагаете, что скоро на берег придет цунами, держите документы, минимальный запас продуктов и вещей собранным на случай экстренной эвакуации.

Заранее стоит присмотреть возвышенности, высокие здания, куда можно было бы подняться, чтобы избежать опасности. Стоит помнить, что сравнительно безопасным может считаться расстояние в два-три километра от берега. Поскольку ни количество, ни частоту волн спрогнозировать невозможно, к побережью лучше не приближаться на протяжении двух-трех часов после последней пришедшей волны.

Знание этих простых правил могло бы спасти множество жизней во время цунами в Юго-Восточной Азии в 2004-м году. Тогда десятки людей бродили по отмели после резкого отлива, собирая раковины и рыбу. Еще сотни после первой волны цунами вернулись на берег, чтобы проверить, целы ли их дома, и не подозревая, что за первой волной придут следующие.

Самые страшные цунами нашего века

В 2004-м году беда пришла в Юго-Восточную Азию. В конце декабря в Индийском океане произошло землетрясение магнитудой более 9 баллов. Цунами прошла по Индонезии, Шри-Ланке, Таиланду и берегам Африки. Погибло более 235 тысяч человек. Ситуация усугубилась тем, что в это время года тысячи туристов приезжают в азиатские страны, чтобы встретить Новый год на теплом море. Цунами уничтожила массу курортных регионов в нескольких странах.


В марте 2011 года в Японии произошло мощнейшее землетрясение, вызвавшее сорокаметровую цунами. Стихия принесла гибель без малого 16-ти тысяч человек, еще семь с лишним тысяч до сих пор считают пропавшими без вести. Цунами и землетрясение разрушили атомную электростанцию «Фукусима-1», и последствия этой аварии люди устраняют до сих пор.

Само явление цунами старо, как Океан. Рассказы очевидцев о страшных волнах, передававшиеся из уст в уста, со временем становились легендами, а примерно 2000- 2500 лет назад появились и письменные свидетельства. Согласно одному из них погибла Атлантида. В числе вероятных причин исчезновения острова исследователи называют и цунами.

Время свершения этого грандиозного события относится к глубокой древности - 2500 лет назад. Понятно, что ни о каком научном рассмотрении явления тогда не могло быть и речи. Изучение цунами стало возможно лишь после возникновения и развития сейсмологии, так как цунами, как правило, является следствием землетрясение в свою очередь, рождением науки сейсмологии можно считать время изобретения (начало текущего века) русским ученым академиком Б. Б. Голицыным электродинамического сейсмографа - прибора, с помощью которого сравнительно точно и просто определяется эпицентр землетрясения.

В настоящее время высказываются различные взгляды на причины, порождающие цунами. Наряду с основной причиной - землетрясением, к таковым относят нагоны воды в бухты, вызванные тайфунами, штормами, сильными приливами. Это, по-видимому, объясняется происхождением слова «цунами» (в переводе с японского - «волна в гавани»).

Существуют также различные взгляды и на механизм образования очага цунами, возбужденных землетрясениями. В частности, предполагают, что само по себе земле­трясение не возбуждает цунами, а служит лишь спусковым механизмом. Причиной же являются мутьевые (суспензионные, турбидитные) потоки осадкового вещества, обладающего тиксотропными свойствами (при определенных условиях способного к разжижению) и скапливающегося в каньонах цунамигенных зон и участков. Это вещество при землетрясениях даже небольшой силы получает как бы толчок к быстрому разжижению и движению и создает предпосылки для возникновения очага цунами.

Не входя в дискуссию о правильности высказываемых взглядов, обратимся к наиболее распространенному определению цунами и причин, их порождающих. Под «цу­нами» понимают длиннопериодные морские гравитационные волны, внезапно возникающие в морях и океанах именно в результате землетрясений, очаги которых расположены под дном морей и океанов. Цунами может возникать и от взрывов подводных вулканов, подводных и береговых обвалов и оползней, образующихся, в свою очередь, вследствие землетрясений.

Эти волны обладают большой скоростью распространения и огромной кинетической энергией, что способствует их глубокому проникновению на сушу. При подходе к берегу они деформируются и, накатываясь на берег, иногда производят громадные разрушения. При этом следует оговориться, что значительной разрушительной силой обладают лишь цунами, порожденные землетрясениями большой энергии, с магнитудой, приблизительно равной или большей 8,0.

Проведенные в последнее время предварительные исследования показывают, что цунами могут быть вызваны землетрясениями и значительно меньшей магнитуды (на­пример, М>5,0). Но они проявляются чаще всего в виде незначительного подтопления, которое можно обнаружить только с помощью соответствующих приборов. Очаги цунами обычно приурочены к эпицентральным областям землетрясений.

Известно, что наибольшее количество землетрясений происходит на Тихоокеанском побережье. Естественно предположить, что и цунами чаще всего случаются в Тихом океане. Приблизительные подсчеты показывают следующее распределение (в %) цунами в различных морях и океанах:

Тихий океан (в основном по периферии) 75

Атлантический океан 9

Индийский океан 3

Средиземное море 12

Прочие моря 1

В Советском Союзе воздействию цунами подвержены, по существу, только дальневосточные берега: Камчатка, Курильские и Командорские острова и, частично, Са­халин.

Итак, в результате каких процессов происходят цунами? Наблюдения показывают, что это главным образом: а) внезапное смещение участка поверхности моря или океана в вертикальном направлении (или близком к вертикальному) за счет аналогичного смещения вниз или вверх соответствующего участка морского дна; б) резкий сдвиг воды в горизонтальном (или близком к нему) направлении вследствие аналогичного смещения больших блоков земной коры с крутыми склонами вблизи глубоководных впадин; в) надводные или подводные обвалы и оползни; г) взрывы или крупные извержения подводных вулканов; д) вибрация дна и др.

При этом нужно иметь в виду, что цунами возникает только в случае быстрого, почти мгновенного свершения указанных процессов. Когда происходят мощные цунами, можно говорить по крайней мере о четырех условиях, им благоприятствующих: 1) очаг землетрясения располагается под дном моря, океана (бывает, правда редко, несовпадение очагов землетрясения и цунами) или в сравнительной близости от тех крупных блоков земной коры, которые, смещаясь вследствие землетрясения в горизонтальном направлении в сторону океана, соприкасаются непосредственно с большими водными толщами; 2) над эпицентральной областью землетрясения находится слой воды значительной мощности; 3) глубина очага землетрясения невелика (10-60 км); 4) землетрясение должно быть большой силы (или если речь пойдет об оползне или обвале, то масса пород, участвующих в образовании цунами, должна иметь достаточно большой объем).

Наибольшей разрушительной силой обладают, как правило, цунами с очагами в глубоководных зонах.

В открытом океане волны цунами невысоки (при самых сильных землетрясениях предположительно не превышают 2-3 м), имеют значительную (иногда достигающую 200-300 км) длину волны и скорость распространения, соизмеримую со скоростью современного пассажирского реактивного самолета.

Скорость движения волны определяется по формуле Лагранжа: v = (квадратный корень)gH, где g - ускорение силы тяжести и Н - глубина бассейна в месте определения скорости.

При подходе к берегу в зависимости от прибрежного рельефа дна и конфигурации береговой линии цунами могут «вырастать» от 1-2 м высоты в открытом океане до нескольких десятков метров на берегу. Но, пожалуй, главное, с чем связано увеличение высоты волн, это - уменьшение глубины океана. Последнее может быть вычислено по формуле Эри-Грина:

где hм - высота волны на мелководье глубиной Hм; - высота волны на глубине Нp.

Преобразование и рост волны начинают заметно проявляться у границы материковой отмели (глубина 200 м и меньше) и происходят наиболее интенсивно с глубины 10-15 м. Попадая в мелководную прибрежную зону, волна деформируется - растет ее высота с одновременным увеличением крутизны переднего фронта. С приближением к берегу она начинает опрокидываться, создавая пенящийся, бурлящий, большой высоты водяной поток, который и производит разрушения на берегу.

Разрушительная сила волн цунами зависит от интенсивности породивших их землетрясений, расстояний от места возникновения до берега, протяженности очага цу вами и первоначальной высоты волны, а также от особенностей рельефа дна на пути распространения волны и конфигурации береговой линии.

При очень крутых уклонах дна и прямолинейных берегах, а также на участках с достаточно высокими берегами цунами вырастает несильно и не причиняет сколько-нибудь значительных разрушений. Особую опасность представляют собой суживающиеся, с уменьшающимися глубинами бухты и проливы, в которых происходит значительное увеличение высоты, а стало быть, и разрушительное действие волн. При этом в случае низменного побережья волна захватывает большие участки суши, сметая все на своем пути. Крайнюю опасность представляют устья рек, по которым цунами может проникнуть в глубь территории на расстояние до нескольких километров. Уменьшается высота волн только в закрытых расширяющихся бухтах с узким входом.

Большинство людей имеет хорошее представление о характере и параметрах обычных ветровых волн и весьма слабое - о цунами. Для сравнения приведем таблицу некоторых характерных параметров ветровых волн и волн цунами (максимальные значения).

Из табл. 4 видно, в частности, что в открытом море высота волн цунами не превышает 3 м. Имея в то же время очень большую длину, они становятся безопасны для любого плавсредства, находящегося в океане на значительном удалении от побережья.

Следует привести исключительно интересный, своего рода уникальный случай чрезвычайно высокой волны. 9 июля 1958 г. в результате землетрясения на Аляске масса льда и земных пород объемом около 300 млн. м3 ледника Литуйя с высоты, близкой к 900 м, обрушилась в узкую и длинную бухту Литуйя, вызвав на противоположной стороне бухты колоссальный волновой заплеск, достигший на отдельных участках побережья почти 600-метровой высоты. В это время в бухте находились три небольших рыболовецких судна. «Несмотря на то что катастрофа происходила в девяти километрах от места стоянки кораблей, все выглядело ужасно. На глазах потрясенных людей вверх поднялась огромная волна, которая поглотила подножие северной горы. После этого она прокатилась по заливу, сдирая деревья со склонов гор, разрушая недавно покинутую лагерную стоянку альпинистов; обрушившись водяной горой на о-в Кенотафия, она поглотила старую хижину… и, наконец, перекатилась через высшую точку острова, возвышавшуюся на 50 м над уровнем моря.

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

Подобного рода случаи весьма редки и не могут рассматриваться в качестве эталона. Однако история знает немало примеров цунами, которые уступают по силе опи­санному, но не менее тяжелы своими последствиями.

Землетрясение близ восточных берегов Камчатки. Высота возбужденных волн цунами достигала 25-30 м. Очень большие разрушения почти во всех прибрежных поселках восточной Камчатки. Благодаря слабой заселенности в то время жертв среди населения было немного.

Землетрясением и цунами (эпицентр юго-западнее г. Лиссабона, в Атлантическом океане) разрушен и смыт Лиссабон. Уничтожены 15 тыс. из 20 тыс. строений. По-гибли около 50 тыс. человек. Высота волн достигала 25-30 м.

Взрыв вулкана Кракатау (Зондский пролив, между островами Ява и Суматра). В результате взрыва возникла серия очень больших волн цунами, не только прокатившихся по берегам Индийского и Тихого океанов, но пришедших в Атлантический, достигнув побережья Франции п Панамы. У берегов Явы и Суматры высота волн достигала 30-40 м. Голландский корабль был выброшен волной на сушу и оказался в 4 км от берега на высоте 10 м над уровнем моря. Колоссальные разрушения на островах: смыты жилые поселки с низколежащих берегов западной Явы и южной Суматры, уничтожены прибрежные леса и посевы. Около 36 тыс. человеческих жертв.

Землетрясение Санрику (общее название для Тихоокеанского побережья префектур Аомори, Ивате, Мияги). Эпицентр в 240 км от берегов Японии. Цунами на берегу в отдельных местах достигало высоты 30 м. Смыты около 11 тыс. жилых помещений и общественных зданий. Погибли 27 тыс. человек.

Сильное землетрясение в Японии. На побережье Санрику обрушились волны высотой более 30 м. Уничтожен город Камаиси, где были смыты 1200 домов. Выло снесено большое число деревьев. Погибли около 4000 человек. Причинен очень большой материальный ущерб.

Эпицентр землетрясения вблизи о-ва Унимак (Алеутские острова) в районе Алеутской впадины. Несмотря на большое удаление Гавайских островов от очага цунами (3700 км), даже там зафиксированы волны высотой 11 м (о-в Оаху) и 16 м (о-в Гавайи). Цунами достигло берегов Аляски, Северной и Южной Америки. Наибольшая волна наблюдалась на о-ве Унимак: маяк, стоявший на м. Скотч-Кап, в 34 м над уровнем моря, был смыт, и весь его обслуживающий персонал (5 человек) погиб. В общей сложности жертвами этого цунами стали около 200 человек. Убытки исчисляются суммой в 25 млн. долларов.

Это цунами является сильнейшим для Дальневосточного побережья СССР, особенно по своим последствиям, поэтому ему следует уделить больше внимания, тем более что жителями Дальнего Востока оно не забыто до наших дней. Материалы по этому событию опубликованы в Бюллетене Совета по сейсмологии АН СССР (1958, № 4). В ночь с 4 на 5 ноября 1952 г. около 4 час. по местному времени жители Северо-Курильска были разбужены 7-балльным землетрясением.

Через 45 мин. после начала землетрясения послышался громкий гул со стороны океана, и уже через несколько секунд на город обрушилась огромная волна, двигавшаяся с большой скоростью и имевшая наибольшую высоту в центральной части города, где она катилась по долине речки.

Через несколько минут волна отхлынула в море, унося с собой все разрушенное. Отступление первой волны было столь интенсивным, что дно пролива обнажилось на протяжении нескольких сотен метров. Наступило затишье.

Через 15-20 мин. на город обрушилась вторая, еще большая волна, достигавшая 10-метровой высоты. Она нанесла особо сильные разрушения, смывая все постройки на своем пути, сохранились лишь цементные фундаменты домов.

Прошедшая через город волна достигла склонов окружающих гор, после чего начала скатываться обратно в котловину, расположенную ближе к центру города. Здесь образовался огромный водоворот, в котором с большой скоростью вращались всевозможные обломки строений и мелкие суда. Откатываясь, волна ударила с тыла в береговой вал перед портовой территорией и в обход горы прорвалась в Курильский пролив. Участок берегового вала и гора на несколько минут стали островом. На перемычке между этим островом и горой волна нагромоздила груду бревен, ящиков и т. п. и даже принесла из города два дома.

Через несколько минут после второй волны пришла более слабая, третья волна, которая вынесла на берег много обломков. Все это было разбросано по территории города и по берегам пролива. В 9 час. утра наблюдались сильные колебания уровня океана, которые, слабея, повторялись в течение всего дня 5 ноября.

В проливе во время прохождения волы происходило образование водоворотов и сулоев - стоячих волн и вертикальных всплесков, образующихся в результате столк­новения течений, идущих из Тихого океана и Охотского моря навстречу друг другу.

Так развивались события во время цунами в Северо-Курильске. Оно охватило почти 700-километровую зону Дальневосточного побережья. Самые высокие волны при этом отмечены в бухтах Пираткова (10-15 м) и Ольга (10-13 м) на Камчатке.

Вблизи Вальдивии (побережье Чили) катастрофическое землетрясение возбудило цунами, охватившее побережье всех стран Тихого океана. Большинству государств оно причинило огромный материальный ущерб. Имелись человеческие жертвы. Высота волн у берегов Чили достигала 20 м. Количество жертв только в Чили исчислялось 2000 человек. 50 тыс. домов превратились в развалины. Общий ущерб составил несколько сот миллионов долларов.

В результате очень сильного землетрясения в заливе Принс-Вильям (Аляска) цунами отмечалось по побережью всего Тихоокеанского бассейна. Высота волн в от­дельных районах достигала 10 м. В разных местах от цунами погибли более 120 человек. Общий ущерб от землетрясения и цунами составил несколько сот миллионов долларов.

Наукой раскрыты многие великие «секреты» природы и поставлены на службу человеку: электричество и магнетизм, атомная энергия и лазерное излучение, законы движения космических тел и генетический код живой клетки и др. Однако многое еще надо познать, открыть, изобрести. По-видимому, пройдет немало десятилетий, пока человек научится предсказывать некоторые грозные явления природы, а затем и управлять ими.

Что же можно сделать в ближайшем будущем для защиты человека и различных хозяйственных объектов от вышеописанных природных катастроф? Поскольку цунами - явление вторичное, зависящее от землетрясения, то и вопрос этот следует рассматривать в комплексе. Бывают случаи, когда для конкретного района даже самое сильное землетрясение не представляет абсолютно никакой опасности (очаг землетрясения расположен за многие тысячи километров), однако возникающая при этом волна, покрыв огромные расстояния, может оказаться виновницей больших разрушений.

На наш взгляд, существует три основных способа, позволяющих избежать описываемых несчастий. Это - переселение из сейсмоактивных и цунамиопасных районов, прогнозирование землетрясений и цунами, сейсмостойкое строительство с учетом заранее проведенного районирования. Посмотрим, насколько это осуществимо.

Первый способ отвергается самими жителями, ибо они тысячелетиями обживали свой район, благоустраивали, осваивали природные богатства и перспектива потерять все это представляется людям куда более удручающей, чем угроза встретиться с грозной стихией.

Второй способ - прогноз землетрясений - пока еще только находится в стадии исследований. Причем его нужно рассматривать в двух аспектах: долгосрочного и краткосрочного предсказания событий. Долгосрочный прогноз землетрясений (а стало быть, и цунами) - дело будущего. Краткосрочный - уже дает положительные ре­зультаты, хотя до окончательного решения вопроса и здесь еще довольно далеко. Несколько лучше обстоит дело с краткосрочным прогнозом цунами, о чем будет рассказано ниже. Здесь же упомянем только, что защита населения от возможного появления цунами в настоящее время по существу сводится к уходу населения из районов, где ожидается затопление, на более возвышенные места, но спасти от разрушения здания не представляется возможным.

Остается третий способ - сейсмостойкое строительство; это, пожалуй, главное, что может свести к минимуму результаты возможных катастроф. Но, поскольку возве­дение сооружений с соответствующим запасом прочности - работа дорогостоящая, необходимо, чтобы ей предшествовало четкое микросейсморайонирование, чтобы, с одной стороны, не завышать сейсмичность конкретного района, где будет проводиться постройка, а с другой - не занижать ее, так как это связано с безопасностью населения.

Разумеется, следует учитывать и использовать по возможности все три способа защиты населения от сейсмической опасности. В некоторых случаях, когда этого до­статочно, можно применять и другие: устройство бетонированных заградительных дамб, лесонасаждений, заградительных валов из крупных камней, волноломов, и т. п.