Цунами

Кацусика Хокусаи «Большая волна». http://www.mstu.edu.ru/structure/faculties/ff/math/lab/prkat/cun_0.htm.

Самая первая компьютерная модель землетрясения, произошедшего 26 декабря 2004 г. на дне Индийского океана, и вызванного им катастрофического цунами была выполнена в лаборатории В.Титова (эмигранта из СССР, одного из немногих специалистов по цунами, г. Сиэттл, США) спустя несколько часов после начала события. Она позволяет практически в реальном времени (но без ужасных последствий, произошедших в действительности) реконструировать события. Картина примерно следующая. Около побережья Таиланда как раз одна континентальная плита медленно, со скоростью 4–6 см/год, погружается под другую. Этот процесс, называемый субдукцией, сопровождается накапливанием механических напряжений в верхней континентальной плите. В некоторый момент, по разным конкретным причинам, верхняя плита срывается и почти мгновенно проскальзывает по нижней, снимая напряжения. При этом в месте стыка плит поверхность, естественно, вздувается, а несколько выше на верхней плите образуется понижение рельефа. Если место находится глубоко под водой, такая подвижка вызывает появление соответственно горба и соседней впадины на океанской поверхности – волны цунами, которая и начинает расходиться, как волна от брошенного камня. Скорость распространения цунами пропорциональна глубине океана в месте появления неоднородности. В открытом океане волна почти незаметна, однако при приближении к берегу из-за торможения о дно и берег волна замедляется, тыльная часть нагоняет фронт, высота растёт (до 30 м), появляется гребень. В 1998 г. 17-метровая волна на побережье Папуа–Новой Гвинеи была порождена подводным сдвигом, вызванным относительно слабым землетрясением (магнитуда 7,1). Сила волны зависит от рельефа морского дна и побережья.

Изменение уровня поверхности Индийского океана (высота волны вдоль чёрной линии, показанной на рисунках) по данным спутников, спустя указанное время после главного толчка

Магнитуда подводного землятрясения 26 декабря составила 9 баллов, это довольно сильное землетрясение, такие случаются раз в 30–40 лет (землятрясения магнитудой 8 баллов происходят почти каждый год). Поддвиг Индийской литосферной плиты под Бирманскую микроплиту (400 км за 200 с) произошёл примерно в 8 ч утра по местному времени в 200 км западнее о. Суматра. Дно в месте разлома опустилось примерно на 5 м, а соседние участки поднялись примерно на 2,5 м, так что при глубине океана примерно 5 км волна цунами пошла со скоростью самолёта – около 800 км/ч. Это землетрясение вызвало серию (более 150) афтершоков (повторных землетрясений), которые распространились на север, к Андаманским островам, и длились целых 8 мин! Общая распространённость очага составила около 1000 км. Первый афтершок был зарегистрирован спустя 83 мин после главного толчка, т.е. скорость распространения трещины в первое время не превышала 2–4 км/ч. Ширина исходной волны (от фронта до тыльной части) составляла почти 100 км, высота – всего 0,5–0,8 м. У берега волна сжалась до 5 км, её высота (без гребня) выросла до 15 м, скорость уменьшилась до 36 км/ч.

Все подвижки уровня земной коры и поверхности океана были зарегистрированы и альтиметрами с помощью системы спутниковой навигации GPS. На изображениях показаны обработанные данные со спутников: профиль океанской поверхности (вдоль указанной черты) спустя 2, 3 и 7 часов после главного толчка. На самой ранней стадии хорошо видна исходная волна цунами, ещё не потерявшая свою форму.

   

http://www.mstu.edu.ru/structure/faculties/ff/math/lab/prkat/cun_0.htm

New Scientist, 2005,15 Jan., 17.
Cокр. пер. с англ. Н.Д.Козловой