В последние годы отмечено сразу несколько сильных цунами различного происхождения. Например, в 2018 году: в Палу, в Индонезии (землетрясение и подводные оползни), цунами, вызванное извержением индонезийского вулкана Анак Кракатау, цунами оползневого происхождения на реке Бурея и метеоцунами на Майорке и Менорке.

Изучением этого катаклизма активно занимаются в Нижнем Новгороде. «У вас же нет выхода ни к морю, ни к океану? Как же тогда вы цунами исследуете?!» – недоумевают некоторые ученые, занимающиеся данной тематикой из других регионов и стран. «Зато в Нижнем Новгороде очень сильная школа по нелинейной физике», – парирует Ирина Диденкулова. Ирина молодой, но признанный специалист в области нелинейной гидрофизики и океанологии. В числе основных научных достижений Диденкуловой разработка нелинейных аналитических моделей наката морских волн на берег и модели наводнений при штормовых нагонах. 

Выступление Ирины в «Парке науки ННГУ» называлось «Цунами в мире и в России». Речь шла о различных механизмах генерации волн, оперативной службе прогноза. 

Остервеневшая вода

…Пена превратилась в волну. Волна как бы прыгнула, захлестнула пляж и пошла дальше. Это было странно. На моей памяти море ни разу не поднималось так высоко. Волна не откатывалась и не опадала. Вот она подступила еще ближе. Серо-коричневая. Коричневая или серая. Волна пронеслась мимо хвойных деревьев и явно приближалась к нашей комнате. Она все наполнялась и за­вихрялась. Внезапно вода остервенела. И сразу стала угрожающей...». Так описывает цунами 2004 года на побережье Шри-Ланки Сонали Дераньягала, который был его очевидцем. 

Тогда цунами унесло жизни сотен тысяч людей – среди них была вся семья писателя. 

Цунами – слово японское. Это не случайно. Япония – страна, где подобные природные катаклизмы случаются довольно часто. В переводе с японского цунами – это большая волна в гавани. В науке данный термин используется для описания последовательности волн на воде, вызванных внезапным смещением большого объема жидкости. 

Происхождение цунами может быть разным. В основном они возникают вследствие землетрясений (таковых 72%), реже в результате оползней (10%) и извержения вулканов (5%). Также случаются метеоцунами (2%), когда причиной становятся погодные явления. Запустить большую волну может падение астероидов, а также они могут быть сотворены руками человека. Бывает и такое! 

Так в гавани Галифакс в Канаде в декабре 1917 столкнулись два грузовых судна, груженые взрывчаткой. Это возбудило волну размером около 10 метров(!). 

В среднем цунами случаются 10 раз в год. Как правило, лишь одно из них имеет катастрофические последствия и приводит к гибели людей. Наиболее изучены гигантские волны сейсмического происхождения. Землетрясения приводят к смещению морского дна, которое вызывает колебания столба воды. В результате перехода потенциальной энергии колебаний в кинетическую энергию волн цунами, которые распространяются в горизонтальном направлении к берегу, и происходит накат. (Накат – это вертикальное увеличение высоты уровня воды. При приближении волн цунами к берегу высота уровня воды может увеличиться до 30 метров и более. – Прим А.М.) 

На титаническом разломе

Землетрясения, как известно, происходят в местах столкновения титанических плит. Источники цунами находятся в месте их разлома. Для оценки силы землетрясений используется шкала Рихтера. Величина, характеризующая энергию, выделившуюся при землетрясении в виде сейсмических волн, называется магнитуда. Если она меньше двух, то это микроземлетрясения. Они происходят постоянно, и мы их не замечаем. Землетрясений силой 4-5 магнитуд – несколько тысяч в год. Если магнитуда равна шести, то это сравнимо со взрывом атомной бомбы.   

Сильные землетрясения с магнитудой, равной 8 и выше, происходят не чаще одного раза в год. К их числу относится цунами 2004 года в Индийском океане, тогда магнитуда равнялась 9,3 (!). 

В России угрозам цунами подвержено побережье Камчатского и Приморского краев и Сахалинской области, а также, в меньшей степени, побережье Хабаровского края и Магаданской области. Последний случай цунами в нашей стране интересен тем, что показывает: большие волны необязательно возникают в океане или море. Цунамиподобные явления могут случаться и в пресных водоемах: реках, озерах и водохранилищах. В Амурской области это явление наблюдалось на реках Бурея в 2018 году и Зея в текущем году. К счастью, в обоих случаях никто не пострадал. В Бурее уникальность данного природного явления заключалась в том, что цунами было ледяное – в зимнее время поднялась волна, которая ломала лед и несла его. Причиной цунами на реке Зея стал сход сопки. Накат волны был значительный – 10 метров. 

Высотой в полкилометра

Цунами оползневого происхождения, как правило, имеют локальный характер – меньшая длина волны, меньший объем воды. Но все равно они могут быть впечатляющими! Так, 

9 июля 1958 в заливе Литуйя на юго-востоке Аляски сошел ледник.  В воды залива обрушилось около 30 миллионов кубических метров камней и льда. На противоположном берегу высота волны была 524(!) метра. Со скоростью 160 км/ч она прокатилась по узкому, похожему на фьорд заливу. 

Цунами происходили и много лет назад. Есть исторический пример – оползень Сторегга, в Норвегии, спровоцировал гигантское цунами. Как считают археологи и палеонтологи, это произошло более шес­ти тысяч лет до нашей эры. Объем его был 1700 кв. км, толщина 88 метров, скорость 

20-30 м/с. Сошел этот оползень под водой и породил одно из далеко распространяющихся сильных цунами. Следы этой катастрофы ученые находят не только в Норвегии, но и в Шотландии, Исландии, Гренландии. 

Цунами бывают вулканического происхождения. Все знают, что при извержении изливается лава, раскаленная вулканическая масса. Однако есть еще пирокластический поток, который не менее опасен. Это смесь высокотемпературных вулканических газов, пепла и обломков пород, образующаяся при извержении. Скорость такого потока иногда достигает 700 км/ч, а температура газа – 100–800 °C. 

Пирокластический поток, так же как оползень, обрушивается в воду и может вызвать цунами. И волна дальше распространяется. Но здесь уже работает не только ополозневой механизм. Может случиться и взрыв – взрывное извержение – и тогда другой механизм возникновения цунами. Яркий пример, вулкан Кракатау, расположенный в проливе между индонезийскими островами Ява и Суматра. 

Самое грандиозное в истории человечества извержение этого вулкана произошло в 1883 году. Важно отметить, что вулканическая активность может растягиваться во времени и вызывать разные по масштабу цунами: так 26 августа 1883 года в 17.00 было цунами до двух метров, через 12 часов того же дня цунами высотой до 10 метров, 27 августа волна до 40(!) метров. В результате 36 тысяч человек погибло. После извержения две трети острова просто-напросто было разрушено. До сих пор нет понимания, какой механизм дал такую огромную волну. 

Спустя почти 45 лет, в 1927 году, серия подводных извержений привела к тому, что часть первоначального вулкана снова появилась над морем, образуя новый остров под названием Анак Кракатау, что означает «Дитя, ребенок Кракатау». В декабре 2018 года во время еще одного небольшого извержения один из флангов Анака Кракатау рухнул в океан, и береговые линии региона снова подверглись сильному цунами. На этот раз 437 человек погибли. Накат был тогда порядка 13 метров. 

Также есть разновидность метеоцунами – оно появляется в результате резкого падения атмосферного давления в экстремальных погодных условиях. Например, при сильных грозах, шквалах и штормовых фронтах над океанами: поскольку воздух меньше давит на воду, вода может немного приподняться за его счет, образуя компенсирующие волны вокруг. В 2018 году волна метеоцунами, высота которой достигала двух метров, обрушилась на пляжи курортных средиземноморских островов Майорка и Менорка – один человек погиб. 

Служба цунами 

В 1960 году после чилийского землетрясения, которое чувствовалось по всему миру, возникла оперативная служба цунами, незамедлительно оповещавшая о возможном катаклизме. В России расчетами рисков цунами занимаются в Новосибирске. Там специалисты создают прогнос­тические карты амплитуд и прогнозируют время добегания волны до каждого пункта, что актуально прежде всего для Дальневосточного побережья.  

Досье «НН»

Диденкулова Ирина – доктор физико-математических наук, профессор РАН, ведущий научный сотрудник НГТУ 

им. Р. Е. Алексеева, старший научный сотрудник ИПФ РАН, лауреат премии Президента РФ в области науки и инноваций для молодых ученых за разработку физико-математических моделей морских природных катастроф в прибрежной зоне. Диденкуловой создан уникальный каталог возникновения «волн-убийц» в Мировом океане за период 2005–2010 гг., где продемонстрирована их опасность на берегу и в прибрежной зоне моря. Экспериментально изучены характеристики мелководных «волн-убийц», которые значительно отличаются от глубоководных.

Подготовила Александра Махлина. Фото - kartinkin.com.