Архив номеров НиТ

Земные угрозы человечеству. Часть 2

Рубрика журнала:

Номер журнала НиТ: 


Рис. 1. Побережье Шри-Ланки: а) до цунами; б) после цунами

ЭТО ГРОЗНОЕ ЦУНАМИ

Общие сведения о цунами. Чаще всего цунами возникает в результате подводного землетрясения. Для сильнейших землетрясений в энергию цунами переходит около 1% энергии землетрясения. Интересно, что энергия цунами растет пропорционально квадрату высоты волн [13, 17].

Длина фронта цунами примерно равна длине очага землетрясения, а длина волны — ширине очага. Высота в очаге не превосходит высоту поднятия пород, т. е. 10-2-10 м для энергии землетрясений около 1014-1020 Дж. Из-за малой высоты и большой длины волны (10-100 км) цунами в океане остается практически незаметным. Высота цунами значительно увеличивается при подходе к берегу, т. е. на мелкой воде. Обычно высота водяного холма не превышает 60-70 м.

Цунами — это уединенная бегущая нелинейная волна, в идеале — водяной холм, перемещающийся в море или океане на огромные расстояния с колоссальной скоростью практически без изменения профиля волны и затухания. Подобные объекты именуются солитонами [10, 16, 18].

Впервые уединенную волну на воде детально описал Дж. С. Рассел, шотландский инженер-кораблестроитель, еще в 1834 г. Ее высота была очень скромной — около 30 см.

Первая теория таких волн была построена в 1895 г. датчанами Д.И. Кортевегом и Г. де Вризом.

Термин «солитон» в 1965 г. ввели американские исследователи Н. Забуский и М. Крускал. В настоящее время в науке существует целое направление — солитоника.

Классический солитон на воде распространяется без искажения профиля волны в результате точной компенсации двух противоборствующих процессов — дисперсионного расплывания водяного холма и его нелинейного сжатия. Последний эффект в пределе вырождается в укручение и опрокидывание гребня волны, так хорошо нам знакомого по летнему отдыху на берегу моря.

Форма цунами несколько отличается от формы классического солитона: у цунами может возникать не один бегущий холм, а несколько, и все они разной высоты. Кроме того, всплеску воды может предшествовать ее понижение, наблюдаемое как отлив. Знающие люди, увидев после землетрясения отлив, бегут подальше от моря. На мелкой воде (у берега) скорость цунами уменьшается, задние его части догоняют передние, в результате чего ширина волны убывает, а ее высота растет.

Рекордная волна на Аляске. Наибольшая зарегистрированная высота всплеска составила 524 м. Эта волна возникла 10 июля 1958 г. в результате схода лавины породы объемом около 3•108 м3 со склонов горы Фейруэзер с высоты 900 м в бухту Литуйя (Юго-Восточная часть Аляски). Энергия лавины равнялась 5•1015 Дж, мощность — 5•1014 Вт.

Перейти к полному тексту статьи