Почему так страшны цунами

15 января на одном из островов архипелага Тонга произошло извержение вулкана Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай, в результате которого волны цунами прошли через Тихий океан по всем направлениям. Когда стало известно об извержении, правительственные агентства на соседних островах, а также Новой Зеландии, Японии и западного побережья США предупредили жителей о возможном цунами.

The Conversation сообщает, что всего через 12 часов после начала извержения метровые волны обрушились на калифорнийское побережье в 8 тысячах километрах от вулкана.

Метровые волны, захлестнувшие пляж в Калифорнии, мало напоминают разрушительную силу, которая приходит на ум, когда речь заходит о цунами, и совсем не похожи на трагические кадры прошлых катастроф. Но цунами - это не обычные волны, вне зависимости от их размера. Чем же цунами отличаются от других океанических явлений? Как они образуются? Каким образом они так быстро преодолевают огромные расстояния? И почему они такие разрушительные? Об этом рассказала океанограф Салли Уорнер, изучающая волны и турбулентное перемешивание воды в океане.

Глубокое водоизмещение 

Большинство волн образуется ветром на поверхности океана: энергия сообщается воде, в результате чего та перемещается. В ходе такого процесса появляются волны, которые каждый из нас видел на берегу моря.  Механизм образования цунами совершенно иной. Когда подводные землетрясения, вулканические извержения или оползни вытесняют огромное количество воды, высвобождающаяся энергия генерирует серию волн. В отличие от волн, образуемых ветром, энергия которых ограничена верхним слоем океана, энергия волновой серии цунами распространяется на всю толщу воды. В дополнение, водоизмещение гораздо сильнее, чем в случае с обычными волнами. 

Представьте себе разницу между волнами, которые получаются, когда вы дуете на поверхность бассейна, и волны, которые образуются, когда кто-нибудь прыгает в воду. Тело человека вытесняет куда больше воды, чем если мы просто дуем на поверхность, поэтому образующиеся волны гораздо больше. 

Землетрясения с легкостью перемещают огромные объемы воды, провоцируя опасные цунами. То же самое происходит и в результате подводных оползней. В случае с цунами на Тонга, мощное извержение вулкана переместило воду. Некоторые ученые утверждают, что помимо извержения произошел еще и оползень, который увеличил объемы вытесненной воды. Подтвердить или опровергнуть эту теорию можно будет только в ходе дальнейших исследований. 

Цунами распространяется с большой скоростью 

По какой бы причине не произошло цунами, после водоизмещения волны распространяются по всем направлениям - то же самое происходит, когда мы кидаем камень в пруд. Поскольку энергия цунами проходит по всей толще воды, глубина морского дна - главный фактор, определяющий скорость распространения волн. Рассчитать ее довольно просто: нужно умножить глубину океана (в среднем она составляет 4000 метров) на силу тяжести и извлечь квадратный корень. Таким образом, получается, что средняя скорость примерно 700 км/ч. Она гораздо больше, чем у обычных волн, скорость которых варьируется от 15 до 50 км/ч. 

Эту формулу используют океанографы, чтобы определить, когда цунами достигнет берегов того или иного государства. 15 января цунами достигло калифорнийского Санта-Круза через 12 часов 12 минут после извержения. Санта-Круз расположен в 8 528 километрах от Тонга, и получается, что скорость цунами составила 697 км/ч, почти полностью совпав со скоростью, рассчитанной с помощью средней глубины океана. 

Разрушения на суше 

Цунами - редкое явление по сравнению с привычными волнами, нагоняемыми ветром, но они гораздо разрушительнее. В 2004 году в результате цунами в Индийском океане погибло 225 тысяч человек. Более 20 тысяч погибло в 2011 году по итогам японского цунами. 

Почему цунами проводят к куда более катастрофическим последствиям, чем обычные волны? 

В открытом океане волны цунами могут быть настолько слабыми, что их не всегда ощущают суда на поверхности. Но по мере приближения к суше океан становится значительно мельче и вся волновая энергия, которая уходила на сотни метров вглубь аккумулируется. Вытесненной воде нужно куда-то деваться, и единственный путь - наверх. Поэтому волны становятся выше по мере приближения к берегу. 

Когда волны цунами достигают суши они не разбиваются, как обычные океанические волны. Они больше похожи на огромную стену из воды, которая затапливает берег: словно уровень моря внезапно поднимается на несколько метров. Цунами чреваты наводнениями и очень сильными течениями, которые могут с легкостью унести людей, машины и целые здания. 

К счастью, цунами - редкое явление и зачастую его можно спрогнозировать. В настоящее время используются специальные датчики, измеряющие глубоководное давление. Так называемые буи DART фиксируют волны цунами и позволяют правительственным агентствам заранее распространять соответствующие предупреждения для граждан. 

Для тех, кто живет на побережье, особенно Тихого океана, где происходит большинство цунами, важно знать маршруты отступления на определенную высоту, а также внимательно следить за соответствующими предупреждениями. 

Извержение вулкана Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай повредило главный коммуникационный кабель, который связывает жителей Тонга с остальным миром. Цунами завораживают, но в то же время они представляют собой серьезное стихийное бедствие. На данный момент известно о нескольких погибших на Тонга, но многие пропали без вести, и реальный ущерб от цунами до сих пор неизвестен.