«Эврика» 1980. ПРИРАСТАТЬ БУДЕТ СИБИРЬЮ

Цунами

Много тайн хранит еще одно стихийное явление, с которым мы пока не умеем справляться, — это цунами.

Цунами — японский термин, означающий необычно большую волну. Волны цунами возникают от внезапных перемещений обширных участков дна океана во время подводных землетрясений. Они, как правило, составляют группу из двух-трех волн, которые в открытом море почти незаметны, так как очень длинные (длина до 100 километров) и пологие (высота до 1 метра) и потому не опасны.

При подходе же к берегу за счет торможения о дно длина уменьшается, а высота, естественно, возрастает (как у любых волн, набегающих, скажем, на пляж) и может достигать 30 метров (по словам очевидцев). Передвигаясь с огромной скоростью, до 800 километров в час (это скорость современного самолета), и внезапно обрушиваясь на прибрежные территории, они вызывают огромные разрушения, а иногда и человеческие жертвы.

С цунами связаны очень интересные физические и механические явления, которые долго оставались загадкой.

Анализируя наблюдения за цунами, можно заметить, что высота волны у побережья (при одинаковых условиях выхода на берег) не всегда уменьшается монотонно с удалением от эпицентра землетрясения, как это было бы логично предположить. Например, пусть где- то в районе экватора произошло землетрясение и вызвало' большую волну.

В двухстах-трехстах километрах от эпицентра эта волна может не сделать никаких разрушений, даже если берег такой, что, казалось бы, она должна была принести большие беды. А вот дойдя до Камчатки, до которой несколько тысяч километров, то есть в десятки раз дальше, волна способна производить большие разрушения.

Этот парадокс долгое время оставался неразрешенным. Сравнительно недавно один из сотрудников Института гидродинамики Сибирского отделения АН СССР, Р. М. Гарипов, дал полное объяснение и расчет этого явления. Все дело оказалось в том, что существуют условия, при которых волна может иметь большую высоту п на значительном удалении от места своего возникновения. Почему это происходит?

Хорошо известно, что в рамках линейной теории мелкой воды распространение волн описывается акустическим уравнением, согласно которому на меньшей глубине скорость волны меньше, на большей — больше. Поскольку дно океана неровное, то скорость над подводными возвышениями оказывается меньше, чем на глубоких участках. Это приводит к деформации волн, которая сопровождается концентрацией энергии на мелководных участках бассейна. Над подводным хребтом головная часть волны движется медленнее, чем ее фланги, она как бы отстает; если взглянуть на фронт такой волны с высоты, то можно увидеть, что он вогнутый как раз над хребтом.

Вы еще не забыли, какое действие оказывала выемка во взрывчатке на конце снаряда? Нечто похожее происходит и в этом случае — ; как бы образуется кумулятивный эффект. Поэтому и получается, что хотя Камчатка дальше от эпицентра, высота волн цунами здесь больше, чем в районах, расположенных ближе к эпицентру землетрясения. Это следствие концентрации энергии волн над подводными хребтами, находящимися на дне океана.