UA-11868742-1

Опережая волны: ученые учатся предсказывать цунами

cunami_2

Этот маяк является частью глубоководной станции отслеживания и предупреждения цунами. После ударов подводных землетрясений подобные маяки передают сведения о мощности волны цунами Центрам предупреждения цунами. Фото с сайта sciencenewsforkids.org

26 февраля 2013. Сегодня ученые работают над тем, как предсказать цунами, угрожающие береговым поселениям

Разбиваете ли вы водную гладь озера или выпрыгиваете в воду за бортом, плещетесь у себя в ванной или брызгаетесь водой в бассейне, бросаете ли камень в неподвижный пруд – в любом случае вы наблюдаете волны на воде. И чем сильнее вы потревожите водную поверхность, тем более мощные волны последуют в ответ.

А теперь представьте, сколь огромную энергию могут передать воде подводные землетрясения. Движение земной коры может сдвинуть огромные объемы воды, вызвав тем самым огромные мощные волны. Волны расходятся в разные стороны на скорости до 800 километров (500 миль) в час, другими словами – со скоростью реактивного самолета.

Когда волны достигают мелководья, они замедляют ход и увеличиваются в объемах, иногда достигая высоты десятиэтажного здания. Когда волны наконец обрушиваются на землю, они способны затопить сотни километров береговой линии, смыть деревья, будто они – простые веточки, здания и автомобили. Такие волны относятся к самым мощным разрушающим силам природы и называются цунами. Этот японский термин означает «волны портов».

Цунами обрушиваются на прибрежные районы в среднем десять раз в год. В этом году впервые такое произошло 6 февраля, после землетрясения морского дна около Соломоновых островов. Землетрясение вызвало цунами, во время которого на одном из юго-западных тихоокеанских островов погибли по меньшей мере пять человек.

Цунами в Японии 11 марта 2011 года в считаные минуты разрушило города и убило около 16 000 человек. Его волны также дестабилизировали работу печально известной станции Фукусима, что привело к ядерной катастрофе.

Самое мощное цунами в новейшей истории имело место 26 декабря 2004 года. Оно началось с землетрясения на дне океана у острова Суматра в Индонезии. Высота волны составляла около 50 метров (167 футов). Очевидцы рассказывали, что приближающиеся волны грохотали как товарный поезд. Погибли около 230 000 человек, причем не только в Индонезии, но и в странах Южной Азии и даже Восточной Африки.

«Атомные бомбы по своей мощности не идут ни в какое сравнение с мощью землетрясений на Суматре или в Японии, – рассказывает океанограф Дейлинг Ванг, наблюдающий за цунами в Тихоокеанском центре предупреждения цунами на Гавайях. – Мощь землетрясения, которое потрясло Японию, равна мощности взрыва 200 000 ядерных бомб».

cunami_1

Волны цунами, обрушившегося на Японию11 марта 2011 года, направились на юг, восток и в сторону Тихого океана. Здесь эти огромные волны высотой более 2,4 метра, или 8 футов, отображены черным цветом. Волны высотой более 30 сантиметров (12 дюймов) отмечены красным цветом. Эти волны пересекли весь Тихий океан. Фото с сайта sciencenewsforkids.org

Цунами невозможно остановить, тем не менее последствия стихийного бедствия можно смягчить. Самое важное – эвакуировать людей. Ванг и другие ученые Центра разработали алгоритм создания быстрого и точного прогноза цунами. Одни ученые постоянно наблюдают за всемирной сетью маяков, за данными сейсмометров и спутников и предупреждают население береговой линии о потенциально опасных волнах. Другие ученые занимаются вопросом смягчения разрушительных последствий цунами. А третьи исследуют волны цунами, чтобы получить информацию о том, какие условия существуют на нашей планете глубоко под водой.

Изучить цунами – значит научиться читать и понимать их, как мы читаем и понимаем книги. Волны не возникают сами по себе. Их создают определенные силы. Волны хранят в себе информацию об этих силах и способны передать ее нам. Ученые надеются отыскать ключ к пониманию этой информации, чтобы узнать больше о нашей Земле и о том, как можно спасти человеческие жизни.

Корректировщики цунами

Причиной большинства цунами становятся мощные землетрясения, но это относится не ко всем землетрясениям. В Центре предупреждения цунами на Гавайях Ванг и его коллеги отслеживают сейсмическую активность по всему миру. Команда ученых работает 24 часа в сутки семь дней в неделю. Они анализируют данные сейсмометров, или датчиков, которые созданы для обнаружения движений земной коры. С помощью этих данных можно определить масштаб землетрясения и его мощность.

В тихоокеанском Центре предупреждения цунами ежемесячно отслеживаются десятки землетрясений. Однако только примерно раз в месяц команда обнаруживает такие толчки, которые способны вызвать цунами. По словам Ванга, каждое из этих землетрясений «повышает уровень адреналина в крови ученых». И добавляет: «В этих случаях наша работа исключительно напряженная».

После мощного землетрясения ученые отслеживают данные мареографов и специальных датчиков, расположенных в маяках. Дело в том, что на начальном этапе цунами может буквально «скрываться» в воде: оно может поднять уровень моря всего на несколько сантиметров. Вы даже не заметите этого, находясь на борту лодки. Однако изменение уровня воды заметят дрейфующие научные станции, они же передадут эти сведения спутникам. А спутники, в свою очередь, передадут информацию в центры предупреждения цунами.

Землетрясение, которое вызвало цунами около Японии в 2011 году, произошло в 129 километрах к востоку от страны. Причиной землетрясения стало то, что одна тектоническая плита «проскользнула» под другую. 15 минут заняло у ученых определение масштаба этого подводного землетрясения. Еще через несколько минут они определили мощность землетрясения в 9 баллов – достаточную, чтобы вызвать огромное цунами.

Как избежать стихийного бедствия

Иногда просто невозможно быстро эвакуировать людей из опасной зоны, поэтому многие ученые задумались над тем, как отвести от береговой линии само цунами. Инженер Института Френеля в Марселе (Франция) Себастьян Гиннеи спроектировал щит для защиты уязвимых мест побережья от волн-убийц. Щит Гиннеи не блокирует цунами: он делает береговую линию «невидимой» для волн.

Невидимость – актуальная тема в современной науке. В 2006 году американские и британские ученые создали первый в мире плащ-невидимку. Мы видим лишь то, что отражает, поглощает или производит свет. Невидимость плаща работает по принципу перенаправления света вокруг объекта.

Команда испанских инженеров разработала акустический плащ, который перенаправляет звуковые волны вокруг укрытого объекта, а Гиннеи со своей командой задались вопросом создания «плаща» от цунами.

Их проект состоит из вертикально расположенных столбов и концентрических колец. Когда волна попадает в щит, она разделяется на две части. Впоследствии каждая волна образует водоворот.

cunami_3

Модель щита от цунами. В поперечнике она всего лишь 10 сантиметров (менее 4 дюймов). Увеличенный щит сможет «укрыть» уязвимые места береговой линии и защитить их от цунами. Фото с сайта sciencenewsforkids.org

Гиннеи недавно успешно протестировал свой щит в 15-метровом водном канале. Следующее испытание будет проведено уже на береговой линии.

Чтобы «укрыть» пляж, понадобится маскировочное устройство на сотни метров. «И нам нужно погрузить его в океан и прикрепить к его дну», – добавляет ученый.

Так как цунами и землетрясения идут рука об руку, похожие щиты смогут защищать и от сейсмических волн. Такие устройства будут способны защитить территории вблизи ядерных реакторов и очагов землетрясений.

Младший брат цунами

Океан – не единственное место, где могут появиться опасные для жизни волны. В бассейне, большом озере или любом другом закрытом водоеме может появиться так называемая волна сейшен.

Исследователь Дэвид Менсин говорит, что сейшен больше похож на плескание в ванной, чем на цунами. Сейшен может появиться, если ветер дует через озеро в течение длительного времени. Этот ветер собирает воду на одном его берегу. Когда ветер прекращается, вода течет обратно, как волна. Сейшен менее известен и в целом меньше по масштабам, чем цунами, однако он также может оказаться смертельно опасным.

cunami_4

Ученые изучают сейшен, или большие волны, в озере Йеллоустоун, чтобы определить, что же находится под ним. Фото с сайта sciencenewsforkids.org

Менсин работает в Институте наук о Земле при Университете в Боулдере, штат Колорадо. Его команда использовала деформографы, или устройства, которые измеряют натяжение и перетягивание Земли, чтобы отслеживать цунами, когда они приближались к западному побережью Северной Америки. Недавно Менсин попытался использовать те же устройства для изучения сейшен в озере Йеллоустоун. Как и большая часть Йеллоустонского национального парка, это озеро расположено на вершине древнего вулкана, каменистое дно которого представляет собой резервуар частично расплавленных пород, или магмы.

Сейшен в озере Йеллоустоун – настоящая головоломка для ученых. Он никогда не останавливается, передвигаясь от берега к берегу, даже когда лед покрывает озеро.

Цунами и сейшены опасны для нас, однако они также способны многому научить человечество. Их волны передают информацию о том, что происходит глубоко в недрах нашей неспокойной планеты.

Источник: KM.RU

Один комментарий “Опережая волны: ученые учатся предсказывать цунами”

  1. Подводное землетрясение не является фактором для возникновения цунами.Толчком является эффект Юткина. Найден ряд способов недопустить выхода волны цунами на побережье.Для прогнозирования возникновения цунами помогут подводные передвижные георадары,будущее в этой области за ними.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *