Землетрясения под водой вызывают

Экология СПРАВОЧНИК

Информация

Землетрясения подводные

При подводных землетрясениях возникают волны цунами, которые охватывают всю толщу воды. Длина этих волн очень велика и составляет несколько десятков километров. Эти волны очень пологие, и встреча с ними в открытом океане неопасна. Скорость перемещения волны цунами достигает 900 км в час. При приближении к берегу в результате трения волны о дно океана скорость ее падает, волна стремительно укорачивается, но при этом растет в высоту, достигая иногда 30 м. Эти волны производят опустошительные разрушения в береговой зоне.[ . ]

При подводных извержениях, помимо непосредственного действия громадных волн, могут представить опасность и те газы, которые вырываются из воды, давая картину мощного взрыва. Следует также отметить, что всякое землетрясение под водой порождает в самой воде продольные упругие волны, аналогичные звуковым. Эти волны при встрече с корпусом корабля дают впечатление настоящего удара. Весьма многочисленны записи в вахтенных журналах на кораблях о подобных «ударах» в таких областях океана, где никак нельзя допустить возможность действительного удара о подводную скалу: удар наносится не подводной скалой, а упругими волнами землетрясения. Именно в этих районах океана подводные землетрясения достаточно часты для того, чтобы служить причиной для подобных ошибочных записей.[ . ]

В тех случаях, когда землетрясения возникают на дне океана, на его водной поверхности рождаются волны большой длины. Их называют цунами. В нашей стране катастрофические цунами наблюдаются у восточных берегов Камчатки и у Курильских островов. Высота этих волн на побережье достигает 15—20 м, скорость — до 800 км/ч. Помимо природных причин цунами могут быть вызваны и техногенными — подводными ядерными взрывами.[ . ]

Основные причины цунами: землетрясения, взрывы вулканических островов и извержение подводных вулканов, обвалы и оползни. Рассмотрим кратко указанные причины в отдельности.[ . ]

Около 85% цунами вызывается подводными землетрясениями. Это обусловлено сейсмичностью многих океанических районов. В среднем ежегодно происходит 100000 землетрясений, из них 100 имеют катастрофический характер. В среднем 1 раз в 10 лет землетрясение вызывает в Тихом океане цунами высотой (средней) до 8 м (в отдельных пунктах до 20-30 м) (интенсивность 4). Цунами высотой 4-8 м (сейсмического происхождения) возникает раз в 3 года, высотой 2-4 м — ежегодно.[ . ]

Сейсмичность в районе трассы. Согласно карте зональности землетрясений Восточно-Черноморской области, составленной Е 5) составляет 0,2512.[ . ]

Океанская волна с периодом от 15 до 60 мин, вызванная подводным землетрясением. Такие волны достигают огромных размеров и могут перемещаться через океан. На мелководье Ц. возрастает, затопляя низменные берега.[ . ]

При исследовании приливных волн, а также волн типа уединенных, вызванных подводными землетрясениями, можно было считать высоту волн бесконечно малой по сравнению с их длиной. С другой стороны, оказывалось возможным считать длину волн бесконечно большой по сравнению с глубиной моря, даже в самых глубоких частях Мирового океана. Эти два обстоятельства сильно упрощали анализ явлений с его формальной (математической) стороны и в то же время упрощали подход к явлению с точки зрения его физической сущности.[ . ]

ЦУНАМИ — морские гравитационные волны большой длины, возникающие главным образом при подводных землетрясениях в результате сдвига вверх или вниз протяженных участков дна. Достигая суши, Ц. производят катастрофические разрушения, нередко с человеческими жертвами.[ . ]

Цунами — огромные, разрушительной силы волны, возникающие при локальном изменении уровня воды вследствие подводных землетрясений. Они распространяются во все стороны от места возникновения со скоростью до 1000 км/ч. В открытом Океане длина цунами измеряется сотнями километров (до 400) при высоте около 1 м (до 3 м). Поэтому в открытом Океане они обычно незаметны для судов. У берегов скорость цунами уменьшается, а высота увеличивается до 30 м и более. Обрушиваясь на берег, эти волны вызывают катастрофические разрушения, уносят человеческие жизни, причиняют миллионные убытки.[ . ]

Поскольку преобладающая часть земного шара покрыта водами Мирового океана, весьма вероятно возникновение землетрясений именно под водой: либо благодаря тектоническим процессам, приводящим к смещениям громадных пластов дна, либо благодаря извержению подводных вулканов. Из этих двух причин наибольшее значение имеет первая, причем сила землетрясений тектонических, как правило, превышает силу землетрясений вулканического происхождения.[ . ]

Это сейсмические колебания в толще воды в океане или море в виде длиннопериодных волн. Они возникают главным образом при подводных землетрясениях (90% случаев) и извержениях подводных и надводных вулканов. Цунами возникает внезапно; при этом по поверхности океана цунами распространяется со скоростью до 1000 км/час, длина волны составляет до 400 км, высота ее в открытом море до 3 м, у побережья — 50 м и более.[ . ]

Океанические воды находятся в непрерывном движении, что связано с различными факторами: вращением Земли и Луны, атмосферной циркуляцией, землетрясениями и извержениями подводных вулканов и т. п. Масштабы этих движений сильно различаются. Одни из них, такие как приливные, охватывают всю массу воды от поверхности до дна; другие (например, ветровые волны) затрагивают лишь верхний слой до глубины 50-60 м. Благодаря этим движениям происходит выравнивание гидрологических и гидрохимических характеристик океанической воды. В сравнении с атмосферой, круговорот в океаносфере происходит гораздо медленнее: время полного перемешивания воды оценивается примерно в 1600 лет.[ . ]

Не воспринимаемые человеческим ухом звуковые колебания низкой частоты (менее ¿6 Гц). При больших амплитудах инфразвук ощущается как боль в ухе. Возникает при землетрясениях, подводных и подземных взрывах, во время бурь и ураганов, от волн цунами и пр. Так как инфразвук слабо поглощается, то он может распространяться на большие расстояния и служить предвестником бурь, ураганов, цунами.[ . ]

ВОЛНА МОРСКАя — колебательные движения водной среды морей и океанов, вызванные приливообразующими силами Луны и Солнна, ветром, колебаниями атмосферного давления, подводными землетрясениями и подводными извержениями вулканов или движением судов.[ . ]

Во вторую главу — о приливах и других длинных волнах — вошли материалы важных исследований по проблеме катастрофических наводнений, вызываемых длинными волнами от подводных землетрясений. Это — и теоретические работы, и опыты по моделированию волн, порожденных подводными импульсами.[ . ]

Цунами в дословном переводе с японского — «большая волна в гавани». Под цунами принято понимать гравитационные волны, возникающие в море вследствие крупномасштабных, непродолжительных возмущений (подводные землетрясения, извержение подводных вулканов, подводные оползни, падение в воду метеоритов, обломков скал, взрывы в воде, резкое изменение метеорологических условий и т. п.).[ . ]

Определение этого условного масштаба и переход от цифр, проставленных на осях ординат всех трех диаграмм, станет возможным тогда, когда сейсмологи найдут закон изменения скоростей / подъема дна во время подводных землетрясений и позволят наилучшим образом аппроксимировать гипотетическое соотношение (151).[ . ]

Поскольку масштабы турбидных потоков в океане на несколько порядков больше потоков, воспроизводимых в лабораторных условиях, возможность применения полученных экспериментальных результатов к природным потокам довольно проблематична. Наличие последовательных разрывов подводных кабелей является свидетельством существования природных потоков высокой плотности. Классическим примером является землетрясение 1929 г. на Большой Ньюфаундлендской банке, вызвавшее колоссальный обвал с последующим турбидным потоком, который переместился вниз по склону на расстояние в сотни километров, выйдя на абиссальную равнину Сом [1092,1904]. Максимальная скорость, достигнутая этим течением, составляла примерно 70 км/ч (25 м/с) [1648]. Другие хорошо описанные примеры имели место у побережья Алжира, в системе каньонов у устьев рек Конго и Магдалена и в Новобританском желобе [1093]. По оценкам скорость потока здесь также составляла десятки километров в час.[ . ]

В отличие от оползней возникновение наводнения хотя и предсказуемо, но по срокам внезапность его возникновения практически не прогнозируется. Под наводнением понимается временное затопление части суши, вызываемое обильными осадками, совместным действием паводковых вод и ледяных заторов, подводными землетрясениями.[ . ]

В прибрежной зоне Крита под водой на глубинах от 8 до 30 м обнаружены керамические изделия, а на глубинах 30-35 м — строительные блоки, относящиеся к античному времени.. Исходя из того, что отливная волна равна приливной, первая также имела высоту 30-35 м. В поиске аналогов подобной волны в примерно соответствующем подводном и надводном рельефе местности мы обратились к наиболее мощной природной катастрофе последних столетий — взрыву вулкана Кракатау (в конце XIX в.). Там волна цунами, по имеющимся данным, достигла в очаге высоты 40 м. Исходя из аналога, мы предположили, что в районе острова Санторин на глубине около 300 м произошло землетрясение силой 8,5 балла. Далее, направление оси очага мы приняли совпадающим с направлением изобат в районе острова Санторин и параллельным продольной острова Крит. Затем, в результате расчетов, выполненных по оригинальной методике, разработанной в Союзморниипроекте, установили, что в соответствии с исходными данными, должна была возникнуть одиночная волна цунами типа солитона высотой 44 м и длиной около 100 км; при этом длина продольной оси очага равна 220 км, а его ширина — 50 км. Распространение подобной волны дает возможность предположить нижеследующее.[ . ]

В заключение настоящей главы необходимо коснуться особого рода волн, не имеющих ничего общего с приливами по своему происхождению, но охватывающих всю толщу морской воды, подобно приливным волнам, и потому распространяющихся со скоростями примерно такими же, с какими распространяются волны прилива. Это—волны, вызванные подводными землетрясениями.[ . ]

Кроме такого постоянного «рельефа», обусловленного гравитационными силами, на поверхности океана все время возникает и разрушается переменный «рельеф» в виде волн той или иной высоты и длины. Волны генерируют в основном ветры, хотя волнение наблюдается и без них. Они докатываются в зоны штиля из районов, где бушует буря, и называются зыбью. Причинами волн также являются приливы, изменения атмосферного давления, извержения подводных вулканов, землетрясения и др.[ . ]

Рельеф дна Мирового океана не однороден и геология океанского дна существенно отличается от геологии континентов. На дне каждого океана расположены горные хребты, получившие название срединно-океанских. Наиболее протяженный — Срединно-Атлантический хребет, который тянется от Исландии на юг параллельно береговым линиям Африки и Америки и затем поворачивает на восток, выходя в Индийский океан. Меньшие по размерам хребты есть в Индийском и Тихом океанах. Полная протяженность хребтов около 80000 км. Вдоль хребтов располагаются центры подводных землетрясений.[ . ]

Описанные выше процессы перемещения осадочного материала вниз вдоль материковых склонов на подножие в основном и определяют процессы седиментации в этой зоне. Активность и широкое распространение этих процессов настолько велики, особенно в периоды понижения уровня Мирового океана, что дали основание А. П. Лисицыну выделить ее в качестве одной из глобальных зон лавинной седиментации. Осадконакопление в нижней части материкового склона и на его подножии является лавинным не только в смысле скоростей аккумуляции осадков в этих зонах. Многие гравитационные течения в прямом смысле представляют собой подводные лавины, двигающиеся с большой скоростью. Так, перемещение огромных масс песчаного материала, вызванного землетрясением в районе Ньюфаундлендской банки, привело к порыву густой сети подводных кабелей. Анализ времени нарушения связи по различным кабельным линиям, отстоявшим друг от друга на несколько километров, позволил в 1966 г. Ф. Шепарду и Л. Диллу рассчитать скорость движения этого зернового потока. Она, как оказалось, достигала 28 км/час.[ . ]

Источник

Морские гравитационные волны. Почему они крайне опасны на берегу и практически безвредны в океане?

Одним из самых страшных бедствий для жителей прибрежных регионов является морские гравитационные волны большой длины , часто их еще называют «цунами» (Большая советская энциклопедия). Это слово имеет японское происхождение и состоит из иероглифов, буквально означающих бухта (залив) и волна. В самом деле, цунами представляет собой большую, а то и огромную волну, ворвавшуюся в бухту. Волны могут достигать высоты в несколько десятков метров, обладают громадной кинетической энергией и способны нанести инфраструктуре побережья чудовищный урон.

Как возникают цунами?

Причин появления цунами несколько. Рассмотрим самые популярные из них.

1. Подводное землетрясение

Это основная причина появления цунами, на долю таких землетрясений приходится порядка 85% описываемых природных бедствий. Примерно 4/5 цунами вызванных подводными землетрясениями обрушиваются на побережье Тихого (Великого) океана.

26 декабря 2004 года в Индийском океане произошло мощнейшее землетрясение с магнитудой до 9.3. Эпицентр находился недалеко от острова Симелуэ (что поблизости от Суматры).

11 марта 2011 года в 373 километрах севернее столицы Японии произошло сильнейшее землетрясение с магнитудой в 9,0. Высота волн достигла 40 метров (сказалось изрезанность побережья японского архипелага). Официальное количество погибших превысило 20 000 человек. Кроме этого пострадала атомная станция Фукусима 1, что привело к большому выбросу радиоактивных веществ (до 10% Чернобыля) и экологической катастрофе.

2. Оползни

Это явление ответственно примерно за 7% всех цунами. Чаще всего они вызываются землетрясением, при этом с одного края бухты или устья реки сходит оползень, а на другую сторону обрушивается волна цунами. Подобное явление наблюдалось 9 июля 1958 года в бухте Литуйя (Аляска), когда масса породы, льда и снега обрушилась в воду с высоты более километра. На противоположной стороне бухты высота волны превысила 520 метров.

3. Извержение вулкана

Извержения отвечают примерно за каждое 20-е цунами, которые образуются в результате долго спящих вулканов. При мощном взрыве эффект сотрясения почвы усиливается попаданием больших масс воды в кальдеру. Взрыв вулкана Кракатау в 1883 году породил мощную длинную волну, так что повреждения получили гавани удаленные от места взрыва на многие тысячи километров. Считается что возле причалов и в океанах затонуло 5 000 кораблей, число жертв превысило 36 000 человек.

Примерно 1700-1600 лет до нашей эры назад на острове Тира в Эгейском море произошел мощный взрыв вулкана Санторин. Остров был практически уничтожен. Волны цунами поднялись до 100 метров, в результате погибла развитая Минойская культура. Считается, что именно взрыв Санторина послужил основой предания о Великом потопе.

4. Падение небесного тела

Падение астероида с диаметром в 100 метров способно создать волну цунами большой высоты, но только если расстояние от берега будет порядка 20-30 километров. А вот если небесное тело имеет поперечник измеряемый километрами, то цунами будет просто чудовищным. Желающие узнать сценарий возможного развития событий могут просто посмотреть фильм «Столкновение с бездной».

Почему цунами не опасны в океане

Итак, в океане произошло нечто, породившее цунами. Волна начинает распространяться во все стороны от своего центра, причем ее движение описывается формулой:

v = SQRT (g*H), где v — скорость движения волны, g — ускорение свободного падения, H — глубина океана.

Средняя глубина Мирового океана составляет 4 километра. Несложно рассчитать, что скорость распространения волны будет 200 м/с. Дальше в дело вступает физика волновых явлений. Волна имеет длину десятки, а то и сотни, километров, период колебаний измеряется десятками минут. После расчетов становится видно, что волна в океане поднимается примерно на полметра, а для современных кораблей такие волны угрозы не несут, часто ее просто не замечают.

Почему цунами грозны на побережье

При приближении к цунами к берегу ситуация начинает меняться — связано это с резким уменьшением глубины океана. Скорость волны и ее длина падают, период колебаний сокращается, зато начинает расти амплитуда (то есть высота волны), которая может достигать десятков метров. Сила удара волны по побережью определяется как ее кинетическая энергия, которая равна половине произведения массы воды и ее квадрата скорости. При этом скорость все еще держится на уровне 200 км/ч. Опасность несут и повторные волны, хотя они будут слабее каждая предыдущей, которые приходят вслед за схлынувшей волной через 20-80 минут. Поэтому возвращаться на побережье можно лишь спустя несколько часов, когда пройдет несколько повторных ударов цунами.

Признаки приближения цунами

Главным, и наиболее грозным, предвестником цунами является отход воды от берега. В этот момент обнажается дно океана, но чем дальше уходит волна, тем страшнее будет последующий удар цунами. Часть людей в это время начинает изучать океанское дно, собирать дары моря, а нужно просто бежать подальше от океана, чем дальше и выше, тем надежнее.

Произошедшее подводное землетрясение на суше ощущается как легкое колебание почвы, но жителям цунамиопасных районов лучше сразу направиться подальше от моря.

Еще одним признаком приближения цунами может служить странный дрейф льда и других предметов.

Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов

Источник