Угроза цунами: была, есть, будет

Цунами; обрушившееся на берега Индийского океана в декабре 2004 года; по оценкам специалистов, оказалось одним из самых катастрофичных за весь исторический период. Что такое цунами? Как возникают эти гигантские волны?

Какова угроза цунами для разных регионов земного шара?

На эти вопросы мы попросили ответить директора Института морской геологии и геофизики Дальневосточного отделения РАН, члена- корреспондента РАН Бориса Вульфовича Левина

— Прошло уже довольно много времени с момента катастрофы в Индийском океане. Как можно оценить это событие сейчас?

— Совершенно ясно, это — событие планетарного масштаба. По разным опенкам, катаклизмов с такой интенсивностью сейсмических колебаний за письменную историю вообще произошло, как считают, порядка пяти. Это очень большое, редкой силы событие случилось в океане, и значительная часть энергии землетрясения ушла в волну цунами.

На полевое обследование всех подобных событий всегда выезжает международная группа специалистов, в том числе российских. Ученым чрезвычайно интересно обнаружить реальные следы, но самое главное, надо восстановить, по возможности, все районы затопления. Это поможет пролить свет на механизм образования волны цунами, механизм землетрясения, ну и, наконец, поможет реально оценить, какая же была выделена энергия.

После обычных штормов следы, оставленные случившимся цунами, могут потеряться. Люди, которые видели это событие, могут исчезнуть, куда-нибудь уехать. А сейчас есть возможность опросить всех очевидцев этого события. И эти материалы чрезвычайно интересны и полезны.

— А есть ли связь между возникновением катастроф с землетрясением и цунами и положением Земли относительно нашего светила или Луны ?

— В 1755 году в Атлантике произошло гигантское цунами у берегов Испании и Португалии — так называемое Лиссабонское цунами. Оно унесло более 50 тысяч жизней в городе, имевшем население около 200 тысяч человек. Но это были жертвы как цунами, так и землетрясения. Именно после происшедшего события Иммануил Кант обратился к изучению этого яатения. В начале своей деятельности он был не столько философом, сколько физиком и последователем Ньютона. Он опубликовал две статьи по землетрясениям и утверждал, что они возникают под воздействием приливных сил на земную кору. И сегодня этот вопрос снова становится актуальным. Дело в том, что приливные воздействия Луны и Солнца оказывают сильное воздействие именно на земную кору — на верхнюю твердую часть. Приливы как бы накачивают механическую энергию в кору, в ней развиваются поврежденности, разломы. А потом происходит сброс энергии — это и есть землетрясение. Идея о том, что сброс приливной энергии происходит в виде землетрясения, как раз и принадлежит Иммануилу Канту. Кстати, надо отметить, что это «рождественское» землетрясение, повлекшее за собой цунами, произошло 26 декабря, за неделю до прохождения Землей перигелия, то есть наиболее близкого положения Земли по отношению к Солнцу.

Два других крупных землетрясения, случившихся приблизительно в этом же месте в 1968 и в 1935 годах, произошли или в начале декабря, или в конце, то есть по времени это тяготеет именно к области перигелия. Работы, публикуемые в последнее время в научных журналах, показывают, что сейсмическая и вулканическая активность существенно увеличиваются именно в осенне-зимние месяцы, когда Земля ближе всего подходит к Солнцу.

При движении австралийской и евразийской плит одна из них опустилась на несколько метров

От эпицентра землетрясения начали распространяться во все направления имантские волны

— Существует ли прямая зависимость между мощностью землетрясения и мощностью волны цунами?

— Вообще, по оценкам специалистов, в волну цунами переходит порядка одного процента энергии землетрясения. Казалось бы, не очень много, но это гигантская величина. Последнее индийское землетрясение имело энергию, примерно равную годовой энергии всех землетрясений на Земле. Если считать, что один процент ушел в волну цунами, то получаем воздействие огромной силы. Обогнув Индонезию, просочившись через все проливы, небольшая волна дошла даже до Англии, до наших Северных Курил. В Африке было довольно много разрушений.

Дело в том, что до 95 процентов цунами возникают, в основном, в результате тектонических землетрясений или тектонических подвижек, то есть от каких-то взбросов, сдвигов, смешений частей земной коры. Например, в 1994 году было землетрясение вблизи Шикотана, одного из Южно-Курильских островов. Приборами было зафиксировано, что остров опустился на 60 сантиметров.

Кроме того, землетрясение может вызвать и сход разного вида оползней: поверхностного, образовавшегося над водой, входящего в воду, а может случиться, что оползень формируется под водой. Подобное цунами возникло в 1998 году в районе Папуа Новая Гвинея, где землетрясение было не очень сильным, магнитуда была примерно 7 баллов по шкале Рихтера. Такие землетрясения обычно цунами не вызывают. Но это землетрясение спровоцировало оползень, который, скатившись по подводному склону, вызвал волну цунами, унесшую больше 3 тысяч жизней.

Это случилось вблизи побережья, и ширина области поражения была меньше 15 километров, хотя, как правило, при волне цунами такая площадь бывает гораздо больше. Она может исчисляться сотнями, а иногда даже тысячами километров. Если взять «рождественское» цунами и посмотреть протяженность берегов, на которые оно воздействовало, и где были жертвы, то я думаю, это будет одно из рекордных событий. На карте пострадавших областей видно, что они явно превышают 3-5 тысяч километров.

— Значит, цунами возникает только под воздействием подводных землетрясений?

— Есть еще несколько причин генераций цунами другими процессами. Помимо оползней, это могут быть метеорологические цунами в результате движения тайфуна. После резкого поворота тайфуна в сторону волна, образованная этим явлением в океане, дальше может двинуться самостоятельно.

Затем — подводные извержения вулканов, это достаточно часто регистрируемые случаи. Сегодня широко обсуждается возможность генерации цунами при падении метеоритов. Вполне реально и возникновение техногенных цунами при подводных ядерных взрывах, когда регистрировались более короткие волны такого типа.

Есть еще возможный источник. На дне океана обнаружены не только газовые и нефтяные месторождения, но и газогидратные. Это такая форма состояния материи — не жидкое, не твердое, не газообразное, а скорее то, что напоминает сухой лед. При некоторых условиях это вещество может очень быстро перейти в газ, и тогда его выплеск с морского дна в океан может также привести к возмущению водной поверхности.

Ученые предполагают, что существует еще один механизм образования подобных волн — стоковое цунами. Когда в океане происходит сильное землетрясение, то дно может покрыться трещинами. Если этих трещин много, то в них будет затекать вода. И если глубина в данном месте не очень большая — несколько десятков метров, то вся вода уйдет в трещины, в расширенную зону дна. Произойдет осушение. Когда оно закончится, фронты воды столкнутся, так как они должны заполнить осушенную часть. После столкновения также должна возникнуть волна возмущения, подобная цунами. Сказать, что это уже обшепризнанная теория, нельзя, пока это одна из гипотез.

Для произошедшего цунами тоже будут проведены обследования трещин на дне. Дело в том, что наличие отливной волны, предшествовавшей затоплению берега, подтверждает возможность такого явления, как стоковое цунами.

— На какие максимальные расстояния распространяется волна цунами? Если я не ошибаюсь, волна, возникшая при Чилийском землетрясении 1960 года, докатилась даже до Камчатки.

— Это не удивительно. Она докатилась до Аляски, берегов Курильских островов, Японии. Даже, кажется, были жертвы. А землетрясение, возникшее при взрыве вулкана Кракатау примерно 125 лет назад, вызвало волну, дважды обошедшую земной шар. Так устроен океан, что волны большой длины распространяются на большие расстояния. А волна цунами — очень большой длины, порядка 100 километров. Причем последняя волна была зафиксирована из космоса, длина ее иногда составляла 700 километров. Это означает, что ширина источника должна быть не меньше 500 километров. Как правило, даже катастрофические волны цунами имеют заметно меньший поперечный размер, а 500 и тем более 700 километров — это какие-то фантастические цифры. Эта волна — одна из рекордных.

Трансформация волны цунами

— Насколько я поняла, высота заплеска волны зависит именно от ее длины?

— Да, это действительно так. Высота волны в океане составляет очень небольшую величину — порядка 1 метра. Но когда цунами большой длины выходит на мелководную шельфовую зону и начинает проникать в береговой клин, она тормозится, вся ее энергия концентрируется. И волна гигантской стеной с огромной силой обрушивается на побережье.

— То есть получается, что наибольшему риску подвергаются те побережья, где широкая шельфовая зона?

— В принципе, да. Но если такая волна подходит к крутому берегу, скажем, берегу Южной Америки, некоторым островам Индонезии, где относительно крутой участок спада в океан, то может быть короткий, но все- таки очень высокий заплеск. Там другие формы взаимодействия волны с рельефом. Конечно, на мелком шельфе волна сильнее и разрушительнее. Но есть еще одна опасность, например, на Гавайских островах, где имеются удаленные песчаные бухты с очень коротким пляжем, упирающимся в высокие почти отвесные скалы. Если человек попадет в волну цунами на таком пляже, его просто разобьет о скалы.

— Поговорим о палеоцунами. Как их можно зафиксировать? Они характеризуются какими-то особыми отложениями?

— Да, это следы доисторических цунами. Поиски отложений морского песка ведутся при помощи траншей-разрезов глубиной около 2 метров перпендикулярно к линии берега. Толщина таких отложений может быть 1-2 и даже 10 сантиметров. Их обнаруживают не только вблизи берега, но иногда и в километре от него.

Сейчас в нашей стране самый сильный специалист по палеоцунами — Татьяна Пи неги на, которая живет и работает на Камчатке. Практически все тихоокеанское побережье полуострова от северной его части до мыса Лопатка на юге она исходила пешком вместе со своими сотрудниками, помощниками, студентами. Сейчас это хорошо работающее международное сообщество. Практику у Пинегиной проходят не только камчатские студенты, но и студенты из Московского университета, Сиэтла, Испании, Франции. Они наносят траншеи на многие участки побережья, обнаруживают следы заплеска палеоцунами и датируют его при помощи радиоуглеродного анализа. Для этого еще используют так называемую тефрохронологию. Вулканические извержения покрывают почву слоями пепла, которые ясно видны в разрезе отложений и хорошо датируются. Отбираются отложения между несколькими извержениями вулканов. И если находится слой песка между известными слоями, то это позволяет определить дату цунами и скоррелировать слои различных разрезов.

Татьяна Пинегина имеет сегодня уникальный материал: в ее базе данных более 50 катастрофических цунами с высотами заплеска, превышающими 15 метров. Эти древние цунами произошли на Камчатке за последние 8 тысяч лет. Цунами 1952 года тоже было катастрофическим — высота заплеска составляла около 18 метров.

Изучение палеоцунами — очень сильный научный метод для расширения каталога и, соответственно, наших знаний о цунами за период 8 тысяч лет. И это крайне важно и интересно.

— Наиболее «цунами опасный» регион — тихоокеанский. А насколько вероятно возникновение цунами в Каспийском море; на Черном море?

— В Каспийском и в Черном морях цунами не имелй большой катастрофической силы. В Черном море эти разрушительные волны с высотой до 3 метров регистрировались у турецких берегов в 1938 году. Также было довольно много сильных землетрясений во времена до Рождества Христова. Они упоминаются в летописях. То, что в последнее время не было цунами ни на Черном море, ни на Каспийском, означает, что вероятность такой опасности увеличивается. Работы, которые велись в лаборатории цунами Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН (ИОРАН) по Каспийскому морю, показали, что вероятность возникновения волны цунами с высотой до 6 метров вполне возможна[¹ Подробнее читайте статью А. Грудинкина «Цунами в Каспийском море?».].

— Появилась информация о возможных цунами на Балтике. Такое вероятно?

— Да, это вполне возможно. Действительно. есть информация о том, что на Балтике происходили землетрясения и возникали цунами[² Подробнее о цунами на Балтике читайте статью А. Никонова «Приключения бревна обыкновенного или Балтика в ярости».]. Есть данные по палеоцунами в Швеции и Шотландии. Исландия является очень активной зоной.

— С какого же времени ведутся систематические наблюдения за цунами?

— Раньше всего такие наблюдения начались, конечно, в Японии. И каталог цунами в японских научных материалах, использующих летописи, начинается приблизительно с 900-х годов. В Мексике имеется запись, датированная примерно 1500 годом.

В России об этой проблеме «узнали» только после 1952 года. Слово «цунами» не было в стране популярно, считалось, что это — японская выдумка, диверсия. Соответственно на все, что говорили и делали японцы, у нас смотрели отрицательно. Событие 1952 года стало ключевым в нашей стране. После него вышло постановление правительства об организации службы предупреждения цунами. Были выделены средства. В СССР такая служба была образована в 1958 году.

Сейчас наше научное сообщество пытается инициировать новое постановление правительства в связи с событием в Индонезии. Требуется реорганизация службы цунами, которая не модернизировалась со времени ее становления. Если сегодня событие подобной силы произойдет у наших берегов, то надо признать, что мы не очень хорошо готовы для встречи этого катаклизма.

Отложения палеоцунами

— А какие существуют методы прогноза цунами?

— Методов прогноза цунами нет, есть методы предупреждения. Прогноз обычно применяют для землетрясений. В России сейчас работают три станции, которые дают предупреждение о цунами: в Южно-Сахалинске, в Петропавловске-Камчатском и в Северо-Курильске. Работа там построена таким образом: сейсмологи несут круглосуточное дежурство. Когда происходит землетрясение, ученые определяют его направление, эпицентр, координаты и энергию. Если энергия достаточно велика, магнитуда довольно большая и произошло оно под морским дном или, по крайней мере, на суше вблизи от берега, то они оценивают вероятность возникновения волны цунами. В течение 10 минут, по правилам, они должны дать оценку возможности цунами и решить, объявить тревогу или нет. Если землетрясение произошло близко к камчатским, курильским или приморским берегам, то они сразу передают эту информацию на метеостанции, где дежурный океанограф принимает окончательное решение.

Сейсмические станции работают в системе Российской Академии наук, гидрометеостанции — в рамках Росгидромета. Когда наблюдатели обеих станций объявляют тревогу цунами, они посылают ее в администрацию района или области. Существует налаженный протокол, и уже администрация, ну, скажем, губернатор, мэр города, принимает решение дать тревогу цунами. Во всех этих городах созданы штабы по цунами, действующие по отработанным утвержденным планам. Согласно им, используя автомашины и другой транспорт, осуществляется эвакуация детских садов, школ, учреждений, а также населения на более возвышенные места.

Кроме России, такая служба организована в США, Чили, Перу и, конечно, в Японии. Повторяю, служба цунами работает по системе предупреждения, а не прогнозов. Сначала оценивается информация о сейсмическом событии, даются оценки, и потом рассылаются бюллетени. Для этой цели может использоваться и интернет. Вообще данная информация может находиться в свободном доступе в онлайновом режиме.

Последняя катастрофа с цунами имела такие тяжкие последствия только потому, что ни в Индонезии, ни в Индии, ни в Таиланде такой службы нет. Если бы служба предупреждения цунами была в странах Индийского океана, то не погибло бы такое количество людей, эта цифра была бы на порядок ниже.

А вообще нужно готовить людей и в том числе наших, которые теперь ездят по всему земному шару, к тому, что надо знать и помнить о возможности такого катастрофического события, как цунами.

Беседу вела Надежда Алексеева

Андрей Никонов