Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
23. О природе цунами
Утром 1 ноября 1755 г. в праздник Всех Святых нарядные жители Лиссабона заполняли церкви. Богослужение должно было начаться в 10 часов утра. Вдруг около 9 часов 45 минут послышался подземный рев, и земля заколебалась. Большинство зданий города, в том числе соборы и церкви, разрушались, погребая под обломками перепуганных людей. От свеч начались пожары. Уцелевшие люди устремились на набережную океана, считая ее наиболее безопасным от пожаров местом. Через 20 минут после подземного толчка вода океана, как бы под влиянием неожиданного гигантского отлива, внезапно отступила, увлекая за собой стоявшие на рейде суда. Обнажилось дно, покрытое водорослями и обломками. Затем с такой же стремительностью океан перешел в наступление. Появилась исполинская волна высотой не менее 12 м. Люди были унесены в океан, да и сама мраморная набережная перестала существовать. Таких волн было три.Почему же произошло землетрясение и вызванное им цунами? Тогда землетрясения рассматривались наказанием божьим. Было непонятно, зачем было наказывать людей, пришедших к богу в церкви.
Особенно часто гигантские волны после землетрясений приходили к берегам Тихого океана. В Японии их назвали цунами (большая волна в гавани).
Если цунами образуются вслед за землетрясениями, для выяснения природы цунами кратко рассмотрим причины и механизм формирования землетрясений.
Место на глубине, где зарождается землетрясение, называют гипоцентром. Проекцию его на поверхность литосферы именуют эпицентром. Вокруг него происходят наибольшие разрушения. Это - эпицентральная область овальной формы. При землетрясениях средней силы - 5 по шкале Рихтера - длина овала достигает 11 км в длину и 6 км в ширину. Катастрофические землетрясения магнитудой 8 вызывают сотрясения в овале длиной 200 км и шириной 50 км. Глубины гипоцентров чаще всего 30-40 км.
Если соединить гипоцентр с границами эпицентральной зоны, получится тело, испытавшее сотрясение. Им будет конус. Объемной тело иной формы при сферической форме Земли погружаться в недра ее не может.
При землетрясении возникают продольные и поперечные волны. Продольными называют деформации типа сжатия и растяжения. Поперечные волны представляют собой дислокации типа сдвига с появлением микропустот.
Конус горных пород может погрузиться только в пустоту. Пустоты возникают при уменьшении объема каменной оболочки с сохранением ее объема, что увеличивает плотность глубинного вещества. Более плотное вещество занимает меньший объем от исходного. В образующуюся пустоту мгновенно проваливает конус вышележащего вещества. Происходит тектоническое землетрясение с фиксацией гипоцентра и эпицентра.
Разрушенные от землетрясений города заставляют человека сделать вывод: чтобы началось землетрясение, энергия из недр должна выделиться. Но оказывается, переход вещества в более плотное состояние сопровождается поглощением энергии, а не ее освобождением.
Это кажется каким-то абсурдом! Но это реальный мир природы, а абсурд - в выделении из глубины энергии. Какой энергии?
На меня смотрят с сожалением: Как это энергия при землетрясении не выделяется, если города разрушены? Ведь на это потрачена энергия! Конечно, разрушения вызываются тратой энергии. Но эта энергия выделяется не при начале землетрясения, а при движении конуса погружающегося вещества. Генерируются продольные и поперечные волны, приводящие к разрушениям на поверхности литосферы, а на дне морей продольные волны при определенных условиях вызывают возникновение цунами.
Подобные продольные и поперечные волны образуются при быстром движении корабля с острым носом, полете пули или снаряда. По этой причине сверхзвуковую скорость самолеты преодолевают за пределами населенных пунктов.
При проваливании конуса формируются расходящиеся (продольные) волны, распространяющиеся вдоль стенок конуса в виде пакетов волн растяжения и сжатия. На поверхности литосферы по границам проваливающегося овального блока продольные волны фиксируются овальной структурой из множества высокочастотных вихрей, формирующих волны цунами. Ими вызываются колебания поверхности каменной оболочки в горизонтальной плоскости.
Поперечные волны на поверхности внутренней части опустившегося конуса ответственны за вертикальные перемещения вещества, образования трещин овальной формы, местных опустившихся блоков. Трещины не причина, а результат землетрясения.
Таким образом, цунами - морские гравитационные волны, формирующиеся по границам провалившегося при землетрясении конуса вышележащих горных пород. Генерируются цунами высокочастотными вихрями продольных волн на морском дне. Поэтому, первоначальное поле цунами представляет собой овальную область, быстро расширяющуюся во все стороны.
Распространение продольных волн пакетами сжатия и расширения вещества вызывает образование нескольких разрушительных цунами с постепенным ослаблением их энергии.
Еще больше, чем проблема цунами, людей волнуют изменения климата планеты, имеющие глобальные значения. В следующей части 24 рассмотрен конкретный пример изменения климата за один миллион лет конкретного района земного шара.