Вы никогда по-настоящему не видели приближающегося цунами.
В открытом океане цунами невидимы. Лодка может пройти сквозь 50-футовые волны и ничего не почувствовать. Оно превращается в монстра только при достижении мелководья. Именно поэтому это японское название так много значит. Цунами примерно означает «гаванские волны». Это наблюдение, а не паника, рожденная из наблюдения. Опасность можно увидеть только на краю суши.
Это не просто большие волны. Это геологические события.
Они начинаются с вертикального движения. Землетрясения заставляют дно океана двигаться вверх и вниз. Оползень обрушивается в глубину. Подводный вулкан извергается. Водный столб выталкивается. Море реагирует, пытаясь снова выровняться. Вступает в силу гравитация. Энергия распространяется во всех направлениях.
История полна результатов такой физики. Землетрясение в Лиссабоне 1755 года вызвало огромные волны, затопившие центр города. Однако в современную эпоху случались более страшные события.
В июле 1998 года под водой произошло землетрясение у берегов Папуа — Новой Гвинеи, вызвавшее огромные волны высотой 10 метров. Погибли тысячи людей. Это было жестоко и внезапно.
Затем наступило 26 декабря 2004 года.
У берегов Суматры произошло землетрясение магнитудой 9,0. Смещение водной массы было катастрофическим. Последовавшее цунами ударило по Индийскому океану: Индонезия, Шри-Ланка, Таиланд и Индия. Число погибших достигло примерно 250 000 человек. Разрушения только в Северной Суматре унесли более 100 000 жизней. Волны прошли большое расстояние и нанесли ущерб побережьям Сомали и Сейшельских островов.
Предупреждений не было.
В отличие от Тихого океана, в Индийском океане нет сети раннего обнаружения. Этот пробел мучает научное сообщество. Он ведет к сотрудничеству. В ноябре 2008 года системы предупреждения о цунами Германии и Индонезии были введены в эксплуатацию. Их разработка получила сильную поддержку со стороны GFZ Potsdam. Цель проста. Речь идет о выигрыше времени. Даже 5 минут могут спасти жизнь.
Но понимание физики может объяснить, почему вода движется именно так.
Цунами фундаментально отличаются от штормовых нагонов. Волны, вызванные ветром, являются мелководными, неравномерными и медленными. Цунами — это явление глубоководного океана. Его скорость определяется кажущейся простой формулой.
Скорость равна квадратному корню из произведения ускорения свободного падения на глубину.
$$c = \sqrt{g \times d}$$
Когда вы подставляете числа для Тихого океана, все меняется. Глубина обычно составляет 5000 метров. Гравитация постоянна. Давайте посчитаем.
Волны движутся со скоростью около 224 метров в секунду. Это 805 километров в час. Быстрее, чем коммерческие самолеты.
Эта скорость также включает в себя другие странные свойства. Длина волны (расстояние от гребня до гребня) составляет несколько сотен километров. Время между волнами может составлять минуты или даже часы. Маленькие рябь не следуют друг за другом. Вы можете увидеть огромную стену медленно движущейся воды.
По мере приближения стены к суши правила меняются.
Глубина воды уменьшается. Глубина (d ) падает. Уравнение показывает, что скорость также должна уменьшаться. Энергии некуда деваться, кроме как вверх.
Волны накапливаются. Они сжимаются. Применяется логика заторов. Когда дороги сужаются, машины часто скапливаются вместе. Когда дно поднимается, вода скапливается. Высота может достигать 30 метров. 30 метров — это высота небоскреба.
Когда волны входят в залив или гавань, их эффект усиливается резонансом. Естественные колебания массы воды совпадают с входящими волнами. Нагон удваивается или утраивается.
Обычно сначала вода отступает. Это ужасный признак. Вода отступает на несколько сотен метров, обнажая морское дно. Кажется, что отлив. Но это не так. Это впадина волны, которая прибывает перед гребнем.
Затем наступает стена.
Японское искусство давно запечатлело этот страх. Гравюра Кацусики Хокусая «Большая волна у Канагавы» изображает закручивающуюся волну, похожую на коготь. Это символ силы природы. Говорят, что Дебюсси был вдохновлен ею для создания своего произведения «Море».
Но искусство статично. Реальность динамична. Она все еще здесь.
