Классические цунами простираются от самого дна океана (моря), а их сила остается одинаковой на любой глубине, пусть даже она составляет не один км.
Это закономерное следствие того, что цунами, как правило, вызваны значительными сейсмическими возмущениями морского дна. Именно поэтому ученые иногда распространяют понятие сейсмических волн и на цунами. Физически все выглядит достаточно просто: на определенном участке дна происходит поднятие, в результате чего поднимается и столб воды, опирающийся на этот пласт. Соответственно на поверхности воды это тоже проявляется как некоторое возвышение, площадь которого порой доходит до 25 000 км2. В том случае, если дно опускается, поверхность воды уходит вниз и образуется впадина.
Как бы там ни было, затем в дело вступает сила тяжести, которая приводит к колебаниям толщи воды вверх и вниз на всей площади участка. В итоге формируются волны, расходящиеся концентрическими кругами, как будто в лужу бросили камушек. Существует довольно популярное заблуждение, что цунами представляет собой элементарную отдельную волну больших размеров (то, что подобное допущение противоречит законам физики, особо никого не смущает).
Однако чаще цунами образуют своего рода волновую систему.
Разрушительные цунами также способны появляться от подводных оползней и извержений вулканов. В последнем случае весьма характерным примером было мощное цунами около берегов Индонезии, произошедшее в августе 1883 г. и вызванное извержением вулкана Кракатау. Волны, достигавшие высоты 41 м, уничтожили примерно 300 населенных пунктов и унесли жизни более 40 000 человек.
Скорость ветровых волн никогда не превышает 100 км/ч. Как правило, она даже меньше. Что касается цунами, то его скорости сопоставимы со скоростями реактивных самолетов, за час смертельная волна преодолевает до 1000 км. Однако в открытом море цунами не опасно, поскольку здесь волны невысокие и пологие — иногда расстояние между гребнями составляет сотни километров. По этой причине волны цунами в открытом море заметить крайне сложно. Корабли, находящиеся в море на глубинах 180 м и более, могут не опасаться цунами. Экипажи заметят его только тогда, когда оно обрушится на берег.
При приближении к побережью и достижении мелководья волны трансформируются. Трение о дно снижает скорость перемещения, но неравномерно. Глубина, на которой располагается тыловая часть волны, обычно больше, чем глубина под передней ее частью. Поэтому тыловая часть движется немного быстрее. В результате волна тормозится, одновременно сжимаясь и увеличиваясь в высоту. Тут же накатывают следующие волны и, сталкиваясь с 1-й волной, вливаются в нее.
Около береговой черты цунами в состоянии превращаться в бурун, обрушивающийся на побережье в виде водяного вала, или бора, но обычно оно похоже на быстро появляющуюся и сильную приливную волну, которая намного превышает обычный уровень прилива.
Может показаться странным, но 1-м признаком цунами обычно служит не движущийся к берегу водяной вал, а значительное отступление воды от берега с обнажением обширных участков дна — в обмелевших заливах и бухтах бьется рыба, валяются ракушки и т. д. От того, что 1 -м подойдет к берегу — гребень или подошва волны, зависит то, какой будет картина случившегося (водяной вал или отступление воды).
В начале ноября 1837 г. обитатели острова Мауи Гавайи наслаждались тихим и безветренным вечером. Следующий день обещал быть таким же спокойным, но утром океан внезапно отступил, оставляя на дне рыбу и демонстрируя рифы. Некоторые люди заинтересовались и бросились собирать дары моря, а другие, предчувствуя недоброе, поторопились уйти на возвышенности. Через некоторое время огромный водяной вал смыл хижины деревни с побережья в озеро, расположенное на 200 м в глубь острова.
Сейсмические волны, которые могут вызывать цунами, появляются при землетрясениях. Основная часть механической энергии землетрясения тратится на разрушение горной породы в районе гипоцентра. До поверхности доходит лишь незначительная часть механической энергии, превращаясь в сейсмические волны.
Вечером того же дня несколько тысяч жителей другого гавайского острова собрались на побережье, чтобы провести богослужение. Здесь также произошел странный отлив, и опять большинство очевидцев подошли поближе, и тут перед пораженными туземцами, как будто из засады, поднялась волна высотой 6 м, приближавшаяся к берегу со скоростью бегущей лошади. Возвращаясь в океан после внезапной атаки на побережье, она захватила с собой немало местных жителей.
В Тихом океане цунами очень часто наблюдаются из-за высокой сейсмичности его бассейна. В среднем у побережий стран Тихоокеанского региона за год обязательно случается по одному мощному цунами.
Как уже говорилось, предсказывать цунами — задача не самая простая. Например, во 2-й половине XX в. почти 75% предупреждений на Гавайях были ложными. Такое положение дел приводит к беспечности местных жителей. Впрочем, время не стоит на месте и современные системы предупреждения цунами совершеннее, чем 20 лет назад. Важным их элементом является высокочувствительный донный измеритель давления, который устанавливают на дне океана и с его помощью регистрируют колебания давления воды при прохождении над датчиком волны любой мощности. Далее прибор посылает специальные акустические сигналы к буйковой станции, откуда они идут уже на спутник, после чего сообщение получает береговая служба по предупреждению цунами. Предполагается, что использование этой системы уменьшит количество ложных тревог.
Если не обеспечивать соблюдение основного условия безопасности (повышение осведомленности и просвещенности населения прибрежных государств по части цунами), то любые, даже самые совершенные технологии окажутся бесполезными. В связи с чем жителям регионов, подверженных смертельным волнам, рекомендуется при первых признаках приближения цунами искать возвышенные места. Следует помнить, что цунами перемещается с огромной скоростью, поэтому если волну видно, то убежать уже не удастся.
В каждой волне присутствует движение частиц воды по окружности или эллипсу. В ситуации с цунами данный фактор проявляется особенно сильно и играет свою роль в снижении уровня воды. Этим частично объясняется, почему вода отступает далеко от берега перед приходом 1-й волны. Пловцы до непосредственного подхода цунами ощущают, как вода тащит их от берега.
Кроме традиционных причин образования огромных волн (своего рода цунами), ученые выявили еще одну, довольно необычную: если исходить из расчетов, то волна способна образоваться тогда, когда неустойчивый айсберг опрокидывается или раскалывается на части.
Куски льда, отколовшиеся от плавающих глыб в полярных областях, являются лишь началом цепочки, которая приводит к формированию цунами. Когда айсберг постепенно тает, от него отделяются отдельные куски, из-за чего его масса перераспределяется, он приобретает вытянутую вертикально форму, становится неустойчивым, заваливается на бок и образует волну, достаточно мощную в некоторых областях Земли, например в районе Гренландии. Такие волны в состоянии стать причиной значительных разрушений и жертв.
В полярных областях возле Гренландии и Антарктиды плавает достаточно много потенциально опасных айсбергов. Расчеты показывают, что падение айсберга способно привести к образованию цунами такой же силы, что и при землетрясении до 6 магнитуд. Причем высота волны зависит от высоты айсберга и составляет 1% от нее. Таким образом, если средняя высота айсбергов в Антарктиде составляет 400 м, а наибольшая — 1 км, то высота цунами в 1-м случае будет равна 4 м, а во 2-м — 10 м.
Надо сказать, что описанная учеными модель вполне осуществима на практике. Такие процессы на самом деле происходят в природе. Цунами, образовавшиеся в результате раскола айсбергов, уже имели место около берегов Гренландии, где были разрушены несколько портов. Существуют трудности с ответом на другой интересный вопрос: а могут ли такие волны достигать населенных районов? Судя по всему, ответ положительный, поскольку не секрет, что мощность цунами по мере движения по океану почти не меняется. Так что опасность способна прийти даже оттуда, откуда ее не ждут, ведь за айсбергами в плане образования ими цунами никто не следит.
При повышении температуры на Земле увеличивается и угроза таяния ледников и айсбергов, поэтому риск образования цунами становится все более вероятным. Кроме того, существует другая, глобальная опасность: независимо от их размера, волны, образованные отколовшейся от айсберга частью, вызывают цепную реакцию: шельфовые ледники тоже начинают раскалываться и в таком раздробленном состоянии тают быстрее. Соответственно ускоряется повышение уровня Мирового океана.
