Физики МГУ обнаружили явление, которое может быть предвестником цунами

Фото: Reuters

Сотрудники кафедры физики моря и вод суши физического факультета МГУ совместно с коллегами из Японского агентства морских и наземных исследований и технологий (JAMSTEC) и Университета Кагавы (Япония) обнаружили и детально исследовали эффект генерации гравитационных волн в океане пробегающими по дну поверхностными сейсмическими волнами, сообщает пресс-служба МГУ.

Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of Geophysical Research.

Отмечается, что короткого названия для обнаруженного явления, которое правильно бы отражало его физическую суть, пока нет. В статье учёные предлагают аббревиатуру «FGSS waves» (Free Gravity waves excited in the ocean by Seismic Surface waves — свободные гравитационные волны, возбуждаемые в океане сейсмическими поверхностными волнами).

«Мы сознательно избегаем возможного термина «предвестник цунами», так как наличие или отсутствие FGSS waves не позволяет однозначно судить о приближающейся катастрофе (цунами)», — цитирует пресс-служба МГУ автора статьи, заведующего отделением геофизики, профессора кафедры физики моря и вод суши МГУ Михаила Носова.

Однако, незначительные колебания уровня моря у берега, обязанные FGSS waves, в принципе могут служить в качестве своеобразного естественного сигнала, предупреждающего о цунами. Кроме того, сами сейсмические волны являются таким предупреждающим сигналом. В отдельных случаях, полагает Носов, FGSS waves вероятно могут иметь значительную амплитуду и представлять опасность для жизни и имущества. Однако этот вопрос нуждается в специальном изучении.

Взаимное расположение эпицентров землетрясения 11 марта 2011 года и главного афтершока (звездочки) и глубоководных обсерваторий DONET (черные треугольники). На врезке показан рельеф дна в районе системы DONET. Красными квадратиками показаны GPS станции, использовавшиеся при восстановлении движения дна. Фото: Михаил Носов/МГУ

«На основе анализа записей, полученных сетью глубоководных обсерваторий DONET во время катастрофического землетрясения и цунами 11 марта 2011 года у берегов Японии, установлено, что при прохождении по дну океана волн Лява и Рэлея в водном слое возникают свободные гравитационные волны, появление которых более чем на час опережает вступление волн цунами», — говорит профессор Михаил Носов. 

Эффект воспроизведен численно с использованием разработанной на кафедре физики моря и вод суши 3D модели CPTM (Combined Potential Tsunami Model). Численные эксперименты позволили установить, что свободные гравитационные волны возбуждаются только низкочастотными компонентами поверхностных сейсмических волн и исключительно в областях крутых подводных склонов. При этом ключевую роль при генерации этих волн играют горизонтальные сейсмические движения.

Цунами. Как предупреждают их появление

Цунами — крупные волны, порождаемые мощным воздействием на всю толщу воды в океане или другом водоёме. Причиной большинства цунами являются подводные землетрясения, во время которых происходит резкое смещение (поднятие или опускание) участка морского дна. Цунами образуются при землетрясении любой силы, но большой силы достигают те, которые возникают из-за сильных землетрясений (с магнитудой более 7,0). В результате землетрясения распространяется несколько волн.

Системы предупреждения цунами строятся главным образом на обработке сейсмической информации. Если землетрясение имеет магнитуду более 7,0 и центр расположен под водой, то подаётся предупреждение о цунами. В зависимости от региона и заселённости берегов условия выработки сигнала тревоги могут быть различными.

Фото: Wikipedia.org

Вторая возможность предупреждения о цунами это предупреждение «по факту» — способ более надёжный, так как практически отсутствуют ложные тревоги, но часто такое предупреждение может быть выработано слишком поздно. Предупреждение по факту полезно для телецунами — глобальных цунами, оказывающих влияние на весь океан и приходящих на другие границы океана спустя несколько часов. Так, индонезийское цунами в декабре 2004 года для Африки является телецунами. Классическим случаем являются Алеутские цунами — после сильного заплеска на Алеутах можно ожидать существенный заплеск на Гавайских островах. Для выявления волн цунами в открытом океане используются придонные датчики гидростатического давления. Система предупреждения, основанная на таких датчиках со спутниковой связью с приповерхностного буя, разработанная в США, называется DART (Deep-ocean Assessment and Reporting of Tsunamis). Обнаружив волну тем или иным образом, можно достаточно точно определить время её прибытия в различные населённые пункты.

Существенным моментом системы предупреждения является своевременное распространение информации среди населения. Очень важно, чтобы население представляло, какую угрозу несёт с собой цунами. В Японии имеется множество образовательных программ по природным катастрофам, а в Индонезии население в основном не знакомо с цунами, что и стало основной причиной большого количества жертв в 2004 году. Также большое значение имеет законодательная база по застройке прибрежной зоны.