Цуна́ми (от яп. «бухта, залив», — «волна», дословно «волна в заливе») — морские волны, возникающие главным образом в результате сдвига вверх или вниз протяженных участков морского дна при подводных и прибрежных землетрясениях. В результате этого воздействия на всю толщу воды в океане возникают длинные и высокие волны. В открытом море такие волны практически незаметны, однако при выходе на мелководье они замедляются, резко растут в высоту и могут обрушиваться на берег в виде разрушительных водяных валов, способных проникать далеко вглубь суши.
Скорость распространения цунами составляет от 50 до 1000 км/ч; высота в области возникновения от 0,1 до 5 м, у побережий от 10 до 50 м и более. Цунами производят опустошительные разрушения на суше (например, в 1933 году у берегов Японии).
Схема образования цунами
Подавляющее большинство (около 85%) цунами вызывается подводными землетрясениями. При резком вертикальном смещении участка морского дна — его опускании или поднятии — огромная толща воды приходит в колебательное движение, стремясь вернуться к исходному уровню. Это и порождает серию распространяющихся волн.
Для возникновения разрушительного цунами землетрясение должно быть достаточно сильным (магнитуда более 7,0) и иметь неглубоко расположенный очаг.
Другими важными причинами являются:
- Подводные оползни и обвалы (около 7% случаев). Часто они сами вызываются землетрясениями. Классическим примером является оползень в бухте Литуйя на Аляске в 1958 году, когда в результате землетрясения масса льда и горных пород обрушилась в залив, породив волну рекордной высоты — более 524 метров .
- Извержения вулканов (около 5% случаев). Взрывы подводных вулканов или заполнение водой образовавшихся кальдер создают мощные волны. Наиболее известный пример — извержение вулкана Кракатау в Индонези в 1883 году, вызвавшее цунами, которые привели к гибели десятков тысяч человек .
- Метеоцунами. Это волны, сходные с цунами, но возникающие из-за резких перепадов атмосферного давления на обширной акватории, связанных с движением мощных циклонов или тайфунов. На их долю приходится несколько процентов случаев.
- Падение крупного метеорита диаметром в сотни метров может создать чрезвычайно высокую волну, однако круговая волна от точечного источника быстро потеряет свою энергию и скорее всего не нанесет существенного вреда объектам, расположенным на суше. Цунами, возикшее от падения от крупного метеорита, может быть опасным, если метеорит упадет в пределах 10-20 километров от береговой линии.
- Деятельность человека (например, подводные ядерные взрывы) и падения крупных метеоритов также теоретически способны вызвать волну, однако такие случаи крайне редки и носят локальный характер.
- Внезапный быстрый отход воды от берега на значительное расстояние и освобождение от воды дна. Чем дальше отступило море, тем выше могут быть волны цунами.
- Землетрясение. Эпицентр землетрясения находится, как правило, в океане. На берегу землетрясение обычно гораздо слабее, а часто его нет вообще. В регионах, где цунами является частым явлением, жителем предписано во время землетрясения уходить от берега как можно дальше или забираться на возвышенность.
- Необычный дрейф льда и других плавающих предметов, образование трещин в припае.
- Значительные взбросы у кромок неподвижного льда и рифов, образование толчеи, течений.
В открытом океане цунами распространяются с огромной скоростью, которая зависит от глубины воды. Скорость v рассчитывается по формуле:
ν=√gh,
где g — ускорение свободного падения, а H — глубина океана. В глубоководных районах она может достигать 500–700 км/ч, что сравнимо со скоростью реактивного самолёта
При этом в открытом море высота волны цунами редко превышает несколько десятков сантиметров или метр, а длина волны (расстояние между соседними гребнями) может составлять сотни километров . Это объясняет, почему они не ощущаются судами вдали от берега.
При подходе к берегу, где глубина уменьшается, скорость волны падает, но её энергия никуда не исчезает. Происходит трансформация волны: её длина сокращается, а высота резко возрастает, иногда до 30–40 и более метров . Перед приходом основной волны часто наблюдается быстрый отход воды от берега, обнажающий дно на значительное расстояние.
Сравнительная таблица параметров цунами и обычных ветровых волн:
Параметр | Ветровые волны | Цунами |
Скорость распространения | до 100 км/ч | до 1000 км/ч |
Длина волны | до 0,5 км | до 1000 км |
Период | до 20 секунд | до 2,5 часов |
Глубина проникновения | до 300 м | до самого дна |
Высота у побережья | до 40 м | до 70 м |
Интенсивность цунами оценивается по условной шкале, основанной на высоте волны и степени затопления побережья :
- I–II балла (слабые и очень слабые): волны высотой до 1 метра, фиксируются только приборами.
- III балла (средние): волны около 2 метров, могут затапливать плоское побережье и выбрасывать на берег лёгкие суда.
- IV балла (сильные): волны до 3 метров, приводят к разрушению прибрежных построек и человеческим жертвам.
- V баллов (очень сильные): волны 8–23 метров, обширные затопления, выброс на берег крупных судов.
- VI баллов (катастрофические): волны более 23 метров, полное опустошение побережья и приморских территорий.
Основными поражающими факторами являются непосредственный удар волны, гидродинамическое давление, а также размыв фундаментов зданий и дорог. Ко вторичным последствиям относятся пожары из-за разрушения нефтехранилищ, затопление и загрязнение источников питьевой воды, что создаёт риск возникновения инфекционных заболеваний .
Наиболее разрушительные цунами неоднократно фиксировались на протяжении всей истории человечества.
- Великое лиссабонское землетрясение (1755 г.). Вызванное им цунами, вместе с землетрясением и пожарами, практически полностью уничтожило столицу Португалии и унесло жизни от 60 до 100 тысяч человек.
- Извержение вулкана Кракатау в Индонезии (1883 г.). Цунами, порождённое взрывом вулкана, уничтожило более 5000 кораблей и привело к гибели около 36 000 человек на островах Индонезии.
- Северо-Курильск (1952 г.). Мощное землетрясение на Камчатке вызвало цунами, которое тремя волнами высотой до 15–18 метров практически полностью смыло город Северо-Курильск. Погибло более 2000 человек.
- Великое Чилийское землетрясение (1960 г.). Землетрясение магнитудой 9,5, сильнейшее в истории наблюдений, породило цунами, которое опустошило побережье Чили и достигло Гавайских островов, Японии и Филиппин, унеся жизни около 2300 человек.
- Цунами в Индийском океане (2004 г.). Это событие стало одной из самых смертоносных природных катастроф в современной истории. Землетрясение магнитудой более 9,0 вызвало волны высотой до 30–50 метров, которые обрушились на побережья 14 стран Азии и Восточной Африки. Погибло, по разным оценкам, около 230 тысяч человек .
- Цунами в Японии (2011 г.). Землетрясение магнитудой 9,0 у восточного побережья острова Хонсю вызвало мощнейшее цунами, которое привело не только к огромным разрушениям и гибели людей, но и к аварии на АЭС «Фукусима-1». Официальное число погибших в результате землетрясения и цунами составляет 15 524 человек, 7 130 человек считаются пропавшими без вести, около 6 тысяч получили ранения.
Прогнозирование цунами основано на регистрации подводных землетрясений сейсмическими станциями. Поскольку сейсмические волны распространяются намного быстрее волн цунами, есть возможность рассчитать время подхода стихии к берегу и объявить тревогу.
Современные системы предупреждения, такие как международная система DART (Deep-ocean Assessment and Reporting of Tsunamis), включают в себя донные датчики давления, которые передают информацию на поверхностные буи, а те — в центры обработки данных через спутники . Это позволяет обнаружить волну цунами непосредственно в открытом океане, подтверждая её наличие после землетрясения.
Для России, где цунами наиболее вероятны на Дальнем Востоке (Камчатка, Курильские острова, Сахалин), а также в Черноморском и Каспийском регионах, создание и модернизация таких систем является приоритетной задачей. Помимо технических средств, важнейшую роль играет просвещение населения: знание признаков приближающегося цунами (быстрый отход воды, землетрясение) и путей эвакуации на возвышенности.
В 2015 году Генеральная Ассамблея ООН провозгласила 5 ноября Всемирным днём распространения информации о проблеме цунами .
- Григорий Михайлович Стеблов: разновидности цунами //Институт физики Земли РАН. 15 ноября 2023 г.
- Самые разрушительные и смертоносные цунами в мире – история в фото // Sputnik Беларусь. 5 ноября 2024 г.
- Крупнейшие цунами XX и XXI века //Партнеры.ру (Северо-Восточный веб-портал) 27 октября 2010 г.
- 20 лет после цунами в Индийском океане: уроки разрушительной стихии //ООН Женева. 26 декабря 2024 г.
- Носов М.А., Большакова А.В. Генерация цунами землетрясением. — Москва: Янус-К, 2020.
- Мурти Т.С. Сейсмические морские волны цунами / Пер. с англ. — Ленинград: Гидрометеоиздат, 1981.
- Щетников Н.А. Цунами. — Москва: Наука, 1981. (Серия «Планета Земля и Вселенная»).