Бойся волны-убийцы. Цунами: волны-убийцы Можно ли как-либо противостоять этому

Стихийные бедствия угрожают обитателям нашей планеты с начала цивилизации. Где-то в большей мере, в другом месте в меньшей. Стопроцентной безопасности не существует нигде. Природные катастрофы могут приносить колоссальный ущерб. Стихийные бедствия чрезвычайно разнообразны. Как и между всеми природными процессами, между стихийными бедствиями существует взаимная связь. Одна катастрофа оказывает влияние на другую, бывает, первая катастрофа служит спусковым механизмом последующих. Никто не может управлять природой. Человеку пришлось научиться уживаться с сильными штормами, вторжениями горячего воздуха, безжалостными засухами, длительными похолоданями. Наиболее тесная зависимость существует между землетрясениями и цунами, извержениями вулканов и пожарами. Тропические циклоны почти всегда вызывают наводнения. Землетрясения также могут вызвать оползни. Те в свою очередь, могут перегородить речные долины и вызвать наводнения. Между землетрясениями и вулканическими извержениями связь взаимная: известны землетрясения, вызванные вулканическими извержениями, и, наоборот, вулканические извержения, обусловленные быстрым перемещением масс под поверхностью Земли. Тропические циклоны могут служить прямой причиной наводнений как речных, так и морских. Атмосферные возмущения и обильные дожди могут оказать влияние на оползание склонов. Пыльные бури являются прямым следствием атмосферных явлений. Авторы программы расскажут о стихийных бедствиях, произошедших за последние сто лет в разных уголках земного шара.

Известно, что волны являются порождением ветров. Они возникают вследствие того, что воздушные потоки взаимодействуют с верхними слоями толщи воды, перемещая их. В зависимости от скорости ветра, волна может перемещаться, преодолевая огромные расстояния. Как правило, из-за снижения уровня кинетической энергии волны не успевают добраться до суши. Чем слабее ветреные потоки, тем, соответственно, мельче волна.

Возникновение волн происходит закономерно. Здесь всё зависит от ветра: его скорости, площади охватываемого пространства. Как правило, отношение максимального значения высоты волны относится к её ширине как 7:1. Так, ураган средней силы может порождать волну высотой до двадцати метров. Такие волны выглядят ошеломляюще: они пенятся, издают чудовищный звук, перемещаясь. Наблюдение этой гигантской волны похоже на просмотр фильма ужасов со спецэффектами.

В 33-м году прошлого века моряки корабля «Ramapo» зафиксировали самую большую океаническую волну. Её высота составляла тридцать четыре метра! Волны такой высоты именуют «убийцами», так как они без труда могут поглотить огромные корабли. Учёные полагают, что данное значение высоты волны - не предел. Теоретически, максимально возможная высота волны составляет шестьдесят метров.

Кроме ветров, причиной возникновения волн могут быть оползни, извержения вулканов, землетрясения, падение метеоритов, взрывы ядерных бомб. Импульс высокой мощности порождает волну, которая называется «цунами». Эти волны характеризуются большой длиной. Дистанция между гребнями цунами может быть равна десяткам километров. Ввиду этого, высота таких волн в океане составляет, от силы, метр. При этом показатели скорости шокируют: цунами могут преодолевать восемьсот километров за один час. Из-за сжатия длины во время приближения цунами к суше увеличивается высота волны. Поэтому возле береговой линии значение высоты цунами в разы превосходит размеры больших ветровых волн.

Также цунами могут возникать из-за тектонических смещений, разломов океанического дна. При этом миллионы тонн воды начинают резкое движение, перемещаясь со скоростью реактивного самолёта. Такие цунами обескураживают: во время передвижения к береговой линии волна набирает гигантскую высоту, а затем накрывает землю водной стеной, поглощая всё своей мощью. Масштабы такой катастрофы сложно недооценить: цунами запросто может уничтожить целый город.

Наибольшая вероятность испытать на себе пагубное влияние цунами приходится на заливы, которые имеют довольно высокий берег. Такие места - настоящие ловушки для гигантских волн. Они способны притягивать цунами безо всякого предупреждения. С берега может быть видно, будто происходящее - прилив моря (либо отлив). В крайнем случае, можно подумать, что надвигается шторм. Но уже через несколько минут волна неописуемых масштабов может поглотить огромную территорию. Естественно, такая внезапность цунами не позволяет людям эвакуироваться. Сегодня в мире очень мало мест, в которых можно встретить службу оповещения о приближении цунами. Поэтому, как правило, огромные волны влекут за собой тысячи смертей и колоссальные разрушения суши. Можно вспомнить цунами, которое произошло в 2004 году в Таиланде: это была настоящая катастрофа.\

Помимо заливов с высокими берегами, к зонам риска относятся территории, на которых наблюдается повышенная сейсмическая активность. Японские острова - места, которые постоянно атакуют волны разных размеров. В 2011 году на побережье одного из островов (Япония, Хонсю) нашла волна высотой сорок метров. Тогда цунами вызвало землетрясение, которое было самым сильным в Японии за всё время. Землетрясение и цунами в том году забрало жизни пятнадцати тысяч людей. Многие считаются пропавшими без вести: их унесла волна.

Эта катастрофа, вызванная цунами - не единственная в истории Японии. В восемнадцатом веке (1741 год) произошло извержение вулкана, вследствие чего возникла огромная волна. Высота этого цунами составила девяносто метров. Затем, в 2004 году, из-за землетрясения, возникшего в Индийском океане, японский остров Ява, а также Суматра были подвержены нападению гигантской волны. В тот год цунами забрало жизни трёхсот тысяч жителей. Это было самое масштабное в мире (по количеству унесённых жизней) цунами.

В 1958 году цунами настигло залив Литуя, который находится на Аляске. Здесь была зафиксирована волна, высота которой составляла пятьсот двадцать четыре метра. Огромный оползень стал импульсом, толчком к возникновению этой чудовищной волны, которая двигалась со скоростью больше ста пятидесяти километров в час.

«Волна-убийца» - это не журналистская выдумка, а серьезный научный термин. О том, чем такие волны отличаются от цунами, и чего стоит бояться на пляже, рассказывает GEO лауреат премии «Для женщин в науке» Ирина Диденкулова

текст: Карина Назаретян

Zacarias Pereira da Mata Shutterstock

Что такое волны-убийцы?

Журналисты часто путают их с цунами, но это совсем другое явление. Вот, например, стоите Вы на берегу и наблюдаете за волнами. Все волны немножко разные: одна чуть больше, другая - чуть меньше. И вдруг в этом случайном поле появляется очень большая волна. Появляется она случайно, без какой-либо явной предпосылки. Такие волны принято называть волнами-убийцами.

А как отличить волну-убийцу от просто большой волны?

Возьмем интервал времени (например, 20 минут), в который умещается больше сотни волн. Вы отбираете из них треть самых больших и находите их среднюю высоту. Волна-убийца должна быть как минимум в два раза выше этой средней высоты самых больших волн.

При таком определении, конечно же, далеко не каждая волна-убийца может кого-то «убить». Если общее фоновое волнение слабенькое, то и «убийца» будет небольшая. Поэтому волны-убийцы опаснее всего во время шторма, когда фоновое волнение и без того значительное. Причем главная их опасность - в неожиданности. У них нет источника как такового, и из-за этого их нельзя предсказать.

Как же так? Должна же быть какая-то причина?

Существует много причин. Например, когда волны движутся навстречу течению. Оно постепенно затормаживает волны, и в какой-то момент происходит всплеск. Другой механизм - это различные фокусировки. Например, когда волны движутся с разными скоростями. В какой-то момент они все встречаются и складываются в одну большую волну.

Еще есть механизм модуляционной неустойчивости волн. Это когда последовательность почти одинаковых волн постепенно разбивается на группы больших и очень энергичных волн, и уже в этих группах зарождаются волны-убийцы. Можно сказать, что волны любят жить группами.

Есть взаимодействие волн и атмосферы. На мелководье волны сложно взаимодействуют как между собой, так и с морским дном и берегом, и это тоже порождает волны-убийцы.

И это совсем нельзя предсказать?

Для этого нужна сложная система, но общую такую систему построить, как мне кажется, нельзя. К тому же надо различать волны в открытом океане, у берега и на самом берегу. Если говорить о волнах на берегу, то нужно, чтобы на каждом пляже был установлен датчик, который бы отлавливал эти волны. И еще чтобы был человек, который бы все время за этим следил. То есть пока слабо верится, что это можно внедрить.

Более реалистичным мне кажется вероятностный подход. Можно выявлять условия, которые способствуют появлению волн-убийц. И когда мы заведомо знаем, что вероятность их появления велика, объявлять предупреждения. Например, таблички «Опасно» и «Бойся волны-убийцы». Или выставлять красные флажки во время купания.

Ну и третья возможность - это комбинация этих двух подходов: начинать особо внимательно следить за датчиком, когда вероятность появления волны-убийцы велика.

А если бы можно было расставить на пляже датчики, то можно было бы точно предсказывать волны-убийцы?

Не предсказывать, а фиксировать. Но если человек достаточно далеко ее зафиксирует - за пять-десять минут от берега - этого достаточно, чтобы люди отошли от воды.

Поможет ли ваша работа предотвращать катастрофы, вызванные волнами-убийцами?

Конечно, для этого все и делается. Моя часть - береговая: то, что происходит в прибрежной зоне. Наверное, наша заслуга в том, что мы стали настаивать: у берега тоже бывают волны-убийцы. К корабельным авариям прибрежные волны отношения не имеют, но они ответственны за гибель людей на берегу - когда кого-то смывает волной. Такое бывает довольно часто.

Сейчас мы смотрим, какие береговые конструкции более опасны. Похоже, что некоторые из них - например, парапеты, - как будто провоцируют появление волн-убийц во время шторма. Потому так много смертей случается на крутых откосах и на парапетах.

Еще тут очень важен вопрос образования. Нужно, чтобы люди понимали, что может произойти, чего ждать от моря, как вести себя на берегу. Этого тоже пока не хватает.

Кстати, правда ли, что бывают цунами в реках и озерах?

Да. Если мы определяем цунами как длинную волну, то нам все равно, где сошел оползень: в море, океане или в реке или озере - он и там, и там вызовет эту большую волну. Дело только в масштабах: понятно, что в озере просто не так много воды, чтобы нанести большой урон.

С озером у нас есть хороший пример на Камчатке - озеро Карымское. Это вулканическое озеро, и внутри него, под толщей воды, в 1996 году произошло извержение вулкана. Волна на берегу достигала 30 метров.

А с реками есть красивый исторический нижегородский пример. Мы нашли его по летописи. В 1597 году целый Печерский монастырь сошел в Волгу. В результате этого образовалась волна цунами, которая выбросила лодки на 40 метров от берега. Кстати, этот монастырь у нас и сейчас стоит, правда, уже новый: его потом много раз заново отстраивали.

Что сложнее прогнозировать - волны-убийцы или цунами?

Это разные явления, тут и масштаб бедствий разный. Цунами - это сумасшедшая по энергетике волна. От нее очень много разрушений. С волнами-убийцами не так: они отличаются от обычных волн амплитудой. Их опасность - в неожиданности.

Конечно, цунами легче прогнозировать. И уже сейчас делают это сво всяком случае, те цунами, что вызваны землетрясениями. Происходит землетрясение, дальше оцениваются его параметры. На основе этих расчетов смотрят, какая может быть сгенерирована волна цунами, и рассчитывают распространение этой волны.

Но это с цунами от землетрясений. А, например, для цунами, вызванных оползнями, никаких прогнозов пока не делается.

Моя работа помогает оценить высоту волны на берегу. В частности, мы проводили анализ того, какая волна более опасна, какая - менее. И можно ли, приблизительно зная форму волны, делать какие-то выводы о дальности ее наката и о том, насколько сильным будет наводнение. Хотелось бы, конечно, чтобы это когда-то использовалось на практике.

А как вы думаете, когда это будет использовано?

Это не от нас зависит. Наука очень далеко шагнула за последние десять лет. Но за оперативные системы отвечают не ученые, за них отвечают другие государственные структуры - такие, например, как МЧС. И они живут по своим законам, зачастую мало интересуясь современными возможностями и разработками. И это не только в нашей стране, это вообще в мире.

Например, в средиземноморской системе оповещения о цунами до сих пор пользуются матрицей принятия решения, которая основана исключительно на магнитуде землетрясения. При магнитудах землетрясения больше 6.5 объявляется тревога цунами, при магнитудах от 6 до 6.5 - предупреждение. Понятно, что такой метод неточный и ведет к серьезным просчетам и ошибкам. Но в тоже время он удобен своей простотой, поэтому от него трудно отказаться даже во имя значительных улучшений.

А как изменить систему оповещения? Нужно посадить на местах разбирающихся людей?

Да, конечно. В первую очередь надо, чтобы человек был более квалифицированным, умел работать с новой системой, которая заведомо сложнее таблички. Ну и, конечно, нужно внедрить соответствующую систему - то, с чем человек будет работать.

Расскажите, пожалуйста, про каталог волн-убийц в Мировом океане , который вы составили.

Это интересная игрушка, мне она нравится - неожиданно много удалось вытащить фактически из ничего. Мы собирали информацию из СМИ: газеты, ролики YouTube, навигационные сайты. Получали информацию и просто от людей, из личных разговоров. Я попробовала это в первый раз в 2005 году, но тогда удалось отобрать только девять событий. Это немного, но уже что-то, потому что попыток упорядочить аварии, которые происходили по вине волн-убийц, до этого не было.

Зато за последующие пять лет удалось собрать почти сто событий, из которых мы вытащили максимум информации: на какой глубине была волна, когда, где, при каких условиях. С разных сторон посмотрели, и получилась довольно интересная статистика. Ее действительно все любят: ученые за то, что там есть, над чем подумать, а журналисты - потому что там собраны такие страшилки.

Когда все-таки можно будет предсказывать цунами и волны-убийцы?

Вообще, на разработку и внедрение любой системы уходят годы. Сначала ее нужно придумать, потом запустить, тестировать, пока она не начнет работать в штатном режиме. Надо брать лет пять, как минимум.

Если говорить о цунами, то есть система предупреждения о цунами на тихоокеанском побережье на Дальнем Востоке, а, например, на Черном и Каспийском морях- нет. При этом просто полностью переложить дальневосточный опыт на Черное и Каспийское моря тоже нельзя: особенности у этих бассейнов разные, надо их учитывать и систему отлаживать соответствующим способом. Ну а про несовершенство имеющихся систем я уже говорила. Тем не менее, чтобы что-то улучшать, всегда лучше, чтобы что-то уже было.

По волнам-убийцам пока еще совсем ничего нет.

А когда это получится сделать?

Скажем так: я надеюсь, что на своем веку я это застану. В конце концов, все рано или поздно должно сдвигаться с мертвой точки.

Ирина Диденкулова, старший научный сотрудник кафедры «Прикладная математика» Нижегородского государственного технического университета им. Р. Е. Алексеева, лауреат премии Л’Ореаль-ЮНЕСКО «Для женщин в науке».

Мелодичное японское слово «цунами» значит «волна в гавани». Это явление издавна несет людям страшные разрушения и смерть: о нем упоминается в хрониках многовековой давности. В среднем за столетие на Земле происходит от семи до десяти разрушительных цунами.

От Ромула до наших дней

Греческий историк Фукидид, живший в V веке до нашей эры, возможно, первым высказал догадку, что исполинские волны, накатывающие на берег и сметающие все на своем пути, порождены подводными землетрясениями. И действительно, цунами -- это огромная океанская волна, возникшая в результате землетрясения в глубинах океана или в прибрежной зоне. Подобная волна может образоваться и вследствие громадных оползней, схода ледников или падения крупного метеорита. Ее скорость может достигать 1000 км/час. В очаге зарождения высота волны может быть всего от полуметра до 5 м. В прибрежной зоне ее скорость значительно падает, но размеры при этом могут достичь невероятных величин – от 10 до 50 м.

Летописи говорят: в 1540 году возникшее в результате землетрясения цунами накрыло окруженную со всех сторон морем Венецию. Город был основательно разрушен, погибло около 1000 его жителей. Через два с лишним века случилась новая трагедия: 1 ноября 1775 года в центре Атлантического океана произошло мощное землетрясение, после чего 20-метровые волны обрушились на столицу Португалии. В течение нескольких минут Лиссабон практически был стерт с лица земли, более 100 тысяч человек лишились жизни. Волны достигли даже испанских и африканских берегов, принеся немало несчастий жившим на них людям. Силу разрушительной стихии испытала и наша страна: в 1952 году почти 20-метровые волны обрушились на Сахалин, Курильские острова и Камчатку. Практически полностью был уничтожен самый крупный из островных городов Северо-Курильск, пострадал Петропавловск Камчатский. Жертвами катастрофы стали 2300 человек.

Страшные рекорды

Рекордным по высоте стало цунами в северо-восточной части Тихого океана. В заливе Литуя, что у южного побережья Аляски, 9 июля 1958 года на самой кромке берега произошло сильное землетрясение, в результате которого почти с километровой высоты в воды залива обрушилось более 30 миллионов кубометров скальных пород и льда. Волна высотой 524 метра (!) снесла с высоких берегов всю растительность и даже грунт. Многочисленных человеческих жертв удалось избежать лишь потому, что людей на этом пустынном берегу практически не было. К сожалению, малые человеческие потери при цунами – скорее исключение, чем правило.

16 августа 1976 года громадная волна возникла в филиппинском заливе Моро всего в паре десятков километров от густонаселенного побережья. Очень немногим из тех, кто находился вблизи берега, удалось спастись. Число жертв превысило 5000 человек.
До поры, до времени мирно вел себя Индийский океан. Но настал декабрь 2004 года. В тот трагический день ничто не предвещало беды, никаких сообщений о надвигающейся стихии не поступало. Цунами было спровоцировано сильнейшим землетрясением на дне Индийского океана, однако для жителей Тайланда и многочисленных туристов начало катастрофы стало внезапным, поскольку толчков землетрясения, способных предупредить о надвигающемся бедствии, почти не ощущалось. Люди почувствовали неладное только тогда, когда морская вода вдруг начала отходить от побережья, обнажая дно. Через какие-то минуты она вернулась в виде 15-метровой волны, надвигавшейся на берег единым широким фронтом. Заметить ее с берега было трудно - волна не имела пенного гребня и долгое время сливалась с гладью моря. Когда ее увидели, было уже слишком поздно. К сожалению, у людей была лишь пара минут, чтобы покинуть опасное место. Волна-убийца оставила после себя страшную картину: были полностью разрушены практически все строения. Общее число жертв превысило 230 000 человек. В результате природной катастрофы серьезно пострадала экономика страны, прежде всего - рыболовство и туризм, что лишило средств к существованию многие таиландские семьи. В большей или меньшей степени катаклизм коснулся 14 стран в бассейне Индийского океана.

Кто настоящий убийца?

Анализ показывает, что частота возникновения цунами, а также масштаб бедствий в последние годы заметно выросли. И многие специалисты стали высказывать предположения о рукотворных причинах возникновения волн-убийц. Некоторые эксперты говорят о том, что причиной цунами могут быть испытания сейсмического оружия. И надо сказать, для подобных выводов есть основания. Идея создания сейсмической бомбы родилась в Англии еще в период Второй мировой войны. Мощная бомба с очень прочным обтекаемым корпусом сбрасывалась с большой высоты. Благодаря солидной массе и высокой скорости падения она значительно углублялась в грунт, где и взрывалась, разрушая даже очень глубокие и защищенные подземные коммуникации и сооружения. По такому же принципу могут действовать боеголовки некоторых современных бомб и баллистических ракет. Учитывая мощность современных ядерных зарядов, рукотворное землетрясение уже не кажется невыполнимой задачей. Ученые говорят уже и о тектоническом оружии, правда, пока, гипотетическом. Таковым называют устройства или системы, при помощи которых можно искусственно вызвать в заданных регионах планеты землетрясения, извержения вулканов или похожие явления путем воздействия на естественные геологические процессы. Насколько подобная задача близка к реализации, сказать трудно. Зато известно, что идея использовать искусственное цунами для удара по потенциальному противнику всерьез рассматривалась в Советском Союзе во второй половине 50-х годов прошлого века в ходе создания первой советской атомной подводной лодки проекта 627. Одновременно с ней создавались новые виды ядерного оружия, и возникла мысль объединить эти две новинки. Автором идеи был академик А. Д. Сахаров. Была спроектирована специальная торпеда Т-15. При заданной дальности стрельбы в 30 км получился монстр длиной 23 м, диаметром полтора метра и весом 40 тонн. Из-за ее гигантских размеров подводный корабль мог брать на борт лишь одну такую торпеду. Стратегия предусматривала скрытый подход советских лодок сразу к двум побережьям американского континента -- восточному и западному - и одновременный залп с нескольких лодок торпедами Т-15. Взрыв мегатонных ядерных зарядов должен был произойти под водой в нескольких километрах от берега. Предполагалось, что возникшие после взрыва исполинские рукотворные цунами сметут все на обоих побережьях Америки (например, Нью-Йорк, Бостон, Филадельфию на востоке, Лос-Анджелес и Сан-Франциско на западе). К счастью, этим планам не суждено было сбыться. Согласно бытующей легенде, при обсуждении проекта якобы один из адмиралов заявил: «Мы, военные моряки, привыкли воевать с вооруженным противником, а не с мирным населением городов». Никто сегодня не поручится, что такие слова прозвучали, но, так или иначе, первую атомную подлодку вооружили обычными противокорабельными торпедами. И в самом деле, человечеству с лихвой хватает бедствий, которые приносит ему стихия.

P.S. 7 июня 1692 года землетрясение и последовавшее за ним цунами уничтожили столицу острова Порт-Ройал. Небольшой город лишь формально числился владением английской короны. На практике это была вотчина пиратов, одно время его вице-губернатором был даже знаменитый флибустьер Генри Морган. Пиратская столица была разрушена полностью -- одна его половина ушла под воду с первыми ударами подземной стихии, а вторая была затоплена и уничтожена возникшим цунами. Погибло от 5 до 10 тысяч жителей. Из 50 находившихся в гавани кораблей ни один не уцелел. Исчезла и могила знаменитого пирата.
***
Разрушительные цунами у Японских островов бывают в среднем через каждые семь лет. Серьезным потрясением для человечества стало цунами 11 марта 2011 года, когда 40-метровые волны обрушились на берега Японии. Главным словом в те дни стало «Фукусима». Носящая это имя японская АЭС сильно пострадала от разрушительного воздействия огромной волны. Последствия катастрофы ощущаются до сих пор. Поговаривали даже о «втором Чернобыле», правда, было это сильным преувеличением.