IV.Механизмы образования и география цунами

Цунами вызываются тектоническими землетрясениями под дном морей и океанов. Поэтому, прежде чем выяснять механизм формирования цунами, необходимо рассмотреть причину и механизм возникновения землетрясений.

О них известно следующее. Место, где происходит землетрясение, называется гипоцентром. Проекция гипоцентра на поверхность каменной оболочки именуется эпицентром. Именно там происходят наибольшие разрушения. Это – эпицентральная область. На поверхности литосферы форма ее овальная. Размер зависит от магнитуды землетрясения: при магнитуде 5 баллов по шкале Рихтера длина овала достигает 11 км, ширина – 6 км. При катастрофических землетрясениях (магнитуда 8) эти цифры соответственно возрастают до 200 и 50 км.

От гипоцентра распространяются продольные и поперечные сейсмические волны. Продольными называются дислокации типа расширения и сжатия. Скорость их распространения почти в два раза больше поперечных дислокаций типа сдвигов с образованием микропустот.

Если соединить границы эпицентральной области с гипоцентром, получим тело, испытавшее сотрясение при землетрясении. Им будет конус (рисунок 1), что естественно при сферической форме Земли. Тектонических (литосферных) плит (прямоугольных параллелепипедов) на земном шаре теоретически быть не может (рисунок 2).

Рисунок 1. Конус, объемное тело, сотрясающееся при землетрясении.

Рисунок 2. Так бы располагались тихоокеанская и евроазиатская плиты на земном шаре.

Такая плита коснулась бы поверхности планеты в одной точке, столкнулись бы две плиты высоко в воздухе. Литосферные плиты получаются при перемещении материков на географической карте, или по горизонтальной плоскости. Тем самым, неосознанно форма нашей планеты принимается плоской, как думали люди в древности, но Земля другая – шар.

Конус может погружаться в пустоту. Раз пустот на глубинах десятков и первых сотен километров нет, значит, они возникают и сразу же заполняются конусами. Причина формирования конусов в гравитационном поле Земли, обязывающим все тела на ее поверхности занять как можно более близкое положение к центру планеты, что ведет к сокращению объема каменной оболочки. Масса же ее не меняется. Следовательно, увеличивается плотность глубинного вещества. Вещество большей плотности занимает меньший объем от предыдущего с возникновением пустоты, в которую мгновенно проваливается конус вышележащих пород. Происходит землетрясение. Последующее полное заполнение возникшего свободного пространства фиксируется серий афтершоков с постепенным ослаблением сотрясений [1].

Итак, сейсмичность вызвана наличием гравитационного поля, сокращающего объем каменной оболочки земного шара, что увеличивает плотность глубинного вещества с образованием пустот, в которые мгновенно проваливаются конусы вышележащего вещества литосферы, что и фиксируется землетрясением. Это реальный мир нашей планеты. Людям необходимо принимать его таким, какой он есть, понимать, что тектонические землетрясения – обычные явления на Земле, происходящие постоянно и повсеместно. Предотвратить их нельзя.

Подготовка к увеличению плотности глубинного вещества идет длительное время: сотни и тысячи лет. Для земного шара с его временем существования миллиарды лет это ничтожно малые промежутки времени, а для человека – огромные, потому что миры времени Земли и человека различны. Отличен и мир пространства. При опускании конусов на поверхности литосферы возникают понижения, в которые сносятся глины, пески, накапливающиеся в виде слоев. В верхней части литосферы нет места, где бы не было слоев. Следовательно, везде и постоянно на Земле происходят землетрясения разных магнитуд, потому что объем ее каменной части постоянно уменьшается.

Переход вещества в более плотную модификацию, например, кварца – SiO₂ с плотностью 2,65 г/см³ в коусит того же химического состава, но с плотностью 2,91 г/см³, сопровождается поглощением энергии в 1,2 ккал/моль. Следовательно, для начала землетрясения энергия из глубинного вещества не выделяется, а поглощается им. Как же быть с разрушениями от землетрясений? На это же тратится энергия!

Разрушения вызываются продольными и поперечными сейсмическими волнами, формирующимися при проваливании конуса вещества.

Механизм образования таких волн достаточно хорошо изучен при плоском моделировании корабельного волнообразования: взаимодействия корпуса корабля с водной средой [4].

При равномерном и прямолинейном движении модели судна по спокойной воде при (л/L) = 0,5; V = 13 узлов за кормой отчетливо просматривается система поперечных корабельных волн, ограниченная треугольником свободно расходящихся волн. Если в непосредственной близости от корпуса такое разделение корабельных волн на поперечные и расходящиеся весьма условно, то оно вполне справедливо при рассмотрении особенностей распространения волн на большом удалении от корпуса. Там поперечные волны ведут себя как вынужденные, а расходящиеся