Cunamis

Cunamis – ilgos bangos, kurias jūrose ir vandenynuose sukelia povandeniniai žemės drebėjimai, vulkanų išsiveržimai, didžiulės grunto arba ledo masės, įkrisdamos nuo kranto į vandenį. Terminas kilęs iš japoniškų žodžių, reiškiančių uostą („cu“, 津) ir bangą („nami“, 波 ar 浪). Manoma, jog terminą sukūrė jūreiviai, grįžę iš atviros nebanguotos jūros, radę bangų sunaikintą uostą.

Istorija

Per paskutinius 2500 metų įvyko 368 cunamiai, vienaip ar kitaip įregistruoti žmonių atmintyje. Pastebėtina, kad 85 % visų cunamių buvo Ramiajame vandenyne, be to, tik 30 iš jų sukelti vulkanų išsiveržimų, o absoliuti dauguma – žemės drebėjimų. Tarp pastarųjų ypatingą vietą užima 1923 m. Sagamio įlankos Japonijoje cunamis. Dėl žemės drebėjimo įlankos dugnas staiga pakilo iki 230 m, išstumdamas net 22,5 km³ vandens. Tuo pat metu gretimuose rajonuose dugnas nugrimzdo. Dėl staigios dugno deformacijos į krantą plūstelėjo 10–12 m aukščio banga, kurios padariniai buvo katastrofiški.
1956 m. Aliaskos pakrantėje per žemės drebėjimą kone iš 1 km aukščio į nedidelę įlanką (11 km ilgio ir iki 200 m gylio) staiga nugriuvo apie 300 mln. m³ ledo ir uolienų. Iki pusės km aukštyn išlėkė vandens purslai, o beveik 60 m aukščio cunamio banga šluote nušlavė įlankos krantus.
Per vieną didžiausių pasaulio istorijoje cunamių 2004 metų gruodžio 26 d., po 9 balų pagal Richterio skalę sukelto žemės drebėjimo, Indijos vandenyne, netoli Indonezijos, Tailando, Malaizijos krantų, užliejus apie 10 metrų aukščio bangai, žuvo daugiau kaip 150 000 žmonių (žr. 2004 m. Indijos vandenyno cunamis).

Susidarymas

Per žemės drebėjimus dugne kartais susidaro lūžiai, kurie sukelia momentinius vandens masės, tūrio ir slėgio pakitimus. Dėl šių pasikeitimų susidaro bangos, kurios gali pasiekti ir vandenyno paviršių. Cunamio bangos dažniausiai kyla padidėjusio seismingumo Ramiojo vandenyno akvatorijose, bet jų pasitaiko ir kituose vandenynuose bei jūrose: Viduržemio, Juodojoje, Marmuro ir net Kaspijos.
Ne visus žemės drebėjimus lydi cunamio bangos. Ryškesnius cunamius sukelia tik stiprūs žemės drebėjimai (daugiau kaip 6 balų), kurių epicentrai yra palyginti negiliai: iki 40 km. Dažniausiai susidaro 3–9 bangų grupė. Jų aukštis prie kranto neviršija 5 m ir jos nesukelia katastrofiškų padarinių.

Žemės drebėjimų sukelti cunamiai

Cunamis gali kilti, kai jūros dugnas staiga deformuojasi ir vertikaliai išstumia viršutinį vandens sluoksnį. Tektoniniai žemės drebėjimai, tai Žemės drebėjimų rūšis, kurios priežastis yra Žemės plutos deformacijos; kai šie žemės drebėjimai pasireiškia po jūra, vanduo aplink deformuotą sritį yra perstumiamas iš savo pusiausvyros padėties.
Cunamio bangų aukščio amplitudė atviroje jūroje yra maža, bet bangos ilgis – didelis (paprastai šimtų kilometrų ilgio, kai įprastų okeano bangų ilgis svyruoja nuo 30 iki 40 m) , todėl šias bangas yra labai sunku pastebėti jūroje. Joms besiformuojant, sluoksnis paprastai išsilenkia apie 300 mm virš įprasto lygio. Pasiekus seklesnius vandenis, bangos aukštis staigiai kyla. Cunamis gali pasireikšti bet kokio potvynio pavidalu ir netgi atoslūgio metu vis dar gali užplūsti pakrančių zonas.
1946 m. balandžio 1 d., netoli Aleutų salų (Aliaska), įvyko žemės drebėjimas, kurio magnitudė pagal Richterio skalę siekė 7,8. To pasekoje kilo cunamis, kuris užliejo Hilo miestą Havajų salose. Plūsmo banga siekė 14 m aukštį. Žemės drebėjimas vyko Ramiojo vandenyno dugno subdukcijos po Aliaska vietoje.
1960 m. Valdivijos žemės drebėjimas (Mw 9,5) (19:11 val. UTC), 1964 m. Aliaskos žemės drebėjimas (Mw 9,2), 2004 m. Indijos vandenyno žemės drebėjimas (Mw 9,2) (00:58:53 UTC) ir 2011 m. Tohoku žemės drebėjimas (Mw 9,0) – tai naujausi galingų didelių smūgių žemės drebėjimų pavyzdžiai, kurie sukėlė cunamius (žinomus kaip telecunamiai), kurie gali kirsti ištisus vandenynus. Mažesni (Mw 4,2) žemės drebėjimai Japonijoje gali sukelti silpnesnius cunamius, kurie dar žinomi kaip vietiniai, regioniniai cunamiai. Jie gali nuniokoti netoliese esančias pakrantes vos per kelias minutes.

Nuošliaužų sukelti cunamiai

1950-ais metais buvo pastebėta, kad didesnių cunamių, nei būta anksčiau, priežastis galėjo būti milžiniškos nuošliaužos. Šis reiškinys per labai trumpą laiką išstumia didelius vandens kiekius. Krintančių nuolaužų energija persiduoda į vandenį greičiau, nei vanduo gali ją absorbuoti. Jų egzistavimas buvo patvirtintas 1958 metais, kai milžiniška nuošliauža Litujos įlankoje (Aliaskoje) sukėlė didžiausias bangas, kokios tik kada nors buvo fiksuotos. Jos siekė 524 m. Banga užplūdo sausumą beveik iš kart ir toli nesklido. Du įlankoje buvę žvejai žuvo, tačiau kiti žmonės plaukę laivu sugebėjo praplaukti bangą. Mokslininkai pavadino šias bangas megacunamiu.
Buvo išsiaiškinta, kad labai didelės nuošliaužos nuo vulkaninių salų, gali sukelti megacunamius, kurie gali skrosti ištisus vandenynus.

Meteocunamis

Kai kurios meteorologinės sąlygos, tokios kaip gili depresija formuojanti tropinius ciklonus, gali sukelti audringą bangavimą, kuris yra vadinamas meteocunamiu. Bangos sukelia kelių metrų potvynius virš įprasto lygio. Šis vandens poslinkis susidaro dėl žemo atmosferos slėgio. Kai šis audringas bangavimas pasiekia seklumas, vanduo užlieja didelius sausumos plotus (panašiai kaip cunamis).

Savybės

Cunamis žalą padaro dviem būdais: didele savo smūgio galia, kurią sukelia dideliu greičiu keliaujanti vandens siena. Dideliu savo vandens tūriu velkanti viską nuo sausumos, nors iš pažiūros banga neatrodo didelė.
Atvirame vandenyne cunamio banga tesiekia 1–2 m aukščio ir nekelia pavojaus, nes jos ilgis svyruoja nuo keliolikos iki 300–400 km. Nuo ilgio priklauso ir bangos sklidimo greitis, kuris būna nuo 100–200 iki 1000 km/val. Sklidimo greitis apskaičiuojamas pagal formulę:
 ,
kur g laisvo kritimo pagreitis, H – jūros gylis.
Povandeninių vulkanų išsiveržimo metu didžiausią impulsą cunamio bangoms susiformuoti suteikia vulkano sprogimas arba staigus milžiniškos medžiagos masės išmetimas į vandenį. Pavyzdžiui, čia gali būti gerai aprašytas Krakatau vulkano išsiveržimas Zondo sąsiauryje 1883 m. Tada Merauko miestą, esantį kitoje saloje už 60 km nuo Krakatau, užgriuvo 30 m aukščio bangos. Jos pasiekė net visai priešingą Ramiojo vandenyno krantą: Horno kyšulį, esantį už 25000 km, ir Panamą, esančią už 18200 km.

Atoslūgis

Pirmoji cunamio dalis, pasiekianti krantą, vadinama slėniu, o ne bangos ketera. Išilgai kranto pastebimai atsitraukia vandens linija, atidengdama įprastai panardintą sritį. Atoslūgis susidaro dėl to, kad vanduo yra perduodamas sklindančios bangos priekinei daliai. Vanduo atslūgsta prieš bangai pasiekiant krantą, įpusėjus bangos periodui. Slūgstantis vanduo gali atidengti plotą, siekiantį šimtus metrų ir kartais dėl to, žmonės, nenutuokiantys apie pavojų, iš smalsumo lieka netoli kranto.

Žala ir prognozės

Katastrofiškus padarinius cunamio bangos sukelia palyginti retai, tai daug priklauso ir nuo kranto sąrangos. Bangai artėjant prie kranto ir staigiai mažėjant gyliui, jos sklidimo greitis, atvirame vandenyne prilygęs reaktyvinio lėktuvo greičiui, staiga krinta iki 30–100 km/val. bangos ilgis taip pat staiga sumažėja, bet padidėja aukštis. Prie atvirų, išlygintų krantų cunamio bangų aukštis beveik niekada nebūna katastrofiško dydžio. Cunamio banga pavojingiausia įlankose ir užutekiuose, kurių atviroji dalis 6–8 kartus platesnė negu įlankos siaurėjanti giluma. Tokiose vietose bangos aukštis išauga 2–3 kartus.
Jei atstumas nuo žemės drebėjimo epicentro yra pakankamas, apie cunamio grėsmę perspėja seismografų rodmenys. Kadangi seisminių bangų greitis daug didesnis negu cunamio, dar lieka laiko žmonėms evakuotis iš pavojingos zonos.
Cunamių tiksliai numatyti neįmanoma, net jeigu yra žinomi žemės drebėjimo stiprumas ir vieta. Geologai, okeanografai ir seismologai analizuoja kiekvieną žemės drebėjimą ir remiantis įvairiais faktoriais gali spėti apie cunamį. Tačiau egzistuoja tam tikri ženklai, įspėjantys apie gresiantį cunamį. Automatizuotos sistemos gali įspėti iš karto po žemės drebėjimo, kad laiku spėtų išgelbėti žmonių gyvybes. Viena iš sėkmingiausių sistemų pasitelkia dugno slėgio jutiklius, pritvirtintus prie bujų, kurie nuolat fiksuoja viršutinio vandens stulpo slėgį.
JAV vakarų pakrantėje, kur yra didelė cunamio rizika, įspėjimo ženklai nurodo evakuacijos maršrutus. Japonijoje visuomenė yra gerai informuota apie žemės drebėjimus ir cunamius. Tad prie Japonijos kranto linijos įspėjamieji ženklai apie cunamį yra priminimai apie stichinius pavojus kartu su įspėjimo sirenų tinklu, įprastai esančiu uolos viršūnėse ar šalia esančių kalvų.
Ramiojo vandenyno cunamio įspėjimo sistema (Pacific Tsunami Warning System) yra įrengta Honolulu, Havajuose. Ji fiksuoja Ramiojo vandenyno seisminį aktyvumą. Didelis žemės drebėjimo stiprumas bei kitokia informacija įspėja apie cunamį. Nors subdukcijos zonos Ramiajame vandenyne yra seismiškai aktyvios, ne visi žemės drebėjimai sukelia cunamį. Kompiuteriai padeda analizuoti kiekvieno žemės drebėjimo Ramiajame vandenyne ir gretimų sausumų cunamio riziką.
Cunamio įspėjimo sistema yra diegiama ir Indijos vandenyne.
Kompiuteriniai modeliai gali prognozuoti cunamio kilimą ir paprastai tik su kelių minučių paklaida. Dugno slėgio jutikliai perduoda informaciją realiu laiku. Naudojantis šiais slėgio duomenimis ir kitokia seismine informacija bei jūros batimetrija ir kranto topografija, modeliai įvertina artėjančio cunamio amplitudę ir antplūdžio aukštį.