199907_tsunami.pdf

TSUNAMI!

Nie daje si« go opanowa, ale tragiczne doæwiadczenia

ostatniego dziesi«ciolecia oraz nowe metody æledzenia

tych morderczych fal pomog ocali wiele ludzkich istnieÄ

Frank I. Gonzlez

zapada¸ zmierzch. By¸ 17 lipca 1998 roku. Dla mieszkaÄcw Sissano, Arop, Warapu

i innych ma¸ych wiosek na cichej mierzei mi«dzy lagun Sissano a Morzem Nowo-

gwinejskim koÄczy¸ si« spokojny pitkowy wieczr. Gdzieæ g¸«boko pod ziemi, pod drew-

nianymi chatami niczego nie podejrzewajcych tubylcw, ogromne si¸y od lat napiera¸y na ska-

¸y pod¸oýa. Teraz, w cigu niewielu minut, nagromadzona energia gwa¸townie uwolni¸a si«

w postaci trz«sienia ziemi o magnitudzie 7.1. G¸wny wstrzs nastpi¸ 30 km od centrum la-

guny o godzinie 18.49, gwa¸townie deformujc dno oceaniczne. Zwykle p¸aska powierzchnia

morza wybrzuszy¸a si« w tym miejscu, dajc pocztek budzcemu groz« tsunami.

Emerytowany pu¸kownik John Sanawe, mieszkajcy blisko po¸udniowo-wschodniego koÄ-

ca mierzei w Arop, przeýy¸ tsunami i opowiedzia¸ pniej swoj histori« Hughowi Davieso-

wi z University of Papua New Guinea. Wkrtce po g¸wnym wstrzsie, ktry nastpi¸ zaled-

wie 20 km od brzegu, Sanawe zobaczy¸ morze podnoszce si« nad horyzont, a nast«pnie

wznoszc si« na jakieæ 30 m warstw« py¸u wodnego. Niespodziewane odg¸osy, najpierw po-

dobne do odleg¸ego grzmotu, a potem do blisko przelatujcego helikoptera, stopniowo cich¸y.

30 å WIAT N AUKI Lipiec 1999

Z aledwie przed 12 min zasz¸o s¸oÄce. Nad p¸nocnym wybrzeýem Papui-Nowej Gwinei

NA TLE NAJPOT¢ûNIEJSZEGO TSUNAMI odnotowanego

w historii latarnia morska wyglda rwnie niepozornie jak

w tej wizji artystycznej. Fala wysokoæci 30 m mknca z pr«dko-

æci 15 m/s tak blisko brzegu nie pozostawia szansy ucieczki.

å WIAT N AUKI Lipiec 1999 31

Niespodziewana wielka fala

Zauwaýy¸ wwczas powolny odp¸yw

morza poniýej normalnego dolnego po-

ziomu. Po czterech lub pi«ciu minutach

ciszy us¸ysza¸ ryk podobny do wydawa-

nego przez nisko przelatujcy odrzuto-

wiec. Sanawe dostrzeg¸ pierwsz z fal

tsunami wysok na 3Ð4 m. Chcia¸ scho-

wa si« w domu, ale fala go dogoni¸a.

Druga, wi«ksza, zrwna¸a wiosk« z zie-

mi i ponios¸a go na kilometr w stron«

lasu namorzynowego na wewn«trznym

brzegu laguny. Inni nie mieli tyle szcz«-

æcia co on. Zostali przerzuceni przez la-

gun« i nadziani na po¸amane ga¸«zie na-

morzynw. Wiele osb zosta¸o zmiaý-

dýonych przez miotane wod szcztki.

Co najmniej 30 niedobitkw utraci¸o

koÄczyny wskutek zakaýenia. Krokody-

le s¸onowodne i dzikie psy rzuci¸y si« na

zw¸oki jeszcze przed przybyciem ratow-

nikw, co utrudni¸o dok¸adn ocen« licz-

by ofiar æmiertelnych. Obecnie szacuje

si«, ýe tsunami zabi¸o ponad 2200 tubyl-

cw, w tym ponad 230 dzieci. Fale do-

chodzce do 15 m, ktre zaatakowa¸y

w cigu 15 min od g¸wnego wstrzsu,

ca¸kowicie zaskoczy¸y wielu mieszkaÄ-

cw wybrzeýa. Nieliczni zdajcy sobie

spraw« z zagroýenia zostali uwi«zieni

na mierzei; po prostu nie mieli gdzie

uciec.

Tsunami podobne do tego, ktre na-

wiedzi¸o Papu«-Now Gwine«, naleý

do najpot«ýniejszych na æwiecie. Histo-

ri« wyst«powania takich fal dokumen-

tuj obszerne bazy danych tworzone

przez Jamesa F. Landera, Patrici« A.

Lockridge i ich kolegw z National Geo-

physical Data Center w Boulder w Kolo-

rado oraz przez Wiaczes¸awa K. Gusia-

kowa i wsp¸pracownikw z Labora-

torium Tsunami w Nowosybirsku w Ro-

sji. Wi«kszoæ tsunami powstaje na Pacy-

fiku, a spoærd nich aý 86% jest wyni-

kiem podmorskich trz«sieÄ ziemi wok¸

obrzeýa oceanu, gdzie pot«ýne kolizje

p¸yt tektonicznych tworz aktywne sej-

smicznie strefy subdukcji.

Od 1990 roku 10 takich gronych fal

pozbawi¸o ýycia ponad 4000 ludzi. Na

ca¸ym æwiecie zaobserwowano 82 tsuna-

mi Ð liczba znacznie przewyýszajca do-

tychczasow æredni dziesi«cioletni war-

toæ 57 ustalonej na podstawie zapisw

historycznych. Cz«stsze zg¸aszanie tsu-

nami jest wynikiem rozwoju globalnej

komunikacji, a wi«ksza niý kiedyæ liczba

ofiar æmiertelnych w pewnym stopniu

wiýe si« ze wzrostem g«stoæci zaludnie-

nia wybrzeýy. Wsplnie z kolegami z

Pacific Marine Environmental Laborato-

ry oraz z National Oceanic and Atmo-

spheric Administration (NOAA) w Seattle

zorganizowaliæmy sie poczty elektro-

nicznej w celu zapewnienia badaczom

z odleg¸ych cz«æci æwiata moýliwoæci

Papua-Nowa Gwinea

17 lipca 1998 roku

Maksymalna wysokoæ fal: 15 m

Ponad 2200 ofiar æmiertelnych

Rejon Sissano cztery dni po tsunami.

Opustosza¸y ld jest miejscem po zmytych obiektach.

wej Gwinei, sta¸y kiedyæ domy i zabudowania gospodarcze. Mieszka¸o tam

ponad 3000 ludzi. Opustosza¸a po przejæciu trzech monstrualnych fal. Doæ s¸a-

be trz«sienie ziemi (o magnitudzie 7.1) uruchomi¸o tsunami charakterystyczne

dla znacznie silniejszych wstrzsw. Ta oczywista rozbieýnoæ mi«dzy si¸ trz«-

sienia ziemi a nast«pstwami wywo¸a¸a wærd naukowcw spekulacje, iý drgania

sejsmiczne mog¸y doprowadzi do innych zaburzeÄ dna morskiego, takich jak

podmorskie osuwisko albo eksplozja uwodnionych gazw, ktre spot«gowa¸y si-

¸« tsunami.

Nieoczekiwanie wysokie fale wywo¸a¸y teý inne kl«ski, na przyk¸ad w Nikaragui

w 1992 roku. Dok¸adniejsze obserwacje dna morskiego w celu wyjaænienia tej

zagadki nie zosta¸y dotd podj«te. Dwie ekspedycje bada¸y na pocztku tego ro-

ku dno w pobliýu spustoszonych wybrzeýy Papui-Nowej Gwinei w poszukiwaniu

oznak podmorskiego osuwiska. Zespo¸y badawcze kierowane wsplnie przez

Takeshi Matsumoto z Japan Marine Science and Technology Center i Davida

Tappina z South Pacific Applied Geoscience Commission wykry¸y ma¸e zag¸«-

bienie dna, gdzie mog¸o wystpi ewentualne osuwisko. Nie wiemy jednak, czy

struktura ta powsta¸a ostatnio, czy teý w czasie dawnego trz«sienia ziemi.

32 å WIAT N AUKI Lipiec 1999

N a tej piaszczystej mierzei, leýcej wzd¸uý p¸nocnego wybrzeýa Papui-No-

szybszej i dok¸adniejszej obserwacji tsu-

nami. Tsunami Bulletin Board, komisja

zarzdzana obecnie przez International

Tsunami Information Center, usprawni-

¸a przep¸yw informacji mi«dzy badacza-

mi wkrtce po nikaraguaÄskim zdarze-

niu w 1992 roku [ ramka na stronie 34 ].

Wprawdzie katastrofy podobne do

tych w Nikaragui i Papui-Nowej Gwi-

nei pustoszy¸y Hawaje i Alask«, ale

wi«kszoæ badaczy d¸ugo wierzy¸a, ýe

Zachodnie Wybrzeýe USA jest wzgl«d-

nie bezpieczne od tych niszczycielskich

fal. Nowe æwiadectwa sugeruj jednak,

ýe w strefie subdukcji Cascadia, na p¸-

nocno-zachodnim Pacyfiku, gdzie p¸y-

ta litosfery tej cz«æci oceanu wsuwa si«

pod p¸nocn Ameryk«, moýe utworzy

si« duýe tsunami co 300Ð700 lat. Zagro-

ýenie to uæwiadomiono sobie w kwietniu

1992 roku, kiedy trz«sienie ziemi o mag-

nitudzie 7.1 wystpi¸o na po¸udniowym

kraÄcu strefy subdukcji i wywo¸a¸o nie-

wielkie tsunami blisko Cape Mendoci-

no w Kalifornii. Zdarzenie to spe¸ni¸o

funkcj« dzwonka alarmowego, ktry po-

budzi¸ do podj«cia systematycznego

przedsi«wzi«cia narodowego w celu

przygotowania si« zawczasu na uderze-

nie niebezpiecznego tsunami. Pacific Ma-

rine Environmental odgrywa kluczow

rol« w cz«æci badawczej i organizacyjnej

tego projektu.

Chcc zrozumie tsunami, warto

przede wszystkim odrýni je od fal wia-

trowych czy p¸yww. Bryza wiejca nad

oceanem marszczy powierzchni« wody;

tworz si« wwczas krtkie fale powo-

dujce jedynie p¸ytkie prdy, ktre na

przyk¸ad p¸etwonurek ¸atwo ominie, za-

nurzajc si« g¸«biej. Silne wichury zaæ

mog pi«trzy wod« otwartego oceanu,

tworzc fale do 30 m wysokoæci, ale na-

wet one nie poruszaj g¸«bokich wd.

wi«c tak ¸agodne, ýe jest niezauwaýal-

na na wodach g¸«bokich. JapoÄskie s¸o-

wo ãtsunamiÓ to w t¸umaczeniu do-

s¸ownie ãfala portowaÓ, prawdopodob-

nie dlatego, ýe tsunami mog nie do-

strzeýone p«dzi cicho przez ocean, po

czym nieoczekiwanie wy¸oni si« jako

niszczce wysokie fale na p¸ytkich wo-

dach przybrzeýnych.

Pot«ýne tsunami ma teý bardzo du-

ýy zasi«g: moýe przenosi niszczc

energi« od miejsca wzbudzenia do wy-

brzeýy odleg¸ych o tysice kilometrw.

Szczeglnie podatne na dzia¸anie takich

suncych przez ca¸y Pacyfik fal s z ra-

cji swego ærdoceanicznego po¸oýenia

Hawaje. Od 1895 roku nawiedzi¸o je 12

niszczycielskich tsunami. W najbardziej

katastrofalnym, ktre wystpi¸o 1946

roku, 159 osb zgin«¸o w morderczych

falach powsta¸ych w odleg¸oæci niemal

3700 km Ð na Aleutach w stanie Alaska

[ ramka na stronie 38 ]. Nadcigajce z da-

leka tsunami mog zaatakowa niespo-

dziewanie, ale lokalne Ð jak w przypad-

ku ubieg¸orocznej katastrofy w Papui-

Nowej Gwinei Ð bywaj szczeglnie

niszczycielskie. Lander oceni¸, ýe wi«-

cej niý 90% ofiar æmiertelnych ginie w

promieniu oko¸o 200 km od punktu

wzbudzenia. W skrajnym przypadku

tsunami zabi¸o przypuszczalnie ponad

30 tys. ludzi w promieniu 120 km od ka-

Fizyczne uwarunkowania tsunami

Omiatajce glob dwa razy na dob«

p¸ywy wywo¸uj podobnie jak tsunami

prdy si«gajce dna oceanicznego. W

przeciwieÄstwie do typowych p¸yww

spowodowanych grawitacyjnym przy-

ciganiem ksi«ýyca lub s¸oÄca tsunami

powstaje pod wp¸ywem impulsu, jakim

jest podmorskie trz«sienie ziemi lub

znacznie rzadziej erupcja wulkaniczna,

uderzenie meteorytu lub podmorskie

osuwisko. Fala ta poruszajca si« z pr«d-

koæci powyýej 700 km/h mog¸aby do-

æcign Boeinga 747. Mimo to nie jest

ona niebezpieczna na g¸«bokich wodach.

Pojedyncza fala nie jest wysoka (najcz«-

æciej poniýej 1 m Ð przyp. t¸um.), a jej

d¸ugoæ moýe wynosi ponad 750 km

na otwartym oceanie (zwykle ma poni-

ýej 200 km Ð przyp. t¸um.). Stoki jej s

1 stycznia 1996

Celebes

NAJWYûSZA FALA: 3.4 m

OFIARY åMIERTELNE: 9

12 lipca 1993

Okushiri-to, Japonia

NAJWYûSZA FALA: 31 m

OFIARY åMIERTELNE: 239

[ ramka na stronie 36 ]

9 padziernika 1995

Jalisco, Meksyk

NAJWYûSZA FALA: 11 m

OFIARY åMIERTELNE: 1

14 listopada 1994

Mindoro

NAJWYûSZA FALA: 7 m

OFIARY åMIERTELNE: 49

12 grudnia 1992

Flores

NAJWYûSZA FALA: 26 m

OFIARY åMIERTELNE: >1000

17 lutego 1996

Irian Jaya

NAJWYûSZA FALA: 7.7 m

OFIARY åMIERTELNE: 161

2 wrzeænia 1992

Nikaragua

NAJWYûSZA FALA: 10 m

OFIARY åMIERTELNE: 170

[ ramka na stronie 34 ]

2 czerwca 1994

wschodnia Jawa

NAJWYûSZA FALA: 14 m

OFIARY åMIERTELNE: 238

17 lipca 1998

Papua-Nowa Gwinea

NAJWYûSZA FALA: 15 m

OFIARY åMIERTELNE: >2200

[ ramka na stronie 32 ]

21 lutego 1996

p¸nocne wybrzeýe Peru

NAJWYûSZA FALA: 5 m

OFIARY åMIERTELNE: 12

DZIESI¢ NISZCZYCIELSKICH TSUNAMI zabi¸o od 1990 roku ponad 4000 osb. Ubieg¸oroczna kl«ska w Papui-Nowej Gwinei jest

skutkiem ostatniej z wielu morderczych fal wywo¸anych przez trz«sienia ziemi wzd¸uý stref kolizji p¸yt tektonicznych wok¸ Pacyfiku.

å WIAT N AUKI Lipiec 1999 33

Powolny, cichy, æmiercionoæny wstrzs

tastrofalnej erupcji wulkanu Krakatau

w indonezyjskiej cieæninie Selat Sunda

w 1883 roku. Eksplozja ta wytworzy¸a

fale o wysokoæci dwunastopi«trowego

budynku.

Niezaleýnie od genezy tsunami maj

trzy nak¸adajce si«, ale odr«bne fazy

procesw fizycznych: wzbudzenie przez

jakkolwiek si¸« zaburzajc toÄ wodn,

propagacj« od wd g¸«bszych w pobli-

ýu rd¸a zaburzeÄ ku obszarom przy-

brzeýnym, wreszcie zalanie ldu sta¸e-

go. Z wymienionych stadiw najlepiej

rozpoznana jest propagacja, natomiast

wzbudzenie i zalewanie s trudniejsze

do wymodelowania za pomoc symula-

cji komputerowej. Dok¸adna symulacja

ma znaczenie w przewidywaniu obsza-

rw zaatakowanych przez daleko uru-

chomione tsunami i w kierowaniu akcja-

mi ratunkowymi, ktre powinny kon-

centrowa si« na rejonach najbardziej na-

raýonych na straty.

Wzbudzenie jest procesem, podczas

ktrego zaburzenie w morskim dnie, ta-

kie jak ruch wzd¸uý uskoku, odkszta¸ca

powierzchni« morza. W modelowaniu

zak¸ada si«, ýe taka deformacja po-

wierzchniowa odwzorowuje przemiesz-

czenie dna; jednak bezpoærednich po-

miarw ruchu dna morskiego jeszcze nie

potrafimy wykona. Zamiast nich bada-

cze wykorzystuj teoretyczny model

wstrzsu. Zak¸adaj, ýe p¸yty litosferycz-

ne przesuwaj si« wzgl«dem siebie

wzd¸uý p¸askiej prostoktnej powierzch-

ni wewntrz ziemi. Nawet przy takim

za¸oýeniu przewidywanie pocztkowej

wysokoæci tsunami wymaga uwzgl«d-

nienia co najmniej 10 parametrw opi-

sowych, w tym rozmiarw przesuni«cia

po obu stronach modelowej powierzch-

ni oraz jej d¸ugoæci i szerokoæci. Gdy na-

tychmiast po trz«sieniu ziemi badacze

pospiesznie ustalaj wytyczne dla s¸uýb

ochrony przed tsunami, z samych da-

nych sejsmicznych moýna odczyta je-

dynie orientacj« za¸oýonej powierzchni

uskoku oraz po¸oýenie wstrzsu, jego

rozmiar i g¸«bokoæ. Wszystkie pozosta-

¸e parametry musz by oszacowane.

W rezultacie ta pierwsza symulacja cz«-

sto zaniýa rozmiary zalewu, czasem pi«-

cio- lub dziesi«ciokrotnie.

Zaniýone szacunki zalewu mog

oznacza, ýe pocztkowa wysokoæ tsu-

nami rwnieý zosta¸a nie doceniona, po-

niewaý w modelu pojedynczej p¸aszczy-

zny uskokowej energia sejsmiczna ulega

rozproszeniu na zbyt duýym obszarze.

Analizy danych sejsmicznych nie od-

wzorowuj rozk¸adu energii w skali

mniejszej niý d¸ugoæ samych fal sej-

smicznych, ktra wynosi kilkaset kilo-

metrw. Po d¸uýszym czasie od zdarze-

nia modelarze mog si«gn do zapisu

Nikaragua

2 wrzeænia 1992 roku

Maksymalna wysokoæ fal: 10 m

170 ofiar æmiertelnych

Ci, co przeýyli, stoj w kolejce po ýywnoæ.

Przybrzeýna wioska dzieÄ po tsunami.

na tereny wyýej po¸oýone. W pewnych jednak tragicznych przypadkach, na

przyk¸ad nikaraguaÄskiego tsunami z 1992 roku, ktre zabi¸o 170 osb, a 13 tys.

pozbawi¸o dachu nad g¸ow, mieszkaÄcy odczuwali najwyýej nieznaczne drgania

ziemi i zupe¸nie nie spodziewali si« zagroýenia. Szacunkowo 5Ð10% wszystkich trz«-

sieÄ ziemi naleýy do tej szczeglnie gronej odmiany Ð tzw. cichych wstrzsw

opisanych po raz pierwszy przez Hiroo Kanamori z California Institute of Techno-

logy. W przypadku ostatniego zdarzenia w Nikaragui krtkie fale sejsmiczne wy-

wo¸ujce charakterystyczny ¸oskot trz«sienia ziemi i szybko zanikajce po oddale-

niu si« od epicentrum nigdy nie dotar¸y z podmorskiego ogniska do wybrzeýa.

D¸ugie zaæ osign«¸y ld, ale wstrzsn«¸y gruntem tylko nieznacznie. Co wi«cej, stan-

dardowe sejsmometry zapisujce fale o okresach poniýej 20 s zignorowa¸y wi«k-

szoæ tych d¸uýszych fal. Kanamori twierdzi, ýe trz«sienie nikaraguaÄskie by¸o

w istocie pi« razy silniejsze niý przypisywana mu magnituda 7.0, poniewaý pomi-

ni«to wspomniane fale o niskiej cz«stotliwoæci. Zdarzenie nikaraguaÄskie uprzytom-

ni¸o naukowcom, ýe do systemw ostrzegania naleýy w¸czy szerokopasmowe sej-

smometry wykrywajce fale o niskiej cz«stotliwoæci, poniewaý pomoýe to

prognozowa rzeczywiste zagroýenia potencjalnymi tsunami.

34 å WIAT N AUKI Lipiec 1999

M ieszkaÄcom wybrzeýy zaleca si«, by po wstrzsach podziemnych uciekali

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: