Почему подводные землетрясения не всегда вызывают цунами: ответ ученых
После мощного землетрясения у берегов Камчатки, произошедшего 30 июля 2025 года, мир наблюдал, как образовавшееся в результате цунами распространилось от эпицентра по Тихому океану со скоростью реактивного самолета. В некоторых районах, например на севере Курильских островов, волны достигали высоты более 3 метров. Однако ситуация в других местах не повторилась. В австралийском научно-популярном журнале The Conversation объяснили, с чем это связано.
Не все подводные землетрясения приводят к цунами. Для его возникновения земная кора должна приподняться в результате вертикального смещения. Обычно это происходит при обратном разломе или его малоугольной форме. При этом один блок земной коры смещается вверх и перекрывает другой вдоль так называемой плоскости разлома.
Неслучайно, что такое движение разломов произошло в зоне субдукции на «Тихоокеанском огненном кольце», где плотная океаническая плита Тихого океана вдавливается под менее плотную Евразийскую континентальную плиту. Эти зоны вызывают мощные землетрясения и цунами, поскольку они являются местами интенсивного сжатия, приводящего к надвиговым разломам и внезапному вертикальному перемещению морского дна. Именно «огненное кольцо» было также причиной двух самых значительных землетрясений, вызвавших цунами за последнее время: в Индонезии в 2004 году и в марте 2011 года в Тохоку (Япония). Последнее привело к катастрофе на атомной станции Фукусима.
Почему землетрясения в Индонезии и Японии вызвали волны высотой более 30 метров, а недавнее землетрясение магнитудой 8,8 у берегов Камчатки (одно из самых сильных за всю историю наблюдений) — нет? Ответ кроется в геологических особенностях этих событий.
В случае индонезийского цунами 2004 года морское дно поднялось на 5 метров в зоне разлома площадью 750 000 кв. км. Что касается цунами, обрушившегося на Японию в марте 2011 года, то, по оценкам, морское дно поднялось почти на 3 метра в зоне разлома площадью 90 000 кв. км.
Предварительные данные о недавнем камчатском землетрясении были обработаны в рамках того, что геологи называют моделью конечного разлома. Вместо того, чтобы представлять подземный толчок в виде одной точки, эти модели показывают, где и как произошел разрыв земной коры, включая длину, глубину и направление.
Результаты моделирования показывают, что две стороны разлома разошлись на расстояние не более 10 метров вдоль плоскости разлома под углом 18°, что привело к вертикальному подъему примерно на 3 метра. Малый угол определил достаточно слабую энергию ударной волны.
Поскольку разлом происходил на глубинах более 20 км (на площади 70 000 кв. км), смещение морского дна было меньше даже указанных 3 метров, потому что вышележащие слои горных пород сыграли роль амортизатора, поглощая и рассеивая тектонические волны до того, как оно достигало поверхности. Для сравнения, расстояние от сейсмических очагов до морского дна в Тохоку и Индонезии составляло всего 5 км.
Береговая линия
Хотя величина подъема морского дна помогает понять, с какой энергией начинается цунами, именно последующие процессы — когда волна распространяется и взаимодействует с береговой линией — могут превратить незначительное колебание в разрушительную стену воды у берега.
Когда цунами перемещается по открытому океану, оно часто едва заметно — длинная, низкая рябь распространяется на десятки километров. Но по мере приближения к суше передняя часть волны замедляется из-за трения о морское дно, в то время как задняя продолжает набирать скорость. В результате водяной вал резко растет. Этот эффект сильнее всего проявляется в местах, где морское дно резко мелеет вблизи побережья.
Форма береговой линии также важна. Заливы, бухточки и устья рек могут действовать как воронки, которые еще больше усиливают волну, когда она достигает берега. Кресент-Сити в Калифорнии — яркий тому пример. Однако, к счастью, когда волна достигла Кресент-Сити 30 июля 2025 года, она поднялась всего на 1,22 метра, что не привело к катастрофическим последствиям. Впрочем, цунами в Калифорнии по-прежнему считается самым высоким из зарегистрированных в континентальной части США.
Не каждое мощное подводное землетрясение приводит к разрушительному цунами — это зависит не только от магнитуды, но и от того, насколько сильно поднимается морское дно и достигает ли это вертикальное перемещение пород океанического дна. В случае недавнего инцидента в России мощнейший толчок произошел на глубине, а это означает, что энергия не была эффективно передана воде, находящейся выше. Все это показывает, что, хотя размер землетрясения имеет значение, именно точные характеристики разлома и береговой линии на самом деле определяют, станет ли цунами разрушительным или останется лишь рябью на воде.
Недавно Hi-Tech Mail рассказал об инновационном методе предупреждения о надвигающемся цунами.
