Маленькие острова могут усиливать цунами

Опытным туристам известно, что если поселиться в прибрежной зоне, окружённой маленькими островками, то океанские и морские ветры будут мягче. Однако новое исследование геологов из Университетского колледжа Дублина в Ирландии показало, что маленькие острова могут стать причиной усиления смертоносного цунами, вместо того чтобы, казалось бы, поглотить гигантские волны.

Такие выводы геологи сделали по результатам компьютерного моделирования, которое они провели и описали в своей статье, опубликованной в журнале Proceedings of the Royal Society A. Оказывается, один маленький остров способен спровоцировать на 70% более мощное наводнение в зоне позади себя, чем если бы его не было вовсе.

"Наше исследование показывает, что некоторые географические зоны, которые сегодня считаются безопасными, подвергаются гораздо большему риску разрушения от цунами и последующих наводнений, чем мы полагали прежде", — рассказывает соавтор исследования Фредерик Диас (Frederic Dias).

Волны цунами генерируются в океане вследствие внезапного сдвига морского дна или возникновения подводных оползней. Подобные явления провоцируют возникновения ряби на поверхностных водах океана, которые ближе к берегу превращаются в титанические волны невероятной высоты. Расстояние между гребнями каждой волны может достигать 160 километров.

Обычно эксперты прогнозируют риск затопления и повреждения от смертельных волн цунами на основе многих факторов, таких как форма береговых линий, сила подземных толчков или геологическая структура дна океана в том месте, где цунами зародилось. Компьютерное моделирование, учитывающее все эти факторы, позволяет оценить, каким будет максимальный подъём волны, которая затопит побережье. Однако не всегда прогнозы оказывались верными. Так, за последние два десятилетия учёные зарегистрировали несколько случаев появления необычно высокого цунами в тех зонах, где располагались небольшие островки.

"Ключевое слово — небольшие. Большие или длинные песчаные барьерные острова как раз-таки защищают более крупные участки суши от последствий цунами. Например, землетрясение на острове Суматра в 2010 году породило цунами, волны которого обрушились на островки вдоль западного побережья Суматры. Малые острова в данном случае были защищены более высокими структурами, расположенными за ними, а крупные острова экранировали западный материк Суматра. В этом случае острова около 10 километров в ширину считались малыми, а самый большой остров имел около 110 км в длину", — поясняет Диас.

Анализ записей предыдущих природных катастроф и результаты компьютерного моделирования показывают, что усиление цунами происходит лишь в том случае, когда маленькие острова стоят на пути у волны, несущейся к более обширному берегу.

Модель распространения волн цунами (иллюстрация Stefanakis et al.).

Исследователи изучали влияние небольших островов на высоту цунами по следующему сценарию, воспроизведённому в специальной компьютерной программе: гигантская волна ударяет по коническому острову шириной в 2-3 километра и длиной в несколько километров, расположенному прямо у длинного берега с протяжённым песчаным пляжем. После проведения 200 сеансов моделирования с различными заданными параметрами учёные убедились, что при прочих равных маленький остров усиливает цунами в 70% случаев.

"Когда длинноволновое цунами ударяет по островку, границы волны слегка огибают участок суши, после чего вновь встречаются после прохождении этого острова. Таким образом энергия движения цунами быстро фокусируется, и волна усиливается по мере приближения к новому участку суши. Этот феномен подобен дифракционному эффекту в физике, при котором излучение с большой длиной волны огибает препятствия и усиливается за счёт наложения волн друг на друга за ними", — говорит Диас.

Геологи предполагают, что существующие модели прогнозирования цунами, которые игнорируют влияние малых островов, могут недооценивать уровень потенциального затопления жилых территорий. Диас рассказал, что он и его коллеги являются частью международной группы, которая в настоящее время обновляет геологические модели прогнозирования катастроф для Атлантики и Средиземного моря.