Физики обнаружили новое явление в океане

Сотрудники кафедры физики моря и вод суши физического факультета МГУ совместно с коллегами из Японского агентства морских и наземных исследований и технологий (JAMSTEC) и Университета Кагавы (Япония) обнаружили и детально исследовали эффект генерации гравитационных волн в океане, пробегающими по дну поверхностными сейсмическими волнами. Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of Geophysical Research.

Ученые физического факультета МГУ обнаружили новое явление — свободные гравитационные волны, возбуждаемые в океане сейсмическими поверхностными волнами. Короткого названия для обнаруженного явления, которое правильно бы отражало его физическую суть, пока нет. В статье ученые предлагают аббревиатуру «FGSS waves» (Free Gravity waves excited in the ocean by Seismic Surface waves — свободные гравитационные волны, возбуждаемые в океане сейсмическими поверхностными волнами). «Мы сознательно избегаем возможного термина «предвестник цунами», так как наличие или отсутствие FGSS waves не позволяет однозначно судить о приближающейся катастрофе (цунами)», — рассказывает автор статьи, заведующий отделением геофизики, профессор кафедры физики моря и вод суши МГУ Михаил Носов.

Взаимное расположение эпицентров землетрясения 11 марта 2011 года и главного афтершока (звездочки) и глубоководных обсерваторий DONET (черные треугольники). На врезке показан рельеф дна в районе системы DONET. Красными квадратиками показаны GPS станции, использовавшиеся при восстановлении движения дна

Однако незначительные колебания уровня моря у берега, обязанные FGSS waves, в принципе могут служить в качестве своеобразного естественного сигнала, предупреждающего о цунами. Кроме того, сами сейсмические волны являются таким предупреждающим сигналом. В отдельных случаях FGSS waves, вероятно, могут иметь значительную амплитуду и представлять опасность для жизни и имущества. Однако этот вопрос нуждается в специальном изучении.

«На основе анализа записей, полученных сетью глубоководных обсерваторий DONET во время катастрофического землетрясения и цунами 11 марта 2011 года у берегов Японии, установлено, что при прохождении по дну океана волн Лява и Рэлея в водном слое возникают свободные гравитационные волны, появление которых более чем на час опережает вступление волн цунами», — говорит профессор Михаил Носов.

Эффект воспроизведен численно с использованием разработанной на кафедре физики моря и вод суши 3D-модели CPTM (Combined Potential Tsunami Model). Численные эксперименты позволили установить, что свободные гравитационные волны возбуждаются только низкочастотными компонентами поверхностных сейсмических волн и исключительно в областях крутых подводных склонов. При этом ключевую роль при генерации этих волн играют горизонтальные сейсмические движения.