Редкое тройное цунами зафиксировано у берегов Новой Зеландии

Новый комплекс буев DART в южной части Тихого океана зафиксировал волны, приведенные в движение тремя землетрясениями, которые произошли в течение нескольких часов друг за другом.

В регионах, подверженных цунами, землетрясение является сигналом к тому, чтобы перебраться на возвышенность. Но смертоносные волны могут быть еще на подходе, если землетрясение ощущается слабо или вообще не ощущается. Теперь исследователи, работающие в юго-западной части Тихого океана, развернули новый набор океанических датчиков для непосредственного обнаружения цунами. В начале этого года приборы зафиксировали редкое тройное цунами, вызванное тремя цунамигенными землетрясениями, которые произошли в течение нескольких часов друг за другом.

Измерить волну

Разрыв разлома, в частности, вертикальный надвиг, возникающий на границе сходящихся субдукционных плит, может стать рецептом для возникновения цунами. Но судить о силе цунами по данным наземных сейсмометров - до того, как волны докатятся до берега - чревато неопределенностью.

Вот почему приборы, которые измеряют цунами непосредственно - цунаметры - являются ключевыми, говорит Билл Фрай, сейсмолог из GNS Science в Веллингтоне, Новая Зеландия, и член Новозеландской экспертной группы по цунами.

"Вместо того чтобы использовать землетрясение в качестве косвенного показателя, мы фактически измеряем волну цунами".

Цунаметры бывают разных форм: Прибрежные датчики уровня моря измеряют изменения уровня воды вблизи береговой линии. Кабели, протянутые по морскому дну, регистрируют изменения давления, вызванные проходящими цунами. Глубоководные буи для оценки и сообщения о цунами (DART) регистрируют изменения высоты поверхности моря.

В этом видео представлена компьютерная модель возможного землетрясения M8.9 на границе плит и вызванного им цунами вдоль зоны разлома Хикуранги для целей гражданской обороны и планирования чрезвычайных ситуаций. 

Буи DART, в частности, имеют много преимуществ, говорит Фрай. Их дешевле развертывать, чем кабели на морском дне, и они не так подвержены влиянию прибрежных волн, как прибрежные датчики уровня моря. Если их разместить вблизи очага землетрясения - например, над океанской впадиной, - они также могут заранее предупреждать о приближающихся цунами.

Первый буй DART был развернут в 2000 году, а к концу 2001 года было добавлено еще пять, все они были пришвартованы в Тихом океане. Три года спустя была создана официальная сеть цунаметров в ответ на смертоносное цунами, последовавшее за землетрясением на Суматре и Андамане 26 декабря 2004 года. Сегодня более 60 буев DART стоят на страже мирового океана.

"Это удивительные вещи, - говорит Хосе Борреро, ученый по прибрежным районам и цунами из компании eCoast Marine Consulting and Research в Раглане, Новая Зеландия, и член экспертной группы по цунами. Буй DART состоит из донного регистратора давления на морском дне и поверхностного буя для передачи данных через спутники, и он может обнаружить мизерные изменения высоты поверхности моря. "Он может различать миллиметры колебаний уровня воды", - говорит Борреро.

Заполнение пробелов

Несмотря на опасность цунами, некоторые границы субдукционных плит все еще остаются относительно слабо изученными. Одним из примеров является впадина Кермадек к северу от Новой Зеландии. По словам Стивена П. Хикса, сейсмолога из Имперского колледжа Лондона, в этой зоне субдукции особенно велика вероятность возникновения землетрясений, поскольку тектонические плиты сближаются быстро, примерно на 7 сантиметров в год. "Это одна из самых быстрых границ плит на Земле", - говорит Хикс.

Впадина Кермадек и другие близлежащие впадины могут вызвать цунами, которые обрушатся на северное побережье Новой Зеландии". Вооружившись этими знаниями, правительство Новой Зеландии решило добавить 12 новых буев DART в юго-западную часть Тихого океана.

В декабре 2019 года исследователи, работающие на борту судна "Тангароа", установили первые четыре буя у восточного побережья Новой Зеландии. К ярко-желтым буям с надписью "New Zealand Tsunami Detection" в течение года присоединились еще четыре. К концу 2021 года будут установлены еще четыре. В общей сложности они будут контролировать активные впадины Хикуранги, Кермадек, Тонга и Новые Гебриды.

Три землетрясения, три цунами

Буи, находящиеся в настоящее время в воде, уже собирают данные, и 5 марта они заметили нечто редкое: тройное цунами.

В тот день вблизи Новой Зеландии произошло три отдельных землетрясения, все более 7 баллов. Они произошли в быстрой последовательности - в 2:27, 6:41 и 8:28 утра по местному времени - в пределах 1000 километров друг от друга. Каждый из них вызвал свое цунами, и новые буи DART зафиксировали эти волны.

Эти три накладывающихся друг на друга события стали отличным испытанием для новой сети цунамометров, сказал Борреро. "Любая система реагирования с трудом справится с этим".

Новые данные позволяют быстрее оценить потенциальное воздействие цунами в юго-западной части Тихого океана. Наблюдения 5 марта за волнами, приведенными в движение третьим землетрясением, самым сильным - М8.1, позволили исследователям более точно измерить максимальную амплитуду волны и лучше оценить продолжительность угрозы цунами для берегов Новой Зеландии. В частности, официальные лица использовали результаты измерений, чтобы сделать вывод о том, что опасные волны больше не вероятны, более чем на 4 часа раньше, чем это было бы возможно ранее.

"До появления системы DART решения об отмене стихийных бедствий принимались на основании данных береговых мареографов", - сказал Фрай в интервью Eos. "Многие приливные датчики Новой Зеландии находятся в гаванях, которые могут задерживать энергию на несколько часов или дней после прихода волн цунами".

Эти новые буи DART будут защищать не только юго-западную часть Тихого океана, сказал Борреро. Собранные ими данные будут передаваться в такие страны, как Чили и США, которые также граничат с Тихим океаном и поэтому могут испытывать цунами от удаленного источника. "Они дают нам необходимое предупреждение, но затем они также поступают в глобальную сеть", - сказал Борреро.