Vairāk

12.1.4: Cunami - ģeozinātnes

12.1.4: Cunami - ģeozinātnes


Cunami populārajā kultūrā ir ļoti lieli, taču par šiem lielajiem viļņiem ir virkne nepareizu priekšstatu. Otrkārt, milzīgais, kērlinga vilnis, kas ir augstāks par debesskrāpjiem un iznīcina pilsētas zinātniskās fantastikas filmās, arī ir izdomājums, jo cunami tā neuzvedas, kā aprakstīts turpmāk.

Cunami ir lieli viļņi, kas parasti rodas seismiskās aktivitātes rezultātā, piemēram, jūras grunts paaugstināšanās vai krišanās zemestrīču dēļ, lai gan vulkāniskā aktivitāte un zemes nogruvumi var izraisīt cunami arī šļakatveida viļņu veidā. Pieaugot vai nokrītot jūras grīdai, pieaug arī ūdens kolonna virs tās, radot viļņus. Cunami izraisa tikai vertikāli seismiski traucējumi, nevis horizontālas kustības. Šīs vertikālās jūras grīdas kustības parasti ir mazāk nekā 10 m augstas, tāpēc iegūtais vilnis jūrā būs vienāds vai mazāks. Lai gan cunami izcelsmes vietā ir salīdzinoši mazs augstums, viļņu garums ir ļoti liels (100-200 km). Lielā viļņa garuma dēļ viņi visā okeānā izturas kā sekla ūdens viļņi; okeāna dziļums vienmēr ir mazāks par pusi no viļņa garuma. Kā sekla ūdens viļņi, to ātrums ir atkarīgs no ūdens dziļuma, taču tie joprojām var pārvietoties ar ātrumu, kas pārsniedz 750 km / h (attēls ( PageIndex {1} ))!

Kad cunami tuvojas zemei, viņi izturas tāpat kā jebkurš cits vilnis; kad dziļums kļūst seklāks, viļņi palēninās un viļņu augstums sāk palielināties. Tomēr pretēji izplatītajam uzskatam, cunami krastā nenonāk kā milzu viļņi. Tā kā viļņu garums ir tik garš, nav iespējams, ka to augstums kādreiz pārsniegtu 1/7 no viļņa garuma, tāpēc viļņi faktiski nelokojas un neplīst. Tā vietā tie parasti nokļūst krastā kā pēkšņas ūdens straumes, izraisot ļoti strauju jūras līmeņa paaugstināšanos, piemēram, milzīgu plūdmaiņu pieaugumu. Var paiet vairākas minūtes, līdz vilnis pāriet, šajā laikā jūras līmenis var paaugstināties līdz 40 m augstāk nekā parasti.

Lieli cunami notiek ik pēc 2–3 gadiem, un ik pēc 15–20 gadiem notiek ļoti lieli, postoši notikumi. Visnelaimīgākais cunami cilvēku zaudējumu ziņā bija 9. lieluma zemestrīce Indonēzijā 2004. gadā (attēls ( PageIndex {2} )), kas izraisīja līdz 33 m augstus viļņus un Indonēzijā atstāja bojā aptuveni 230 000 cilvēku. Taizeme un Šrilanka. 2011. gadā 9,0 balles stipra zemestrīce Japānā izraisīja cunami līdz 40,5 m augstumam, kā rezultātā vairāk nekā 18 000 cilvēku gāja bojā. Šī zemestrīce izraisīja arī Fukishima kodolavāriju un pārvietoja Japānu apmēram 8 collas tuvāk ASV.


4. Meksika: trieciens-cunami glābšanai

10. attēls. A. Vietnes ar trieciena sfērām, kas ieskauj Chicxulub trieciena krāteri. B. Trieciena sfēras Māstrihttas augšējos nogulumos ZA Meksikā. Nogulsnēšana notika zemūdens kanālos. No Kellera et al., 2009.

Chicxulub krātera nepārliecinošā vecuma kontrole 1990. gadu sākumā uzlika pierādīšanas pienākumu sekcijām ar trieciena ejecta (piemēram, irīdija, trieciena stikla sfēras), kas ap Meksikas līci. Bet arī šeit problēmas bija acīmredzamas jau pašā sākumā. Pirmais trieciena stikla sfēras atklājums Meksikas ziemeļaustrumos notika no El Mimbral un El Peñon un pēc tam no vairāk nekā 65 citām vietām (10. attēls).

Gandrīz visās vietās biezs smilšakmens komplekss aizpilda zemūdens kanālus gar Meksikas līča rietumu nogāzi, kur erozijas nogulumi no Sierra Madre Oriental augšupejas tiek nogādāti līcī un pa zemūdens kanāliem tiek nogādāti nogāzē. Kanāli parasti ir apmēram 100-300 m plati, un tos var izsekot sānos atsegumos. Nogulšņu nogulsnēšanās ir līdzīga lielākajā daļā kanālu un parasti tiek sadalīta trīs atšķirīgos: 1. bloku pamatnē veido glaukonīta un trieciena sfēras bagātīgi gruveši, kas bagātināti ar sekla ūdens bentiskā foraminifera, koksni un augiem. Vidējo 2. bloku veido biezs smilšakmens. Augšējā vienība 3 sastāv no mainīgiem smilšu un pelmeņu slānekļa slāņiem (11., 12., 13. att.). Visas trīs vienības kopā veido smilšakmens kompleksu, ko šīs hipotēzes atbalstītāji parasti apzīmē ar “trieciena-cunami” atradni.

11. attēls. Smilšakmens komplekss El Mulato.

Pirmais smilšakmens kompleksa ar trieciena sfērām (1. bloks) atklājums Meksikā bija El Mimbral (Alvarez et al., 1992 Smit et al., 1992). Pēc tam labākā apkaime tika atklāta El Penonā. Tika atklātas daudzas lokalizācijas ar vairākiem trieciena sfēras slāņiem vienmēr augšējā Māstrihtas apgabalā un zemūdens kanālu pamatnē (piemēram, El Penon, La Lajilla, El Mulato, Loma Cerca, Mesa Juan, La Sierrita un daudzi citi). Lielākajai daļai vietņu ir līdzīga litoloģija un biostratigrāfija, un visām tām ir trieciena sfēras jaunākajā Māstrihtas zem KTB.

12. attēls. Chicxulub trieciena sfēras vēlu Māstrihtas zemūdens kanālu noguldījumos ZA Meksikā. Ņemiet vērā, ka šie daudzkārtējie trieciena sfēras slāņi parasti tiek pārstrādāti no sekliem piekrastes apgabaliem, izņemot dziļākos nogulumus, piemēram, pie El Penonas, kur nav sekla ūdens gružu. No Kellera, 2009. gads.

13. attēls. El Penona atsegums parāda apakšējo un augšējo trieciena sfēras slāni, kas atdalīts ar smilšainu kaļķakmeni (tuvplāns redzams augšējā labajā stūrī) ar retām J formas urbumiem, kas piepildīti ar trieciena sfērām (apakšējā labajā pusē). No Kellera u.c., 2004. g.

Pie El Mimbral un El Penon glaukonīta un trieciena sfērām bagāta 1. vienība atrodas smilšakmens kompleksa pamatnē, kas piepilda zemūdens kanālus apmēram 500m paleodepth. Šī vienība1 ir apmēram 1 m bieza, bet to divos slāņos atdala 25 cm biezs smilšains kaļķakmens ar viļņotu erozijas virsmu augšpusē un dažkārt J formas urbumiem, kas piepildīti ar trieciena sfērām (13. attēls). Virs smilšakmens kompleksa pie El Mimbral tika konstatēta neliela Ir anomālija redoksslānī, kas sakrīt ar planktisko foraminifera masveida izzušanu (Keller et al., 1994b).

Ja Chicxulub trieciens izraisīja KTB masveida izzušanu un Ir anomāliju, tad trieciena sfērām jābūt tiešā stratigrāfiskā tuvumā. Tā vietā visās vietās tās ir plaši nodalītas no 4 m līdz 12 m. Kā šo stratigrāfisko nošķiršanu varētu samierināt?

Vienkārši. Pieņemsim, ka sfēras, Ir anomālija un masveida izzušana radās vienā un tajā pašā notikumā, tad smilšakmens komplekss ir jāinterpretē kā vienlaikus deponēts trieciena izraisītajā cunami (Alvarez et al., 1992 Smit et al., 1992 , 1996. gada Smit, 1999. gads). Saskaņā ar šo scenāriju sfēras lija no debesīm dažu minūšu vai stundu laikā pēc trieciena un apmetās okeāna dibenā. Dažu stundu laikā trieciena izraisītie cunami viļņi izraisīja milzīgu iznīcību, robežas sabrukumu un kritumus ap Meksikas līci, nogulsnējot masīvo smilšakmens vienību. Dažu dienu laikā dilstošie cunami viļņi nogulsnēja pārmaiņus dūņu un ķiploku slāņus. Beidzot soda naudas un irīdija nokārtošana iezīmēja KTB un atgriezās normālos apstākļos. Jau tika ierosināta cunami interpretācija smilšakmens kompleksam un nelielai Ir anomālijai, kas ir pamats masveida izzušanai gar Brazosas upi Teksasā (Bourgeois et al., 1988). Tas viss bija skaisti vienkārši un intuitīvi bija jēga. Bet vai tam bija pierādījumi?

14. attēls. Smit et al., 1992 un Schulte et al., 2010 bieži citētā ietekmes-cunami interpretācija. Pierādījumi ir pretrunā ar šo scenāriju.


TSUNAMI REZONANSA PALMA DE MAJORCA LĪCĒ UN SADARBĪBU, KO IESAIDZIS 2003. GADA BOUMERDES-ZEMMOURI ALŽĪRIJAS ZEMESTRĪKUMS (RIETUMU VIDUSJŪRAS JŪRAS)

Alasets, P.-J., Heberts, H., Maušē, S., Kalbīni, V. un Meghraoui, M. (2006). Cunami, ko izraisīja 2003. gada Zemmouri zemestrīce (Mw = 6,9, Alžīrija): modelēšana un rezultāti. Geophysical Journal International, 166: 213-226. Http://dx.doi.org/10.1111/j.1365-246X.2006.02912.x

Álvarez-Gómez, J. A., Olabarrieta, M., González, M., Otero, L., Carreño, E. un Martínez-Solares, J. M. (2009). Cunami ietekme uz Maljorkas salu, ko izraisījuši ziemeļu Argelian seismiskie avoti. Turcijas Zemes zinātņu žurnāls (presē).

Dan, G. (2007). Processus gravitaires et évaluation de la stabilité des pentes: approche géologique et géotechnique. Pieteikums à la marge algérienne et à l'effondrement de l'aéroport de Nice en 1979. PhD Thesis, UBO, 365 lpp.

Delouis, B., Vallee, M., Meghraoui, M., Calais, E., Maouche, S., Lammali, K., Mahsas, A., Briole, P., Benhamouda, F. un Yelles, K. ( 2004). 2003. gada Boumerdes-Zemmouri zemestrīces, Alžīrija, izplatīšanās no teleseisma, GPS un piekrastes pacēluma datiem. Ģeofizikālās izpētes vēstules, 31, L18607, doi: 10.1029 / 2004GL020687. http://dx.doi.org/10.1029/2004GL020687

Jansa, A., Monserrat, S. un Gomis, D. (2007). 2006. gada 15. jūnija rissaga meteoroloģiskais cunami Ciutadella (Menora). Advanced Geosciences, 12: 1-4. Http://dx.doi.org/10.5194/adgeo-12-1-2007

Liu, P. L.-F., Cho, Y.-S., Yoon, S.-B. un Seo, S.-N. (1994). Skaitliskas simulācijas 1960. gada Čīles cunami izplatībai un applūšanai Hilo, Havaju salās. In Recent Development in Tsunami Research, edited by M. I. El-Sabh Kluwer Academic Publishers, lpp. 99-115.

Liu, P. L.-F., Cho, Y.-S., Briggs, M. J., Synolakis, C. E. un Kanoglu, U. (1995). Atsevišķu viļņu skriešana apļveida salā, J. Fluid Mechanics, t. 302, 259.-285.lpp. http://dx.doi.org/10.1017/S0022112095004095

Losada, M., Vidals, C. un Medina, R. (1989). Eksperimentāls pētījums par vientuļa viļņa attīstību pēkšņā krustojumā. Ģeofizikālo pētījumu žurnāls, 94 (10): 14 557 14 566. Http://dx.doi.org/10.1029/JC094iC10p14557

Meghraoui, M., Maouche, S., Chemaa, B., Cakir, Z., Aoudia, A., Harbi, A., Alasset, J.-P., Ayadi, A., Bouhadad, Y. un Benhamoud, F. (2004). Piekrastes pacēluma un vilces bojājumi, kas saistīti ar Mw = 6,8 Zemmouri (Alžīrija) zemestrīci 21. maijā. Ģeofizikālās izpētes vēstules, 31, L19605, doi: 10.1029 / 2004GL020466.http: //dx.doi.org/10.1029/2004GL020466

Monserrats, S., Vilibičs, es. un Rabinovičs, A.B. (2006). Meteotsunami: atmosfēras izraisīti postoši okeāna viļņi cunami frekvenču joslā. Dabas apdraudējumi un Zemes sistēmu zinātne, 6: 1035-1051

Sahal, A., Roger, J., Allgeyer, S. et al. (2009) Cunami, ko izraisīja 2003. gada 21. maija BoumerdèsZemmouri (Alžīrija) zemestrīce: lauka izmeklēšana Vidusjūras Francijas piekrastē un cunami modelēšana, 1823-1834. Dabas apdraudējumi un Zemes sistēmas zinātne

Vanga, X. un Liu, P.L.-F. (2005). Boumerdes-Zemmouri (Alžīrija) zemestrīces un cunami skaitliskā izpēte. Datoru modelēšana inženierzinātnēs un zinātnēs, 10 (2): 171-183.

Vanga, X. un Liu, P.L.-F. (2006) 2004. gada Sumatras zemestrīces bojājuma plaknes mehānismu un Indijas okeāna cunami analīze. Hidraulisko pētījumu žurnāls, 44 (2): 147-154. http://dx.doi.org/10.1080/00221686.2006.9521671

Yagi, Y. (2003). Lielu un nozīmīgu zemestrīču avots 2003. gadā. Starptautiskā seismoloģijas un zemestrīču inženieru institūta biļetens, XX: 145-153.


Skatīties video: Самые МОЩНЫЕ землетрясения в истории человечества