POLITYKA

Czwartek, 17 maja 2012

Polityka - nr 20 (2401) z dnia 2003-05-17; s. 84-85

Nauka / Tsunami

Mirosław Rutkowski

Góra morza

Co się stanie, jeśli któregoś dnia wybuch jednego z wulkanów Wysp Kanaryjskich spowoduje osunięcie do oceanu olbrzymiej masy ziemi? Ruszy gigantyczna fala, która spustoszy Karaiby, Florydę, wybrzeża Ameryki Środkowej i północnej Brazylii. Prawda to czy fałsz?

W dzień Wszystkich Świętych 1755 r., tuż przed dziesiątą, gdy wszystkie kościoły wypełnione były wiernymi, w Lizbonie zatrzęsła się ziemia. Domy, mury i wieże zaczęły się kołysać i walić, powietrze wypełnił kurz, wybuchła panika. Szukając ochrony przed szalejącą ziemią ludzie uciekali w kierunku morza. Ale morze ich zawiodło – wody cofnęły się, odsłaniając dno jak przy odpływie, a potem wróciły w przerażającej postaci 15-metrowego ryczącego wału, który zmiatał wszystko na swej drodze, niszcząc kompletnie dzielnice nadbrzeżne. Jakby tego było mało, wśród ruin wybuchły pożary, które szalały przez trzy dni. Zginęło 60 tys. ludzi, wielkie miasto – stolica imperium – przestało istnieć. Odbudowano je od podstaw, dzisiaj trudno znaleźć ślady starej, średniowiecznej zabudowy. Gigantyczną falę, która zniszczyła dzielnice nadbrzeżne, wywołało gwałtowne przesunięcie dna morskiego w pobliżu Lizbony – co do tego naukowcy dzisiaj nie mają wątpliwości.

Groźne zjawisko przyrodnicze zwane tsunami w Europie na szczęście występuje niezwykle rzadko. Częściej nawiedza wybrzeża Pacyfiku, zwłaszcza Japonię, skąd pochodzi nazwa przyjęta w geofizyce (patrz ramka). Z punktu widzenia nauki mechanizm tsunami jest stosunkowo prosty – to zaburzenie równowagi oceanu spowodowane szybkim ruchem dna morskiego, które na skutek trzęsienia ziemi może nagle obniżyć się lub podnieść o kilka metrów. Ten impuls wzbudza fale o niezwykłej długości – ich grzbiety mogą być oddalone od siebie o 100–150 km. To właśnie ta cecha fizyczna jest przyczyną katastrofalnej mocy tsunami; fale o takiej długości tracą bardzo mało energii przy przemieszczaniu się, dlatego mogą prawie bez strat docierać na ogromne odległości, rozwijając prędkość nawet 700 km/h. W 1960 r. podmorskie trzęsienie ziemi w pobliżu Chile wywołało tsunami, które spustoszyło wybrzeże od Concepcion do Isla Chiloe (zginęło 2290 osób), a później uderzyło w miasto Hilo na Hawajach (61 ofiar) – 10 tys. km od miejsca narodzin.

Jak mówią świadkowie, przejścia fali tsunami na pełnym oceanie nie sposób zauważyć; jej wysokość rzadko przekracza jeden metr i mimo że przemieszcza się z ogromną prędkością, nie towarzyszą jej żadne niezwykłe zjawiska – po prostu w sposób prawie niedostrzegalny powierzchnia morza podnosi się, a potem opada. Do katastrofalnej zmiany dochodzi, gdy fala dociera na płycizny – następuje raptowne hamowanie i w konsekwencji zwiększenie wysokości nawet kilkadziesiąt razy.

Łatwość komputerowego modelowania tsunami oraz wzrost zainteresowania wielkimi katastrofami geologicznymi spowodował w połowie lat dziewięćdziesiątych istny zalew mediów przerażającymi wizjami tzw. megatsunami – nieprawdopodobnie wielkich fal, które miały być efektem nie tylko trzęsień ziemi, ale również osuwisk podmorskich, upadku meteorytów i wybuchu wulkanów.

Największy rozgłos uzyskała hipoteza Simona Daya, geologa z University College London, rozpowszechniana w 2000 r. przez BBC i powtarzana do dzisiaj w różnych popularnonaukowych programach telewizyjnych. Według brytyjskiego naukowca zachodnie zbocze wulkanu Cumbre Vieja na wyspie La Palma (Wyspy Kanaryjskie) jest niestabilne i łatwo może się osunąć do Atlantyku. Day obliczył, że gdyby tak się stało – spowodowałoby to megatsunami o niewyobrażalnej sile. Osuwisko może zostać wyzwolone przez wybuch wulkanu, któremu zwykle towarzyszą wstrząsy.

Wulkan Cumbre Vieja jest wciąż aktywny – ostatnio ożył w 1971 r. Przypuszczenia Daya wsparł Hermann Fritze z Federalnego Instytutu Technologii w Zurychu. Za pomocą laboratoryjnego generatora osuwisk zbadał efekt wrzucenia do Atlantyku bloku o objętości 500 km3. Wynik był szokujący – fala u wybrzeża Wysp Kanaryjskich mogła osiągnąć wysokość 750 m. Po przetoczeniusię przez Atlantyk z prędkością pasażerskiego odrzutowca spustoszyłaby niskie Karaiby i uderzyłaby we Florydę, wdzierając się 20 km w głąb lądu wałem o wysokości 50 m. Zniszczone zostałyby wybrzeża Ameryki Środkowej, północnej Brazylii, a z drugiej strony oceanu brzegi północno-zachodniej Afryki, Anglii, Hiszpanii, Portugalii i Francji.

Po wymodelowaniu katastrofy kanaryjskiej Day zajął się innymi potencjalnie niebezpiecznymi obszarami – przedstawił efektowną komputerową wizualizację zniszczenia Hawajów i zachodniego wybrzeża USA na skutek obsunięcia się zbocza wulkanu Mauna Loa na wyspie Hawaii oraz katastrofę w Afryce Zachodniej, której mogą zagrażać wulkaniczne Wyspy Zielonego Przylądka.

Jak to zwykle w nauce bywa – kontrowersyjne hipotezy nie pozostają bez odpowiedzi. Teorie Daya i innych katastrofistów rozłożył na czynniki pierwsze George Pararas-Carayannis z Honolulu na Hawajach. W artykule opublikowanym niedawno na łamach specjalistycznego „Science of Tsunami Hazards” poddał gruntownej krytyce założenia kanaryjskiej i hawajskiej katastrofy. W obszernej publikacji Pararas omawia problem dobrze znany użytkownikom komputerowych systemów przetwarzania danych, a okreś...

[pełna treść dostępna dla abonentów Polityki Cyfrowej]

525-metrowa fala

Klasyczne tsunami powstaje na skutek wytrącenia z równowagi masy wody przez pionowy ruch dna morskiego. Podobny efekt daje zaburzenie równowagi wody od strony jej powierzchni – na skutek upadku meteorytu czy osunięcia mas skalnych. Naukowcy uważają, że w tym drugim przypadku fale, aczkolwiek początkowo wysokie, wygasają szybko i nie przeradzają się w prawdziwe tsunami.

9 lipca 1958 r. do otoczonej wysokimi górami Zatoki Lituya na Alasce runęło osuwisko wywołane lokalnym trzęsieniem ziemi. Fala o wysokości 525 m oskalpowała z drzew brzegi zatoki, ale po wyjściu na szersze wody szybko zanikła i nie spowodowała żadnych zniszczeń.

Made in Japan

Tsunami jest wyrazem japońskim, składającym się z dwóch ideogramów; górny to tsu co oznacza wybrzeże, dolny nami oznacza falę. Obecnie japońskie określenie stosuje się powszechnie w geofizyce. Poprzednio zjawisko określano różnymi nazwami, często wprowadzającymi w błąd: na przykład „fale pływowe” lub „morskie fale sejsmiczne”. Tsunami w rzeczywistości nie ma nic wspólnego z pływami. Te bowiem wywołuje działanie grawitacyjne Księżyca, Słońca i planet. Zjawiska sejsmiczne, do których odnosi się drugie określenie, są tylko jedną z przyczyn, powodujących tsunami. Równie dobrze może ono powstać na skutek upadku do oceanu wielkiego meteorytu, osuwiska podmorskiego czy wybuchu wulkanu.

Bałtyckie tsunami?

Jedno z najdziwniejszych zjawisk falowych nosi nazwę seiche i występuje w dużych zamkniętych zbiornikach – jeziorach, morzach wewnętrznych, fiordach. Nazwa pochodzi ze Szwajcarii, gdzie po raz pierwszy je zaobserwowano. Seiche to fala stojąca – woda przemieszcza się tylko w górę i w dół. Najprostszym modelem tego zjawiska jest przechylenie i wyprostowanie dużego naczynia z wodą – lustro wody będzie się przez pewien czas kołysać. Niestety nie wiadomo, kto w przyrodzie przechyla naczynie – być może seiche powstaje na skutek parcia wiatru lub zmian ciśnienia atmosferycznego. W grudniu 1932 r. zjawisko zaobserwowano na Bałtyku – po obu stronach osi Sztokholm–Lipawa (Łotwa) lustro wody rytmicznie wędrowało w górę i w dół. W chwili gdy na wyspach duńskich woda opadała o 60 cm w dół, to w Zatoce Fińskiej podnosiła się o 1 m, jakby ktoś przechylał Bałtyk z północy na południe.