Causas del tsunami del sur de Asia
Un tsunami es una ola enorme que aparece repentinamente en el mar. En ocasiones la altura de la ola puede alcanzar más de diez metros. Olas tan enormes pueden durar varias horas y repetirse decenas de veces en el mismo lugar. Si se precipitan hacia tierra, dañarán instalaciones y edificios dondequiera que vayan, causando grandes pérdidas de vidas y propiedades.
En la madrugada del 26 de diciembre de 2004, se produjo un terremoto de magnitud 9,0 en Indonesia. El epicentro se situó a 160 kilómetros de la costa suroeste de la provincia de Aceh, en el noroeste de Sumatra. El terremoto provocó un tsunami en el sur de Asia. Las enormes olas se precipitaron hacia Indonesia, Tailandia, Sri Lanka, India y otros países que rodean el Océano Índico, e incluso se precipitaron hacia la costa este de África, que se encuentra a 5.000 kilómetros de distancia. Miles de víctimas y millones de personas sin hogar en un día.
La frecuencia de los tsunamis no es baja. Tomando a Taiwán como ejemplo, hubo cuatro registros de tsunamis en el siglo XX. Sin embargo, debido a que la escala era pequeña y la altura de las olas era inferior a un metro, ninguno era importante. se produjeron desastres. Rara vez se producen tsunamis de la magnitud de este tsunami del sur de Asia; el promedio mundial ocurre sólo una vez cada pocas décadas.
Causas de los tsunamis
Cuando se produce un tsunami, la velocidad de las enormes olas que se precipitan hacia la tierra puede alcanzar decenas de metros por segundo. Calculada con velocidad V = 10 m/s, masa M = 1 kg, la energía cinética K retenida por el agua de mar es
K = 1/2 × MV2 = 1/2 × 1 kg × (10 m/ s) 2 = 50 julios
Además, el agua de mar tarda al menos decenas de segundos en llegar desde la superficie del mar a la tierra, es decir, el agua de mar "retiene" la energía cinética durante al menos decenas de de segundos.
Por lo tanto, la aparición de un tsunami debe tener un mecanismo que haga que el agua de mar local gane repentinamente una gran cantidad de energía cinética. El agua de mar instantáneamente comienza a fluir rápidamente, formando una ola enorme. La velocidad de
V = (gh) 1/2
(donde g es la aceleración de la gravedad 9,8 m/s2, h es la profundidad del agua) se propaga en todas direcciones. Tomando como ejemplo la superficie del mar con una profundidad de agua de 3.000 metros,
V = (9,8 × 3000) 1/2 m/s = 170 m/s
Aproximadamente igual a una velocidad de propagación de seis por hora Cientos de kilómetros.
Si el estado de equilibrio original del agua de mar se destruye instantáneamente, la energía de la destrucción se transferirá al agua de mar, lo que provocará que el agua de mar gane repentinamente una gran cantidad de energía cinética y desencadene un tsunami. Hay tres posibles razones para esto: (1) enormes objetos extraños (como cometas) que impactan en el océano; (2) colapso de los montes submarinos (3) terremotos poco profundos del fondo marino;
Si por desgracia un cometa choca contra la Tierra y choca contra el océano, el agua de mar local que impacte será desplazada y absorberá la energía cinética del cometa, formando enormes olas y provocando tsunamis. En 1994, un cometa chocó contra Júpiter. En cuanto a que un cometa impacte contra la Tierra, aunque nunca ha sucedido en la historia, sí ha ocurrido en la prehistoria y todavía es posible en el futuro. En Arizona, EE.UU., se encuentra un cráter de impacto de un cometa de 1,2 kilómetros de diámetro, formado hace 33.000 años.
El colapso de montañas submarinas es la segunda posible causa de tsunamis. Si un monte submarino colapsa, las partes colapsadas caerán a la superficie del fondo marino, reduciendo la energía potencial y convirtiéndola en energía cinética del agua de mar, haciendo que el agua de mar fluya, generando enormes olas y provocando tsunamis. El colapso de una montaña submarina provocó el tsunami de Papúa Nueva Guinea en 1998. Recientemente, algunas personas predicen que la isla Balmer en las Islas Canarias frente a la costa de Marruecos en África occidental podría colapsar debido a una erupción volcánica, lo que provocaría un tsunami con olas de hasta 100 metros de altura. Sin embargo, el autor tiene serias dudas sobre la posibilidad de un colapso de tan gran escala.
Los tsunamis son causados más comúnmente por terremotos poco profundos que tienen su origen en el fondo marino. Las fallas son límites de placas. Si un terremoto submarino poco profundo hace que las placas a ambos lados de la falla se muevan entre sí en dirección vertical, el agua de mar que las cubre también se moverá con respecto a ella en dirección vertical. El agua de mar se destruirá y el agua de mar sobre la placa se elevará y la energía potencial se vuelve relativamente alta, por lo que fluye en la dirección de la placa que se hunde con una energía potencial relativamente baja. En otras palabras, un terremoto submarino poco profundo puede hacer que el agua de mar cerca del epicentro adquiera repentinamente una gran cantidad de energía potencial. Esta energía potencial se convierte inmediatamente en energía cinética debido a la gravedad, lo que hace que el agua de mar fluya y provoque un tsunami.
Según la profundidad de la fuente del terremoto, los terremotos se pueden dividir en tres tipos: superficiales (profundidad 0 ~ 70 kilómetros), medios (profundidad 70 ~ 300 kilómetros) y profundos (profundidad más de 300 kilómetros). ). Todos los terremotos de falla ocurren en los límites de las placas. Según la forma en que las placas se mueven entre sí, las fallas se pueden dividir en tres tipos: traslacionales, divergentes y convergentes.
Las fallas divergentes hacen que el muro colgante se deslice hacia abajo (hundimiento), también conocidas como fallas normales, mientras que las fallas convergentes hacen que el muro colgante se deslice hacia arriba (levantamiento), también conocidas como fallas inversas. Las fallas normales y las fallas inversas son fallas de inclinación-deslizamiento.
Si el terremoto submarino es causado por una falla de traslación, y la falla no se desliza oblicuamente, la placa submarina solo se desplazará horizontalmente. Debido a que el agua de mar es un fluido, aunque seguirá el desplazamiento horizontal, la cantidad de desplazamiento es mucho menor que el desplazamiento de la placa del fondo marino y el estado de equilibrio original del agua de mar es muy limitado. Además, este daño se limita a la dirección horizontal, no implica aceleración gravitacional y el agua de mar no aumenta la energía potencial, por lo que incluso si ocurre un tsunami, la escala no será grande.
Si ocurre un terremoto de falla submarina de inclinación-deslizamiento, pero la fuente del terremoto es muy profunda y la superficie de ruptura de la falla no se extiende hasta la superficie del fondo marino, sino que solo se limita a la superficie del fondo marino, entonces, cuando la falla sísmica Cuando la onda llega al agua de mar, el agua de mar solo propagará el medio de la onda de choque, el agua del mar vuelve a la calma después de que la onda de choque pasa. Aunque la onda de choque puede producir un efecto de cuenca, es decir, la onda de choque oscila hacia adelante y hacia atrás en un cuerpo de agua cerrado para producir un efecto aditivo, esta oscilación solo ocurrirá en un área pequeña de agua, como un lago o un mar interior. Dado que la cantidad de agua en una masa de agua cerrada es limitada y solo se propagan ondas de choque, no ondas, la energía de la onda de choque se transmitirá desde el agua del mar al fondo marino y se disipará.
En cuanto al agua de mar que fluye por las grietas de la falla submarina, es poco probable que sea la causa del tsunami. Debido a que las grietas en las fallas suelen ser muy pequeñas, especialmente en las fallas de inclinación y deslizamiento, la mayoría de las grietas están dentro de los diez centímetros y son casi invisibles. Tomemos como ejemplo el terremoto de 1999 en Taiwán. Las dos placas están estrechamente unidas en el plano de la falla. No hay ninguna grieta y el agua de mar no puede fluir hacia adentro, por lo que es poco probable que provoque un tsunami.
Para un terremoto con una superficie de ruptura de falla en tierra, a menos que la superficie de ruptura se extienda hasta la superficie del fondo marino, el papel del agua de mar es solo un medio para la propagación de ondas de choque. Después de que llega la onda sísmica, aunque el agua de mar obtiene brevemente la energía cinética de la vibración, no puede "retener" esta energía cinética. Esta energía cinética se propaga a otros lugares en menos de un segundo, y el agua de mar vuelve a la calma y no fluye. Por tanto, es casi imposible que un terremoto en tierra provoque un tsunami.
Lo más probable que desencadene un tsunami es un terremoto de inclinación y deslizamiento submarino con una superficie de ruptura de falla en la superficie del fondo marino. Este tipo de terremoto hará que la superficie de las placas a ambos lados de la falla produzca desplazamientos relativos en la dirección vertical. Las fallas normales hacen que la pared del pie se eleve, mientras que las fallas inversas hacen que la pared colgante se eleve debido al agua de mar que cubre la placa. provoca un desplazamiento relativo en la dirección vertical con la placa. El nivel del agua sobre la placa que se eleva se eleva y es más alto que el nivel del agua sobre la placa que se hunde. Este proceso solo toma unos segundos. Luego, la gravedad obliga al agua de mar con mayor energía potencial a fluir rápidamente hacia la placa que se hunde, formando enormes olas que se propagan en todas direcciones y provocan tsunamis.
La mayoría de las fallas en el fondo marino son fallas agregadas ubicadas en la zona de subducción donde una placa oceánica se precipita debajo de una placa continental, o una placa oceánica se precipita debajo de otra placa oceánica. Son fallas inversas, y las hay. Zanjas cercanas a las fallas, cuando ocurre un terremoto, la pared superior se eleva y la pared inferior se hunde. Aunque las fallas también tienen tipos traslacionales y divergentes, son relativamente raras. Tomemos como ejemplo el terremoto que provocó el tsunami en el sur de Asia. Fue el empuje de la placa india y la placa australiana hacia la placa pequeña de Myanmar y la placa Sanda.
¿Cuánta energía (energía potencial) tiene el agua de mar sobre la placa levantada cuando la falla submarina se inclina y se desliza? Tomando como ejemplo el tsunami de 1226 en el sur de Asia, el deslizamiento de la falla provocó que la pared colgante se elevara hasta 30 metros y la longitud de la superficie de ruptura de la falla superó los mil kilómetros (106 m). Suponiendo que el levantamiento del muro colgante y el hundimiento del muro colgante ocurren dentro de cien kilómetros (105 m) a ambos lados de la falla, entonces la masa de agua de mar M del levantamiento del muro colgante es (la densidad del agua de mar es 103 kg/m3)
M = 106 m × 30 m × 105 m × 103 kg/m3 = 3 × 1015 kg
La energía potencial obtenida U (calculada como U = mgh, aceleración de la gravedad g = 9,8 m/s2, promedio de agua de mar Altura de elevación h = 15 m)
U = 3 × 1015 kg × 15 m × 9,8 m/s2 = 4,4 × 1017 julios
Aproximadamente la energía de dos mil Hiroshima- tipo bombas atómicas! Una energía potencial gravitacional tan enorme se convierte instantáneamente en energía cinética del flujo de agua de mar. ¡Puedes imaginar cuán poderosas son las olas y los impactos de las olas!
Debido a que el agua sobre la placa elevada fluye primero hacia la placa que se hunde, la costa detrás de la placa elevada primero experimenta un reflujo alto antes de ser invadida por olas.
Por el contrario, la costa detrás de la placa que se hunde no disminuye debido a los tsunamis. Tomemos como ejemplo el tsunami del sur de Asia. Los turistas supervivientes de la isla de Phuket en Tailandia describieron el tsunami como un reflujo alto: "Los peces que no tuvieron tiempo de retirarse luchaban en la playa, y luego golpearon olas enormes..." Porque Phuket. La isla está ubicada en una falla de cabalgamiento Detrás de la placa (placa elevada), el agua de mar fluye primero hacia la placa inferior, por lo que la marea alta ocurre primero. El tsunami de Keelung de 1867 también se produjo primero con una gran marea baja por la misma razón.
Dónde los tsunamis pueden ser causados por terremotos
Los límites de las placas se pueden dividir en tres tipos: convergentes, divergentes y traslacionales. Las dorsales en medio del océano incluyen límites de placas divergentes y traslacionales, y representan la mayoría de los límites de placas divergentes submarinas. Debido a que las temperaturas de la corteza terrestre en las dorsales oceánicas son muy altas (quizás hasta más de mil grados Celsius), sólo se producirán pequeños terremotos (de magnitud inferior a 4) y es poco probable que desencadenen tsunamis. Los límites de las placas submarinas traslacionales que no se encuentran en las dorsales en medio del océano son fallas traslacionales. Como se mencionó anteriormente, no desencadenarán tsunamis.
Dado que la zona de subducción representa la mayor parte del límite de las placas de deslizamiento oblicuas en el océano, la mayoría de las fallas submarinas que pueden desencadenar tsunamis son fallas inversas convergentes, y sólo unas pocas son fallas normales. Los límites de las placas convergentes submarinas se distribuyen principalmente en: (1) La Zona Sísmica de la Cuenca del Pacífico: desde el mar frente a Chile en Sudamérica hacia el norte hasta Centroamérica, desde Alaska en Norteamérica hacia el suroeste, pasando por las Islas Aleutianas, Kuril. Islas, Japón, Islas Ryukyu, Islas Maria Na, Filipinas, Nueva Guinea, Islas Salomón hasta la costa este de Nueva Zelanda (2) Zona sísmica alpina: incluye el Mar Mediterráneo, la Bahía de Bengala y la costa sur de Indonesia;
El epicentro de este terremoto en el sur de Asia, frente a la costa suroeste de la provincia de Aceh en Indonesia, forma parte de la Zona Sísmica Alpina. La mayor parte de la zona sísmica de la Cuenca del Pacífico es una falla inversa de zona de subducción submarina, y aproximadamente la mitad de la zona sísmica alpina es una falla inversa de zona de subducción submarina.
Las zonas de subducción que pueden desencadenar tsunamis se encuentran principalmente en los márgenes continentales. La pared colgante de la falla de empuje está en el lado cercano a la tierra y la pared inferior está en el lado que mira al océano. Cuando se produce un tsunami, como resultado del levantamiento del muro colgante, el agua de mar fluye primero hacia el muro inferior, por lo que primero se produce una marea alta en la costa detrás del muro colgante. Por lo tanto, en la mayoría de las costas, un tsunami ocurre primero con marea baja y luego con una ola grande.
¿Es probable que se produzca un tsunami en Taiwán? Sí, hubo registros de grandes tsunamis en Tainan en 1781, Keelung y Tamsui en 1867. Taiwán está situado en el límite entre la placa continental euroasiática y la placa del mar de Filipinas. La falla atraviesa la tierra de Taiwán. Dado que el mar del sur y el mar del noreste son zonas de subducción (fallas inversas submarinas) del límite de la placa, pueden ocurrir tsunamis. en los extremos norte y sur y atacar a Taiwán.
Prevención y control de desastres causados por tsunamis
El tsunami es un fenómeno natural y no se puede evitar. Dado que es inevitable, debemos afrontarlo, coexistir pacíficamente con él y tratar de minimizar el desastre del tsunami.
La velocidad de propagación del tsunami es de cientos de kilómetros por hora, a menos que esté cerca de una falla, el tsunami siempre tardará más de unos minutos en extenderse desde la falla hasta la tierra. Se puede utilizar el tiempo para reducir el desastre.
Tomemos como ejemplo el tsunami de 1226 en el sur de Asia. La distancia desde el epicentro (frente a la costa de la provincia de Aceh, Indonesia) hasta Sri Lanka es de unos 1.600 kilómetros. Las enormes olas del tsunami tardan 2,5 horas. tsunami llegue. Si se pueden emitir advertencias con anticipación, todos tendrán tiempo suficiente para evacuar a un lugar seguro. Debido a la falta de un sistema de alerta temprana, Sri Lanka sufrió numerosas bajas y cientos de personas murieron en lugares tan lejanos como Somalia, en África Oriental. Sin embargo, en la isla indonesia de Simeulue, cerca del epicentro, los isleños confiaron en la antigua leyenda de "correr a las montañas inmediatamente cuando ocurre un terremoto". Según los informes, ¡nadie en la isla resultó herido o muerto en el tsunami del sur de Asia!
Después del terremoto. Las estaciones de vigilancia vecinas pueden detectar el terremoto en un minuto, determinar el epicentro y la intensidad en unos segundos y emitir avisos oportunos a las zonas que puedan verse afectadas por el tsunami. Técnicamente, esto no supone un problema. Por tanto, es necesario establecer un sistema de alerta de tsunamis y preparar rutas de evacuación en caso de tsunami.
Si se produce un tsunami en Taiwán, el epicentro puede estar en las aguas del sur o del norte de Taiwán, a cientos de kilómetros de distancia de la tierra de Taiwán. Por lo tanto, Taiwán tiene aproximadamente una hora de aviso, que es suficiente para evitarlo. Para evitar pérdidas graves, Taiwán debe establecer un sistema de alerta de tsunamis lo antes posible.