Цунами, обрушившееся утром 26-го декабря на прибрежные районы ряда стран Юго-Восточной Азии, было самым мощным за последние 40 лет, – в один голос утверждают эксперты. Если же иметь в виду количество погибших и пропавших без вести – а их, по оценке ООН, может оказаться свыше 150-ти тысяч человек, – то это цунами следует считать самым страшным за всю историю геофизических наблюдений. Между тем, цунами – вовсе не такое уж редкое явление. В одном только Тихом океане, где сейсмическая активность наиболее велика, ежегодно регистрируется до десятка цунами. К счастью, действительно опустошительные цунами, несущие смерть и разрушения обширным регионам, случаются гораздо реже – в среднем раз в 10-15 лет. Известно, что цунами возникают в результате стремительного вертикального сдвига протяжённых участков морского дна. В большинстве случаев такой сдвиг является следствием землетрясения, хотя он может быть вызван и иными причинами, о которых мы поговорим несколько позже. В силу малой сжимаемости воды и высокой скорости самого процесса деформации участков дна опирающийся на них столб воды также смещается, не успевая растечься, в результате чего на поверхности океана образуется некое возвышение или понижение, которое переходит в колебательные движения толщ воды. Так зарождается цунами. Амплитуда, то есть высота такой разбегающейся концентрическими кругами волны в месте её возникновения составляет обычно всего несколько сантиметров, изредка – несколько десятков сантиметров, а её длина, то есть расстояние между двумя соседними гребнями, достигает 150-ти и более километров, поэтому, находясь в открытом океане, заметить такую волну практически невозможно. Однако по мере приближения к берегу волна начинает расти. Профессор Петер Борман (Peter Bormann), сотрудник Геофизического научно-исследовательского центра в Потсдаме, поясняет:

Если такое землетрясение происходит посреди океана, где глубина, скажем, 5 километров, то скорость распространения волны здесь очень велика – около 800 километров в час. Это соответствует крейсерской скорости реактивного пассажирского самолёта. Однако в прибрежных водах, где глубина, скажем, всего 10 метров, скорость распространения волны составляет лишь около 36 километров в час. Иными словами, на мелководье цунами сильно тормозится. Но массам воды надо же куда-то деваться, на них давят, их подпирают, подгоняют и перехлёстывают набегающие следом волны, и за счёт этого цунами растёт, набирает высоту.

Высота такой приливной волны может достигать 10-ти, 20-ти, а то и 30-ти метров, особенно там, где этому благоприятствует рельеф местности, – говорит профессор Борман:

Если данный участок побережья имеет выпуклую форму и выдаётся в море, то он как бы рассекает приливную волну и отводит её энергию в стороны; если же участок побережья, напротив, имеет вогнутую форму наподобие открытой в сторону моря воронки, что часто бывает там, где в море впадает река, то такая бухта дополнительно фокусирует волну, заставляет её вздыматься ещё выше.

Иногда, впрочем, первым признаком приближения цунами становится сильный отлив. Такое цунами наиболее коварно. Обширные участки морского дна вдруг обнажаются, вода отступает:

Она течёт обратно в океан, в ту впадину, которая образовалась где-то там, в эпицентре землетрясения. Люди, привлечённые необычным зрелищем внезапно пересохшей бухты, собираются на берегу, и тут их накрывает стремительная приливная волна.

Как известно, вслед за первым, самым мощным и разрушительным толчком нередко происходит целая серия более мелких землетрясений, а это может вызвать новые подвижки морского дна и, как следствие, новые цунами. Однако иногда цунами «возвращаются» и без какой-либо видимой причины, лишь за счёт сложного взаимодействия набегающей и отражённой волн, и предсказать это практически невозможно, – говорит профессор Борман:

Бывают цунами, когда гигантская приливная волна поражает один и тот же участок побережья 2-3 раза подряд. При этом интервал может достигать нескольких часов. Поэтому после цунами не следует спешить давать отбой.

К сожалению, наука пока не умеет предсказывать землетрясения. Но вовремя известить население того или иного региона о приближении цунами учёным вполне по силам. Профессор Борман поясняет:

Колебания, вызванные подземными толчками, распространяются с огромной скоростью: не 100 или 200 метров в секунду, как цунами, а 10 километров в секунду. Поэтому сейсмографы регистрируют любое землетрясение, где бы ни был расположен его эпицентр, самое позднее через 2-3 минуты, а обычно уже через 20-30 секунд. Это землетрясение регистрируется одновременно разными сейсмостанциями, которые посылают свои данные через спутники в единый вычислительный центр. Уже спустя 10-20 минут эксперты могут с высокой точностью локализовать эпицентр толчков, определить магнитуду и прочие характеристики землетрясения и, если имеется угроза цунами, сразу выдать предупреждение. В удалённых от эпицентра прибрежных регионах такое предупреждение может спасти многие тысячи жизней.

Если иметь в виду нынешнее цунами, то индонезийскому острову Суматра, возле берегов которого находился эпицентр разрушительного землетрясения, никакое оповещение не помогло бы, однако у Шри-Ланки было бы в запасе 2 часа на эвакуацию местного населения и туристов. Но, к великому сожалению, здесь, в Индийском океане, такой системы оповещения пока нет. А в Тихом океане она уже давно существует и исправно функционирует, – говорит Хайко Войт (Heiko Woith), коллега профессора Бормана:

Главными элементами системы предупреждения о цунами являются, во-первых, сейсмографы, а во-вторых, измерители уровня моря. Сейсмографы – их здесь более 150-ти штук – установлены на дне моря вдоль всего Тихоокеанского «огненного, – то есть вулканического – пояса. Их задача – регистрация и быстрая локализация землетрясений. А измерители уровня моря – их около сотни – находятся на буях, заякоренных в разных точках акватории океана. Само по себе подводное землетрясение, даже очень сильное, не обязательно порождает цунами, поэтому для выдачи предупреждения одних лишь показаний сейсмографов недостаточно. Однако если подземные толчки сопровождаются специфическими колебаниями уровня моря, тогда с высокой долей вероятности можно говорить об угрозе цунами.

Впрочем, никакие, даже самые совершенные приборы не могут гарантировать, что предупреждение о цунами будет выдано вовремя, – признаёт Хайко Войт:

На то, чтобы зарегистрировать сильное землетрясение, автоматизированной системе нужно, как правило, всего лишь несколько минут. Точная локализация эпицентра может потребовать больше времени, но на первых порах этого вполне достаточно. Следующая задача состоит в том, чтобы получить и проанализировать показания ближайших к эпицентру измерителей уровня моря. Но они нередко находятся на расстоянии в сотни километров, и вот тут уже потеря времени может составить и полчаса, и даже целый час.

Следует, впрочем, иметь в виду, что цунами могут возникать не только в результате землетрясений. Британский геолог Саймон Дей (Simon Day), сотрудник Центра Бенфилда Грега по изучению рисков при Лондонском университетском колледже, напоминает:

Чаще всего эти волны действительно вызываются землетрясениями. Но они могут порождаться и подводными оползнями. Или сходящими в воду оползнями островных вулканов.

До сих пор подавляющее большинство разрушительных цунами зарождались на периферии Тихого океана – их жертвами в разное время становились и Япония, и Папуа-Новая Гвинея, и Гавайские острова. Самую последнюю катастрофу, как известно, вызвало землетрясение в Индийском океане. Однако Саймон Дей и его американский коллега Стивен Уорд (Steven Ward), специалист в области компьютерного моделирования из университета штата Калифорния в городе Санта-Круз, указывают на угрозу возникновения цунами в районе Канарских островов. И не просто цунами, а мега-цунами. Стивен Уорд поясняет:

Я полагаю, название «мега-цунами» призвано подчеркнуть отличие такой гигантской волны от обычных цунами, вызываемых землетрясениями. Землетрясения способны породить приливные волны высотой в 10-15, максимум 30 метров. Конечно, такая приливная волна высотой в 10-этажный дом обладает страшной разрушительной силой, но цунами, вызванное оползнем части прибрежного горного массива в море, может быть ещё гораздо страшнее. Расчёты на основе нашей компьютерной модели показали, что при крупных оползнях возможно возникновение цунами высотой в сто и более метров.

По статистике такого рода катастрофы происходят довольно редко – примерно раз в 10 тысяч лет, – но всё же происходят. Так, Шотландия за последние 50 тысяч лет неоднократно становилась жертвой гигантских приливных волн, проникавших далеко вглубь её территории. Их эпицентром каждый раз становились участки морского дня у побережья Норвегии в зоне нефтяных месторождений. Но просчитанный теперь учёными сценарий, связанный с Канарскими островами, чреват катастрофой совершенно невиданных масштабов. Дело в том, что на острове Пальма, самом активном в тектоническом отношении, почти весь западный склон вулканического горного хребта Кумбре Вьеха нестабилен и в результате очередного извержения или землетрясения может обрушиться в море. Стивен Уорд говорит:

Склоны почти любого океанического вулкана с каждым очередным извержением становятся всё круче, поскольку кратер вулкана расположен, как правило, на его вершине. В какой-то момент крутизна склонов достигает предельного значения, и происходит оползень. Если эти гигантские массы горной породы обрушатся в воду, может возникнуть огромная волна.

На острове Пальма вероятность такого сценария особенно велика. Саймон Дей вот уже несколько лет картографирует здесь трещины и расселины в горном массиве. Все они являются следствием мощных извержений вулканов, имевших место в 1585-м, 1712-м и 1949-м годах. Во время последнего извержения западный склон горы сместился на целых 4 метра, образовав огромный разлом.

Саймон Дей считает, что эта трещина, скорее всего, уходит вглубь до самых нижних геологических структур острова. Кроме того, учёный обнаружил, что восточный и южный склоны вулкана также нестабильны и давят на западный склон, что лишь увеличивает вероятность его катастрофического обрушения. А ведь это ни много ни мало – 500 миллиардов тонн горной породы. Саймон Дей говорит:

Если эта гигантская масса горной породы за несколько секунд обрушится в море, она породит цунами, своими параметрами значительно превосходящее всё, что человечеству довелось испытать до сих пор. Наши компьютерные расчёты и эксперименты показали, что высота такой волны может составить от 650 метров до километра – это в два-три раза выше Эйфелевой башни.

Модель исходит из того, что горная порода обрушится в долину, а затем в море со скоростью около ста метров в секунду. Этот оползень вторгнется в открытое море на 60 километров. Вытесненные массы воды, лишённые возможности откатиться назад, двинутся в океан со скоростью от 500 до 800 километров в час. Изогнутый дугой фронт гигантской волны вызовет опустошения к западу, юго-западу и северо-западу от Канарских островов. Восточное побережье Африки накроет волна высотой более 100 метров. Преодолев Атлантический океан, волна высотой около 50-ти метров захлестнёт восточное побережье США, проникнув вглубь на расстояние до 20-ти километров. При этом высвободится столько же энергии, сколько всё население Соединённых Штатов потребляет за целый год. Бостон, Нью-Йорк или Майами будут стёрты с лица Земли точно так же как Багамские и Антильские острова. Спустя 8 или 9 часов приливная волна высотой около 40 метров дойдёт до Бразилии. Не избежит общей печальной участи и Европа. Саймон Дей предостерегает:

Ряд стран вдоль атлантического побережья Европы также испытают на себе разрушительное действие такой волны. Это касается, прежде всего, Испании, Португалии и Британских островов.

Правда, для большей части континентальной Европы такая катастрофа будет иметь последствия преимущественно экономического характера – из-за того ущерба, который мега-цунами причинит Северной Америке и Великобритании. Но вряд ли это может послужить утешением. А потому напрашивается вопрос: насколько реален такой сценарий? Неужели средней силы землетрясение на одном из Канарских островов может превратить в безжизненную пустыню всё восточное побережье США и все острова Карибского бассейна? Саймон Дей говорит:

Когда-нибудь в будущем это обязательно произойдёт. Вряд ли раньше, чем лет через сто, но, пожалуй, не позднее, чем через пятьсот. И предотвратить или остановить цунами невозможно. Единственный способ хотя бы отчасти смягчить страшные последствия такой волны – это разработка планов экстренной эвакуации населения из районов, которые будут затронуты стихийным бедствием, а также создание эффективной системы раннего оповещения о приближении цунами.

Несколько лет начал один из спутников GPS, то есть глобальной навигационной системы, зарегистрировал оползень на склоне вулкана Килауэа на Гавайах. Менее чем за 36 часов гигантские массы горной породы съехали вниз на 18 сантиметров. К счастью, причиной оползня были сильные дожди, вулкан активности не проявлял, а потому весь процесс протекал относительно медленно и не вызвал катастрофических последствий. Однако могло ведь быть и иначе. Стивен Уорд говорит:

Мы исходим из того, что обширные и быстрые оползни могут быть вызваны, прежде всего, извержениями вулканов или землетрясениями. Чтобы вовремя заметить угрозу, нужно очень внимательно следить за вулканами и постоянно регистрировать малейшие деформации горных структур. Даже самое лёгкое повышение сейсмической активности может послужить первым признаком надвигающегося извержения, а оно, в свою очередь, – вызвать оползень, чреватый цунами. Сегодня радиолокационные спутники, а также спутники системы GPS поставляют ценную информацию обо всех изменениях рельефа. Такое наблюдение из космоса играет очень важную роль, поскольку позволяет дистанционно оценивать состояние вулканов и избавляет нас от необходимости производить измерения на местности.