Fale śmierci
26 grudnia 2004 roku podwodne trzęsienie ziemi o magnitudzie 9,1, którego hipocentrum znajdowało się ok. 30 km pod dnem Oceanu Indyjskiego w pobliżu zachodniego wybrzeża północnej Sumatry, wywołało jedną z największych fal tsunami w znanej nam historii świata. Tsunami zniszczyło wybrzeża kilku krajów Azji i Afryki. Zginęło ok. 294 tys. ludzi.
Pierwsze doniesienia o zniszczeniach spowodowanych falami tsunami nie wyglądały przerażająco. Wkrótce jednak, wraz z informacją, że trzęsienie ziemi z grudnia 2004 roku było jednym z najsilniejszych podmorskich trzęsień ziemi w ostatnich stu latach, zaczęły napływać niepokojące komunikaty ze wszystkich krajów leżących w basenie Oceanu Indyjskiego.
Zginęło ok. 294 tys. ludzi, setki tysięcy ludzi zostało rannych, a miliony pozbawionych dachu nad głową. Olbrzymie były też straty materialne. Wśród ofiar było wielu turystów, którzy przyjechali na słoneczne plaże Tajlandii. Fale tsunami przemieszczały się bardzo szybko. Po niespełna godzinie zalane było wybrzeże kraju. Bardzo ucierpiała wyspa Phuket. Po dwóch godzinach fale dotarły do Indii i Sri Lanki, a po siedmiu godzinach do wybrzeży Afryki po drugiej stronie Oceanu Indyjskiego, przynosząc śmierć w Somalii, Tanzanii i Kenii. Wiele osób nie zdawało sobie sprawy z zagrożenia. Cofające się morze traktowali jako ciekawostkę, a nie jako zapowiedź nadejścia wielkiej fali. Zamiast uciekać w miejsca wyżej położone, fotografowali to ciekawe zjawisko, potem na ucieczkę było już za późno.
Słowo "tsunami" od wieków używane w Japonii zrobiło międzynarodową karierę. W dosłownym tłumaczeniu oznacza ono "falę portową". Zwykle nadejście fal tsunami poprzedza obniżenie się lustra wody nawet o 4 m – ocean się cofa. Po kilkunastu minutach woda zaczyna przybierać i pojawia się czoło fali. Spieniona ściana wody o wysokości kilku lub kilkunastu metrów wdziera się na ląd, niszcząc wszystko, co napotka na swojej drodze. Po pierwszej fali, dochodzącej nawet do 30 m wysokości, w odstępach kilkunastominutowych przychodzą następne. O jej ogromnej sile świadczy wyrwanie i przesunięcie 600 tonowego fragmentu rafy koralowej. Na lądzie fala powoli traci impet, zalewając kilkusetmetrowy pas lądu. Śmiercionośne fale docierają do miejsc oddalonych o tysiące kilometrów od epicentrum trzęsienia ziemi.
Jak to się dzieje, że fale mimo przebycia tak dużej odległości zachowują swą niszczycielską siłę?
Fale tsunami mogą powstać w wyniku podmorskiego trzęsienia ziemi, wybuchu wulkanu położonego na małej wyspie lub podmorskiego, dużego osuwiska albo uderzenia meteorytu. Trzęsienie ziemi z grudnia 2004 roku u północnych wybrzeży Sumatry i związane z tym pionowe ruchy dna morskiego poruszyły olbrzymie masy wody, wywołując fale niosące ze sobą olbrzymią energię. Fale zaczęły rozchodzić się promieniście z prędkością przekraczającą nawet 700 km/godz. Prędkość fal tsunami zależy od głębokości oceanu. Im głębszy ocean, tym większa prędkość fal tsunami, która jest równa kwadratowemu pierwiastkowi z iloczynu przyspieszenia ziemskiego i głębokości oceanu. Fale tsunami są falami bardzo długimi. Ich długość, mierzona odległością między sąsiednimi grzbietami fali, zwykle przekracza 100 km. Różnią się, więc one zasadniczo od znacznie krótszych, kilku lub kilkunastu metrowych fal, powstających pod wpływem wiatru w zbiornikach wodnych. Fala tsunami nie jest groźna dla statków znajdujących się na pełnym morzu, gdyż jej wysokość nie przekracza kilku metrów. Ze względu na dużą długość fali, pasażerowie statku mogą jej nawet nie zauważyć. Wysokość fali wzrasta, kiedy zbliża się ona do wybrzeża, gdyż jej prędkość maleje ze względu na malejącą głębokość morza, a energia nie zmienia się. Na wysokość fali ma też wpływ kształt linii brzegowej oraz szybkość podnoszenia się dna morskiego w strefie przybrzeżnej.
W dogodnych warunkach, na płaskim terenie, fala może dotrzeć na sporą odległość w głąb lądu. W Papui – Nowej Gwinei w 1998 roku fala tsunami pokonała dystans aż 50 km. Do najtragiczniejszych zalicza się wybuch wulkanu Kratakau 27 sierpnia 1883 roku, kiedy to fale tsunami wraz z trzęsieniem ziemi i wybuchem wulkanu spowodowały śmierć 36 tys. osób oraz dewastację wysp Jawy i Sumatry. Najwyższą falę zanotowano 9 czerwca 1958 roku na Alasce. Olbrzymie masy skał obsunęły się do zatoki Lituya i wywołały falę, która na przeciwległym stoku dotarła do wysokości aż 524 m. Fale tsunami potrafią przemierzyć cały Ocean Spokojny. 22 maja 1960 roku zatrzęsła się ziemia u wybrzeży Chile. Po 14 godzinach 10-metrowa fala dotarła do portu Hilo na Hawajach, a po 22 godzinach 5-metrowe fale pojawiły się u wybrzeży Japonii. Zniszczenia dokonane przez fale tsunami mają znaczący wpływ na gospodarkę. 1 listopada 1775 roku w Lizbonie, w wyniku trzęsienia ziemi o sile 9 w dziewięciostopniowej skali Richtera, zniszczone zostało miasto, składy towarów, statki i flota wojenna. Niektórzy historycy w tej właśnie katastrofie upatrują główną przyczynę upadku gospodarczego Portugalii w 2 połowie XVIII wieku i jej statusu jako mocarstwa kolonialnego.
Czy fale tsunami mogą zagrozić mieszkańcom naszego wybrzeża?
Bałtyk jest niewielkim, zamkniętym, stosunkowo płytkim morzem o średniej głębokości 86 m. Nie leży on w strefie aktywności sejsmicznej. Nie są więc możliwe niszczycielskie fale tsunami powstałe w wyniku aktywności sejsmicznej. Fale tsunami mogłyby powstać jedynie po wpadnięciu do Bałtyku dużego meteoru lub planetoidy. Prawdopodobieństwo takiego zdarzenia jest znikome, chociaż nie można go wykluczyć tym bardziej, że w kwietniu 2029 roku na kursie Ziemi znajdzie się mała planetoida.
Czy można obronić się przed tsunami?
Najczęstszym źródłem fal tsunami są podwodne trzęsienia ziemi, których nie możemy przewidzieć. Można natomiast zbudować system ostrzegania. Najbardziej narażone na fale tsunami są wybrzeża Pacyfiku, gdzie występują aktywne wulkany oraz liczne trzęsienia ziemi. Od szeregu lat w rejonie Pacyfiku rozbudowywany jest system wczesnego ostrzegania (DART – Deep-Ocean Assessment and Reporting of Tsunamis). Tworzą go automatyczne stacje znajdujące się na powierzchni wody oraz stacje głębinowe na dnie oceanu dokonujące pomiaru ciśnienia. Z dokładnością do 5 cm jest mierzony poziom wody w oceanie. Dane poprzez satelitę GEOS dostarczane są do centrum ostrzegania przed tsunami, automatycznie analizowane, a w przypadku przekroczenia dopuszczalnych standardów następuje emisja komunikatu o zagrożeniu, który po sprawdzeniu jest przekazywany odpowiednim służbom. System DART ma na celu zmniejszenie ofiar i szkód materialnych w USA oraz eliminację fałszywych alarmów. Akcję informującą, jak zachować się w czasie trzęsienia ziemi i nadejścia fal tsunami, prowadzi się w Japonii. Dała ona już pozytywny wynik w postaci mniejszej liczby ofiar śmiertelnych.
Dr Antoni Winiarski
Instytut Fizyki Uniwersytetu Śląskiego
Artykuł "Fale śmierci" był opublikowany w "Gazecie Uniwersyteckiej UŚ" [nr 5 (125) luty 2005]
