Mai mult de o mișcare oceanică determină dimensiunea tsunami-ului

Schimbările cauzate de cutremur de-a lungul fundului mării care împing apa înainte, nu doar în sus, ar putea ajuta la supradimensionarea tsunami-urilor.

Combinând experimente de laborator, simulări pe computer și observații din lumea reală, cercetătorii au descoperit că mișcarea orizontală a fundului mării în pantă în timpul unui cutremur subacvatic poate da tsunami-urilor un impuls critic. Oamenii de știință au presupus anterior că mișcarea verticală a contribuit în cea mai mare parte a energiei unui tsunami.

Mai mult de jumătate din energia pentru tsunami-ul neașteptat de mare care a devastat Japonia în 2011 (SN Online: 16/06/11) provin din mișcarea orizontală a fundului mării, estimează cercetătorii. Luarea în considerare a acestei mișcări laterale ar putea explica de ce unele cutremure generează tsunami mari, în timp ce altele nu, spun cercetătorii într-o lucrare care va fi publicată în Journal of Geophysical Research: Oceans.

„În ultimii 30 de ani, ne-am îndreptat în direcția greșită pentru a face o treabă bună în prezicerea tsunamiurilor”, spune coautorul studiului Tony Song, oceanograf la Laboratorul de propulsie cu reacție al NASA din Pasadena, California. „Această nouă teorie va duce la o abordare predictivă mai bună decât o avem acum.”

Cele mai mari tsunami se formează în urma cutremurelor care au loc de-a lungul granițelor tectonice, unde o placă oceanică se scufundă sub o placă continentală. Această mișcare nu este întotdeauna lină; secțiuni ale celor două plăci se pot lipi. Pe măsură ce placa oceanică de jos se scufundă, aceasta îndoaie placa continentală de sus în jos, ca o sculă de scafandru cântărită. În cele din urmă, stresul reținut devine prea mare și plăcile se deblochează brusc, determinând ca placa de deasupra să se rupă în sus și declanșând un cutremur. Această mișcare în sus ridică fundul mării, deplasând volume uriașe de apă care se adună pe suprafața mării și se răspândesc în exterior ca un tsunami.

Aceste cutremure de adâncime schimbă și fundul mării în lateral. Cutremurul de pe coasta Japoniei din 2011, de exemplu, nu numai că a ridicat fundul oceanului cu trei până la cinci metri; a provocat, de asemenea, o mișcare orizontală de până la 58 de metri. O astfel de mișcare laterală, oricât de mare, este în mare parte ignorată în știința tsunami-urilor, în mare parte din cauza unui studiu de laborator din 1982, care nu a găsit nicio legătură între mișcarea orizontală a solului și înălțimea valurilor. Experimentul folosit în acel studiu, susține Song, nu a fost un model dimensionat corespunzător al dimensiunilor fundului mării și oceanului de deasupra. Dacă mișcarea laterală are loc pe un segment înclinat al fundului mării, s-a gândit el, atunci schimbarea poate împinge volume mari de apă în lateral și poate adăuga impuls tsunami-ului în devenire.

Folosind două mașini de formare a valurilor de la Universitatea de Stat din Oregon din Corvallis, Song și colegii săi au revizuit experimentul vechi de zeci de ani. Vâslele ca vâsle au împins apa în sus și în exterior în unele teste și doar în sus în altele. Adăugarea mișcării orizontale a provocat valuri mai mari decât mișcarea verticală, au descoperit cercetătorii.

Combinând rezultatele experimentale cu o nouă simulare computerizată de tsunami care încorporează mișcarea laterală, cercetătorii ar putea explica dimensiunea neobișnuită a tsunami-ului din Oceanul Indian din 2004. Acel tsunami, una dintre cele mai grave dezastre naturale înregistrate, a fost mai mare decât poate explica doar ridicarea.

Folosirea senzorilor GPS pentru a măsura mișcarea orizontală a fundului mării în timpul unui cutremur va permite prognoze mai precise de tsunami înainte ca valul să fie observat de geamanduri oceanice, propune Song.

Noua lucrare face un caz convingător că mișcarea orizontală contribuie la generarea tsunami-ului, spune Eddie Bernard, un om de știință emerit la Centrul pentru Cercetarea Tsunami-ului din Seattle, al Administrației Naționale pentru Oceanii și Atmosferice. Dar cât de mult contribuie această mișcare la înălțimea totală a unui tsunami nu este clar. Ar putea fi mult mai puțin decât prevăd Song și colegii, spune el.

Alte evenimente de pe fundul mării care pot urma un cutremur mare – cum ar fi un număr mare de alunecări de teren care deplasează apa – ar putea, de asemenea, să mărească dimensiunea unui tsunami. Până când toți factorii nu vor fi cunoscuți, spune Bernard, probabil că cel mai bine ar fi pentru prognozatorii de tsunami să facă ceea ce fac acum: să aștepte ca un tsunami să se formeze după un cutremur înainte de a prezice dimensiunea și traiectoria valului.