Максим Жмакин - Природные катастрофы, потрясшие мир

Если удастся осуществить этот амбициозный проект, то возможны значительные открытия и изменения наших представлений о Земле. Ведь мантия занимает огромную часть всего объема планеты, начинаясь на глубине 2—60 км, опускаясь до глубины 3 000 км и контактируя с ядром планеты, состоящим из железа и никеля.

Высказываются мнения, что структура мантии в разных местах неоднородна, а определенные земные породы, например с высоким содержанием магния, выступают непосредственными продуктами взаимодействия мантии и коры в условиях повышенных давления и температуры. Поскольку имеет место неоднородность, то химическая структура мантии существенно различается от одного региона Земли к другому, и ожидается, что исследование различий прояснит механизмы некоторых динамических процессов внутри планеты. В частности, считается, что изучение мантии в состоянии дать ответ на вопрос о природе землетрясений и извержений вулканов.

Сейчас у ученых есть образцы мантии, поднявшиеся на поверхность земли с вулканическими выбросами, но в этом случае присутствует загрязняющий фактор: в процессе движения образцы обязательно смешиваются с породами коры, а для исследований важна чистота материала.

Океанское дно для бурения скважины выбрано не случайно — на суше подобное было бы практически неосуществимо, ведь на ней толщина коры доходит до 60 км в отличие от нескольких километров на дне. К тому же под океаном кора моложе, чем на суше, и не такая крепкая, поэтому бурить ее проще и быстрее.

На данный момент районы для бурения определены и в наличии есть плавучая японская буровая станция, способная углубляться на 10 км. Далее следует установить места с наиболее тонкой корой, для чего используют наблюдения за изменениями температур в разных точках под дном, которые тем выше, чем ближе мантия. Расчеты показали, что в точке соприкосновения коры и мантии температура составляет примерно 300 °С.

Пока же в рейтинге самых глубоких лидирует скважина глубиной 12 км на Кольском полуострове в России.

Слово «цунами» пришло из японского языка и закрепилось в словаре понятий, известных практически каждому жителю Земли. В переводе оно означает «портовая или прибрежная волна». Нужно признать, что название вполне подходящее, учитывая смертельную опасность и многочисленные разрушения, которые несут японским портовым районам и прибрежным населенным пунктам огромные волны.

Прежде всего цунами не следует сравнивать с приливными волнами. Приливы представляют собой всего лишь периодические колебания уровня моря, вызванные силами притяжения Луны и Солнца. Порой сильнейшие штормы способны поднимать волны до 25 м, однако это явление отстоит далеко от цунами. Если погружаться глубже под ветровую волну, то станет очевидным, что ее сила с глубиной уменьшается, и наступит момент, когда волнение полностью прекратится.

Классические цунами простираются от самого дна океана (моря), а их сила остается одинаковой на любой глубине, пусть даже она составляет не один км.

Это закономерное следствие того, что цунами, как правило, вызваны значительными сейсмическими возмущениями морского дна. Именно поэтому ученые иногда распространяют понятие сейсмических волн и на цунами. Физически все выглядит достаточно просто: на определенном участке дна происходит поднятие, в результате чего поднимается и столб воды, опирающийся на этот пласт. Соответственно на поверхности воды это тоже проявляется как некоторое возвышение, площадь которого порой доходит до 25 000 км 2. В том случае, если дно опускается, поверхность воды уходит вниз и образуется впадина.

Как бы там ни было, затем в дело вступает сила тяжести, которая приводит к колебаниям толщи воды вверх и вниз на всей площади участка. В итоге формируются волны, расходящиеся концентрическими кругами, как будто в лужу бросили камушек. Существует довольно популярное заблуждение, что цунами представляет собой элементарную отдельную волну больших размеров (то, что подобное допущение противоречит законам физики, особо никого не смущает).

Однако чаще цунами образуют своего рода волновую систему.

Разрушительные цунами также способны появляться от подводных оползней и извержений вулканов. В последнем случае весьма характерным примером было мощное цунами около берегов Индонезии, произошедшее в августе 1883 г. и вызванное извержением вулкана Кракатау. Волны, достигавшие высоты 41 м, уничтожили примерно 300 населенных пунктов и унесли жизни более 40 000 человек.

Скорость ветровых волн никогда не превышает 100 км/ч. Как правило, она даже меньше. Что касается цунами, то его скорости сопоставимы со скоростями реактивных самолетов, за час смертельная волна преодолевает до 1000 км. Однако в открытом море цунами не опасно, поскольку здесь волны невысокие и пологие — иногда расстояние между гребнями составляет сотни километров. По этой причине волны цунами в открытом море заметить крайне сложно. Корабли, находящиеся в море на глубинах 180 м и более, могут не опасаться цунами. Экипажи заметят его только тогда, когда оно обрушится на берег.

При приближении к побережью и достижении мелководья волны трансформируются. Трение о дно снижает скорость перемещения, но неравномерно. Глубина, на которой располагается тыловая часть волны, обычно больше, чем глубина под передней ее частью. Поэтому тыловая часть движется немного быстрее. В результате волна тормозится, одновременно сжимаясь и увеличиваясь в высоту. Тут же накатывают следующие волны и, сталкиваясь с 1-й волной, вливаются в нее.

Около береговой черты цунами в состоянии превращаться в бурун, обрушивающийся на побережье в виде водяного вала, или бора, но обычно оно похоже на быстро появляющуюся и сильную приливную волну, которая намного превышает обычный уровень прилива.

Может показаться странным, но 1-м признаком цунами обычно служит не движущийся к берегу водяной вал, а значительное отступление воды от берега с обнажением обширных участков дна — в обмелевших заливах и бухтах бьется рыба, валяются ракушки и т. д. От того, что 1 -м подойдет к берегу — гребень или подошва волны, зависит то, какой будет картина случившегося (водяной вал или отступление воды).

В начале ноября 1837 г. обитатели острова Мауи Гавайи наслаждались тихим и безветренным вечером. Следующий день обещал быть таким же спокойным, но утром океан внезапно отступил, оставляя на дне рыбу и демонстрируя рифы. Некоторые люди заинтересовались и бросились собирать дары моря, а другие, предчувствуя недоброе, поторопились уйти на возвышенности. Через некоторое время огромный водяной вал смыл хижины деревни с побережья в озеро, расположенное на 200 м в глубь острова.