Редкое тройное цунами зафиксировано недалеко от Новой Зеландии

В регионах, подверженных цунами, землетрясение – это сигнал, позволяющий подняться на возвышенность. Но смертельные волны все еще могут быть на пути, если земля ощущается слабо – или совсем не ощущается. Теперь исследователи, работающие в юго-западной части Тихого океана, развернули новый набор океанических датчиков для непосредственного обнаружения цунами. А ранее в этом году приборы зафиксировали редкое тройное цунами, вызванное тремя цунамигенными землетрясениями, которые произошли с интервалом в несколько часов.

Измерьте волну

Разрыв разлома, в частности, вертикальный надвиг, создаваемый сходящейся границей субдукционной плиты, может быть рецептом цунами. Но определение силы цунами с использованием данных наземных сейсмометров – до того, как волны накатятся на берег – чревато неопределенностью.

Вот почему инструменты, которые измеряют цунами напрямую – цунамиметры – являются ключевыми, сказал Билл Фрай, сейсмолог из GNS Science в Веллингтоне, Новая Зеландия, и член Группы экспертов по цунами Новой Зеландии.

«Вместо того, чтобы использовать землетрясение в качестве прокси, мы фактически измеряем волну цунами.”

Цунаметры бывают разных форм: прибрежные уровнемеры измеряют изменения уровня воды вблизи береговой линии. Кабели, петляющие по морскому дну, обнаруживают колебания давления, вызванные прохождением цунами. Буи для глубоководной оценки и сообщения о цунами (DART) регистрируют изменения высоты поверхности моря.

В этом видео представлены компьютерные модели возможного землетрясения M8.9 на границе плит и связанного с ним цунами вдоль зоны разлома Хикуранги для целей гражданской обороны и чрезвычайного планирования. Видео любезно предоставлено лабораторией Восточного побережья, Новая Зеландия:

«В частности, буи DART имеют много преимуществ», – сказал Фрай. Они дешевле в развертывании, чем подводные кабели, и они не так подвержены влиянию прибрежных волн, как прибрежные датчики уровня моря. Если они размещены рядом с источником землетрясения – например, над океанским желобом – они также могут заранее предупредить о приближающемся цунами.

Первый буй DART был развернут в 2000 году, а пять других, пришвартованных в Тихом океане, были добавлены к концу 2001 года. Три года спустя в ответ на смертоносное цунами, последовавшее за Суматрой, была создана официальная сеть цунаметров. –Андаманское землетрясение 26 декабря 2004 г. Сегодня более 60 буев DART стоят на страже вокруг Мирового океана.

«Это увлекательные вещи,– сказал Хосе Борреро, специалист по прибрежным районам и цунами из компании eCoast Marine Consulting and Research в Раглане, Новая Зеландия, и член Группы экспертов по цунами. Буй DART состоит из регистратора донного давления на морском дне и надводного буя для передачи данных через спутники, и он может обнаруживать незначительные изменения высоты поверхности моря. «Он может различать миллиметры колебания уровня воды,– сказал Борреро.

Заполнение пробелов

Несмотря на опасность цунами, некоторые границы плит субдукции все еще остаются относительно плохо отслеживаемыми. Одним из примеров является желоб Кермадек к северу от Новой Зеландии. По словам Стивена П. Хикса, сейсмолога из Имперского колледжа Лондона, эта зона субдукции с большой вероятностью будет вызывать землетрясения, потому что ее тектонические плиты сходятся быстро, примерно на 7 сантиметров в год. «Это одна из самых быстрых границ плит на Земле,– сказал Хикс.

Желоб Кермадек и другие находящиеся поблизости могут вызвать цунами, накатывающиеся на северное побережье Новой Зеландии. Вооружившись этими знаниями, правительство Новой Зеландии решило добавить 12 новых буев DART в юго-западную часть Тихого океана.

В декабре 2019 года исследователи, работающие на борту НИС «Тангароа», развернули первые четыре у восточного побережья Новой Зеландии. К ярко-желтым буям с надписью «Обнаружение цунами в Новой Зеландии» в течение года присоединились еще четыре. К концу 2021 года будут установлены еще четыре. В целом они будут следить за активными траншеями Хикуранги, Кермадек, Тонга и Новые Гебриды.

Три землетрясения, три цунами

Буи, находящиеся в настоящее время в воде, уже собирают данные, а 5 марта они заметили нечто редкое: тройное цунами.

В тот день около Новой Зеландии произошло три отдельных землетрясения силой более 7 баллов. Они произошли в быстрой последовательности – в 2:27, 6:41 и 8:28 по местному времени – в пределах 1000 километров друг от друга. Каждый из них вызвал собственное цунами, и новые буи DART обнаруживали волны.

По словам Борреро, эти три совпадающих события послужили отличным испытанием для новой сети цунаметров. «С этим трудно справиться с любой системой реагирования.”

Новые данные позволяют быстрее оценить потенциальные воздействия цунами в юго-западной части Тихого океана. Наблюдения 5 марта за волнами, вызванными третьим, самым большим землетрясением, с магнитудой M8.1, позволили исследователям более точно измерить максимальную амплитуду волн и лучше оценить продолжительность угрозы цунами для береговой линии Новой Зеландии. В частности, официальные лица использовали результаты измерений, чтобы сделать вывод о том, что опасные волны уже не могут возникать более чем на 4 часа раньше, чем это было возможно раньше.

«До DART решения об отмене принимались бы на основе прибрежных мареографов,– сказал Фрай Эос. «Многие из датчиков приливов и отливов в Новой Зеландии находятся в гаванях, которые могут удерживать энергию в течение нескольких часов или дней после прихода волн цунами.”

По словам Борреро, эти новые буи DART будут защищать не только юго-западную часть Тихого океана. Собранные ими данные будут распространяться в такие страны, как Чили и США, которые также граничат с Тихим океаном и, следовательно, могут подвергнуться цунами из отдаленного источника. «Они дают нам необходимое предупреждение, но потом [they also feed] в глобальную сеть,– сказал Борреро.