Сейсмические морские волны. Цунами - Мурти Т.С.
Скачать (прямая ссылка):
Анализируя данные, Ван Дорн нашел, что линейная теория достаточно хорошо объясняет наблюдающуюся дисперсию гравитационных волн, а также их затухание с расстоянием. Ван Дорн изучил также дисперсию цунами 9/111 1957 г. и нашел, что она аналогична дисперсии волн при ядерных взрывах. Таким образом, исследования Ван Дорна подтвердили мнение о том,что для центрированных волновых систем фазовая дисперсия не зависит от природы источника. Другим интересным результатом, вытекающим из работ Ван Дорна, является то, что даже маленькие острова могут сильно рассеивать волны и
68
при вычислении затухания их амплитуды необходимо вводить соответствующую поправку. Детально поправка на рассеивание рассмотрена в работе Ван Дорна [648, рис. 15].
Витоусек и Миллер [660] описали систему, предназначенную для измерения волн цунами в открытом океане. Они считают, что эта система может работать до глубин 6 км. Здесь рассмотрим кратко только измерения, выполненные при помощи этой системы, подземного ядерного взрыва «Милроу» на о. Амчитка 2/Х 1969 г. На рис. 2.9 показана огибающая возникших волн. Этот взрыв мощностью 1 Mt вызвал волны с амплитудой всего несколько сантиметров. Взрыв «Канникан» на
CM
Рис. 2.9. Волны, образованные при подземном ядерном испытании 2/Х 1969 г., о. Амчитка [660].
о. Амчитка в 1971 г. мощностью около 0,5 Mt не вызвал значительного цунами.
Хванг и другие [250] выполнили численные эксперименты по моделированию подземных взрывов «Милроу» и «Канникан». На рис. 2.10 показаны изогипсы уровня волны, образовавшейся при моделировании испытания «Милроу». На этом рисунке эпицентр означает место взрыва.
Мутьевые потоки и оползни
Хотя мутьевые потоки и цунами непосредственно не связаны, тем не менее и те, и другие могут быть вызваны землетрясениями, например, такими, как в 1929 г. на Большой Ньюфаундлендской банке. Мутьевые потоки и цунами могут порождаться также оползнями, независимо от землетрясения.
Большинство подводных телеграфных кабелей между Северной Америкой и Европой проходят к югу от Ньюфаундленда [222]. 18/XI 1929 г. на континентальном склоне
69
к юго-востоку от впадины Кабота произошло землетрясение с магнитудой 7,2. Оно возбудило цунами, которое вызвало значительные разрушения и человеческие жертвы на побережье зал. Пласеншия.
Через 13 ч 17 мин после землетрясения произошло другое важное событие. В 483 км к югу от эпицентра землетрясения имела место серия последовательных обрывов телеграфных кабелей. Согласно Хизену и Юингу [222], были разорваны все кабели, лежащие вдоль континентального склона и в ложе
I_L_.__J_I
179*0 5' 179° 10'
Рис. 2.10. Изолинии (в см) поверхностного смещения в результате ядерного испытания на о. Амчитка [256].
1 — изолинии высот волн, 2 — район испытания.
океана к югу от эпицентра, в то время как на шельфе они остались целыми. Точное время и положение разрывов установлены по телеграфным записям и измерениям сопротивлений.
Бучер [94] высказал гипотезу, что эрозия подводных каньонов из-за цунами вызвала провисание и разрыв кабелей. Хи-зен и Юинг [222] критиковали объяснение Бучера на том основании, что обрывы кабелей были слишком регулярными по времени, а кабели имели разные степени износа и разрывную прочность. В свою очередь они предложили следующее объяснение [222, с. 864]: «Сильный удар потряс континентальный склон и шельф, вызвал оползни и потоки взвесей. Эти внезапно
70
начавшиеся движения охватили район площадью 129X241 км вдоль континентального склона. Массы донных осадков, пришедшие в движение на относительно крутом континентальном склоне, хлынули вниз и вместе с водой образовали вихревые потоки. Сначала направление основных струй потока, безусловно, определялось конфигурацией каньонов и их притоков, но по мере слияния каньонов потоки становились мощнее, так что они уже не были ограничены подводными каньонами и вскоре покрыли все дно бухты шириной 322 км, лежащее между южной частью Большой Ньюфаундлендской банки и конти-
4
Рис. 2.11. Схематический разрез селевых потоков.
а — течения с относительно грубыми взвешенными частицами (или малая скорость), б — течения с относительно мелкими взвешенными частицами (или высокая скорость) [338].
Толщина стрелок — мутность почвы, длина стрелок — скорость. Слева — эпюра скоростей.
нентальным склоном о. Сейбл. Потоки имели силу, во много раз большую необходимой для разрыва кабелей, и рвали их без труда».
Плапп и Митчелл [516, с. 983] описывают эти мутьевые потоки следующим образом: «Мутьевые потоки возникают вдоль уклонов дна, когда жидкость вблизи дна содержит взвешенные осадочные породы, причем средняя плотность смеси больше, чем плотность окружающей чистой воды. Такой поток стекает вниз по склону и может растекаться на значительные расстояния после достижения относительно ровных участков дна».
Вычисления скорости распространения мутьевых потоков после землетрясения 1929 г. на Большой Ньюфаундлендской банке были основаны на данных о последовательных разрывах кабелей. Первые разрывы кабелей произошли на континентальном склоне.
