Специальные функции математической физики - Кафтанова Ю.В.
ISBN 978-966-2046-62-5
Скачать (прямая ссылка):
Например, если цунами направляется из зоны желоба через океанический хребет к континентальному шельфу, при его пересечении будет отсечена большая часть энергии цунами, удар которой пришелся непосредственно на хребет. Это вызовет локальное разрушение отдельных блоков горных пород, углубление и расширение вдоль направления движения цунами существующих впадин и горизонтальное сглаживание вершин.
Конечно, поведение цунами на дне не носит характер ударной или классической волны, но благодаря горизонтально-ориентированным фазовым траекториям циркуляции оно напоминает и ударные, и классические волны.
Кроме того, в глубинных зонах цунами вызывает круговое горизонтальное перемешивание практически неподвижных до этого вод с поверхностными водами, предоставляя шанс на выживание самым глубинным обитателям океана (в полной темноте нет растений — там живут особые рыбы и другие подобные монстры).
Попадая в расщелины, рассекающие горные хребты поперек, волны будут продолжать движение по ним, расширяя и полируя их практически отвесные стенки. Там, где нет препятствий на пути, волны цунами будут продолжать свободное продвижение вперед.
Отдельные узкие подводные горы, имеющие заостренные подводные вершины, подводная часть цунами частично огибает, а частично полируют их склоны и вершины. Широкие подводные горы поглощают энергию значительно, претерпевая колебания и толчки, и эта энергия концентрируется в районе вершины, что содействуют разрушению ее верхней части, вплоть до полного выравнивания у гайотов — древнейших и старейших подводных гор мирового океана. 109
Достигая континентального склона шельфа, подводная часть цунами теряет практически всю энергию, которая была распределена ниже линии шельфового дна.
Эта энергия затрачивается на передачу сейсмических волн твердым горным породам (гранитам и базальтам) и на разрушение и перенос более мягких и хрупких (в том числе осадочных) пород.
Чем выше уровень континентального склона, тем более сильный удар он принимает. Удар способствует частичному разрушению склона и транспортировке обломочного материала к подножию.
Прохождение цунами, имеющего протяженный вглубь участок переноса внутренней энергии, дополнительно вызывает перемешивание глубинных вод с водами зоны сумеречного освещения вдоль континентального склона и у его подножия на дне океанической равнины.
Если цунами заходит в глубокие долины, называемые подводными каньонами, вся его энергия будет направлена на дальнейшее углубление и удлинение каньона в направлении своего движения. Чем меньше поперечное сечение каньона, тем большая энергия концентрируется на малой площади вплоть до образования локальных ударных волн в наиболее узких местах. При проходе волны мощного цунами опаснее всего находиться в верхней или узкой части подводных каньонов.
С этого момента ослабленное цунами начинает движение по пологому склону континентального шельфа.
Шельф поверхностно сложен мягкими осадочными породами, образовавшимися в результате транспортировки обломочного и мелкозернистого материала от береговой линии вглубь океана.
Этот материал переносят текучие воды, движущиеся вдоль океанического дна. Часть материала выносится реками из глубины континента. Прибрежные зоны разрушаются за счет энергии волн и штормовых ветров. Волны, которые приходят на пологий берег вдоль поверхности океана, совершают обратное движение назад вдоль дна океана.
Поэтому движение по шельфу можно рассматривать как движение по пологому ровному склону вплоть до достижения (а зачастую и преодоления) береговой линии.
Рассмотрим цунами, которое начинает движение от эпицентра на околокритических скоростях. Можно заметить, что у эпицентра произойдет отрыв двух приповерхностных составляющих волн от глубинной составляющей из-за огромной скачкообразной разницы горизонтальных скоростей и формы профилей фазовых траекторий.
Отрыву также будут способствовать клиновидные мини-ударные волны, сопровождающие движения чечевице-образных профилей циркуляции внутренней энергии при околокритических скоростях.
Две основные волны понесутся с огромной скоростью вперед у поверхности. Как будто с трамплина, они слетят с глубинного сектора. Их глубинная составляющая оторвется и будет медленнее распространяться в толще океана, формируя еще одну — фантомную подводную волну или ложную волну цунами.
Эта волна не является полноценной и тем более третьей заключительной волной цунами, так как она сформировалась вследствие разрыва сектора круга на приповерхностную и глубинную составляющие.
Глубинная составляющая будет вести себя аналогично поведению подводной части обыкновенного цунами, не выходя на поверхность океана при столкновении с вертикальными препятствиями, но поднимаясь вверх с потерями энергии на пологих и гладких уклонах дна.
Возникает вопрос — может ли сформироваться и распространяться вдоль дна океана цунами, которое не достигает его поверхности? Теоретически этот феномен возможен — но в особых условиях.
В океане существуют зоны резкого и скачкообразного изменения (перепада) давления. Глубинные воды океана иногда разделены выраженными поверхностями скачков давления на продольные зоны и поэтому практически не перемешиваются друг с другом.
