Файл: Святловский, А. Е. Цунами не будет неожиданным.pdf

ниям», лежала на пути цунами и сыграла роль щита. На северо-восточном берегу Японии .такой значительной банки нет, и волна собрала здесь свою смертельную жатву.

Мы уже упоминали о рефракции. Она приводит к изменению высоты волны благодаря влиянию разре­ жения или сгущения волновых лучей, которые, в свою очередь, подверглись воздействию рельефа и конфигура­ ции берега. Стоит на пути цунами появиться мысу, как начинается так называемая конвергенция — схождение, стягивание волновых лучей — их «притягивают», как магнитом, все эти выступы берега. Результат: энергия концентрируется, высота волны растет.

Если же вместо выпуклости в береговой линии ока­ зывается углубление типа залива или бухты, цунами пе­ реживает обратный процесс — дивергенцию, или расхож­ дение, разрежение волновых лучей, энергия рассеивается и волна становится ниже.

Но вот цунами встретилось с побережьем, имеющим прямолинейные очертания. Здесь волновые лучи распре­ деляются равномерно. Так нередко бывает в районе про­ тяженных песчаных берегов, и цунами, двигаясь вдоль них, рефракции обычно не претерпевают. Словом, чем более изрезан рельеф побережья, тем сложнее измене­ ния в направлении волновых лучей и в высоте их греб­ ней под воздействием рефракции.

Кандидат физико-математических наук Р. А. Ярошеня (Дальневосточный гидрометеорологический научноисследовательский институт ГУГМС во Владивостоке) составила рефракционные схемы, показывающие, как «побегут» цунами к нашим берегам, если в том или ином районе Тихого океана случится землетрясение. При этом она учитывала подводные желоба, возвышенности и дру­ гие особенности подводного рельефа, которые встретятся волне по пути. Согласно ее выводам, характер дна здесь таков, что особенно заметной дивергенции (рассредоточе­ ния волновых лучей) следует ожидать на побережье

70

островов Симушир, Кетой и Расшуа, а конвергенции (схождения, концентрации волновых лучей) — вдоль камчатского побережья и особенно в заливе Кроноки.

Логичен вывод, сделанный С. Л. Соловьевым в его докладе на Международном симпозиуме по исследова­ нию цунами в Гонолулу: чем больше протяженность побережья, подвергающегося цунами, тем вероятнее, что где-либо вдоль него существует участок берега с такими очертаниями, которые способствуют увеличению высоты волны. Вот, например, в ноябре 1952 г. цунами захватило «фронт» камчатского побережья от острова Сарычева до Кроноцкого полуострова и почти все Курилы — всего около 800 км. И хотя в среднем высота волны не превы­

Короче говоря, если совсем уйти из цунамиопасных зон нельзя, то, во всяком случае, можно и нужно учиты­ вать угрозу катастрофических волн при планировании

режья, очень часто бывают подвержены цунами, причем высота волны в таких местах может достигать 10 или даже 15 м.

Пренебречь этим нельзя. И вот доказательство ¡«...Око­ ло трех часов ночи 4 февраля 1923 г. три волны броси­ лись на сушу восточного побережья Камчатки одна за

вую косу, залили низкие места. Лед на низком месте около Семячика оказался выброшенным почти на 1 вер­ сту 400 саж. от берега; на возвышенностях лед остался на 3-х саженной высоте над уровнем моря... Это небыва­ лое явление причинило некоторый вред и разрушения,

71

погибло двое детей (в Островной) ...Поселок Колыгирь не был эатонлен валом воды исключительно потому, что берег, с лежавшим на нем снегом, возвышался на 4 са­ жени над уровнем моря... Кошка на протяжении 3-х верст завалена песком, русло реки изменилось». Так писал один из первых советских наблюдателей сейсмиче­ ских событий на Камчатке П. Новограбленов.

Через два с небольшим месяца там же, в Усть-Кам- чатске, несчастье повторилось, и мы снова обязаны его описанием П. Новограбленову: «Катастрофа 14 апреля 1923 г. началась в третьем часу ночи сильным толчком,

...продолжавшимся несколько секунд и произведшим значительные повреждения в жилищах. Спустя 15 минут послышался с моря сильный шум, казалось, что море устремилось на сушу... Со стороны косы, где находились постройки нерпичьего речного участка, послышался ужасный треск и грохот... На рассвете коса оказалась совершенно чистой от построек, которые были, очевидно, смыты и снесены гигантской волной: на том месте, где был Нерпичий завод, виднелась лишь какая-то бесфор­ менная груда... Таким образом, общая сумма убытков Усть-Камчатского района от катастрофы 14 апреля-выра-

наибольшую беду волны несли всему, что было на косе. Этот факт и лег в основу планирования, когда, наконец, ученым удалось привлечь внимание общественности к опасности, нависшей над этим все более и более засе­ лявшимся участком.

К 1964 г. Усть-Камчатск превратился уже в немалый

предприятий, где работал иностранный персонал,

72

консервный завод; население достигло 7000 человек, т. ѳ. в десятки раз превысило то, что было здесь в дни катастрофы 1923 г., уничтожившей японские концессии.

Конечно, с тех пор создана система предупреждения, которая может оповестить жителей о том, что где-то в море произошло землетрясение и возникла опасность, цунами. Но вся беда в том, что, как определили ученые, Усть-Камчатску в основном грозят цунами от «доморо­ щенных» подземных толчков, случающихся вблизи побе­ режья Камчатки, а от бегущих издалека волн его предо­ храняет конфигурация берегов и характер морских глу­ бин.

Ближние же толчки дают не более 10—20 минут «на размышление», посланные ими цунами поспевают рань­ ше, чем «сработает» дажо самое оперативное оповеще­ ние. Более того, единственным средством сообщения мея«- ду косой и материком, разделенными широким заливом, является паром, который, естественно, за такое корот­ кое время перевезти 7000 человек не в состоянии.

Начались длительные исследования. Далеко от тихо­ океанских берегов, в Ленинграде, в здании Государствен­ ного гидрологического института ГУГМС молодая иссле­ довательница М. И. Кривошей под руководством канди­ дата технических наук Н. Е. Кондратьева построила...

новый Усть-Камчатск. Конечно, это была всего лишь модель, но крупномасштабная —1:5000 по горизонтали и 1:350 по вертикали. Она изображала весь Камчатский валив, устье реки Камчатки, подступы к ним с моря — целый район площадью 90X45 км. Часть модели, изобра­ жавшая море до глубины 200 м, была изготовлена пз бетона, а суша со всеми подробностями рельефа мест­ ности, где стоит город, с Дембиевской косой, берегами рек Камчатки и Озерной и их многочисленными прото­ ками—из пластилина и воска.

Сжатым воздухом вытесняли из «морской» аквато­ рии часть воды, и в «игрушечном» Камчатском заливе поднимались длинные волны, которые в пересчете «на

73

натуру» имели период до . 10 минут, а длину — более 17 км, т. е. вполне соответствовали цунами.

У края пластилиновой суши, там, где стоят поселки Варгановка и Крутоберегово, в «микрореке» Озерной, около мысов Толстого и Погодного, разместили электри­ ческие датчики, которые регистрировали все колебания уровня моря.

Дембиевскую косу и коренной берег модели посыпа­ ли опилками: если волна их смоет, значит, соответст­ вующий район доступен естественному цунами. Скорость поверхностного течения фиксировали поплавками и из­ меряли по кадрам кпносъемки, которую производили со скоростью 16 кадров в секунду.

Несколько сотен раз устраивали ученые свои «цуна­ ми» в бетонно пластилиновых берегах. Один раз для са­ моконтроля даже разыграли здесь катастрофу 1923 г., после чего данные о затоплении сопоставили с описа­ ниями П. Новограбленова, отрывки из которых мы при­ водили выше, и с результатами опроса старожилов. Вы­ яснилось, что лпнпя максимального наступления воды

итолщина ее слоя в 1923 г. в основном совпадали с дан­ ными, полученными теперь экспериментально.

Наконец, стало возможным провести границы участ­ ков, которые могут быть затоплены катастрофической волной, назвать скорости течения прп различных высо­ тах гребня, построить графики зависимости подъема воды в реке Озерной и около поселка Крутоберегово от высоты волны в вершине Камчатского залива.

Выводы были очень многозначительными: густонасе­ ленная и застроенная промышленными предприятиями территория на Дембиевской косе подвергается чрезвы­ чайной опасности: при максимальной из вполне возмож­ ных здесь волн (высотой 25 м) коса будет затоплена четырехметровым слоем воды! А вот между Погодным

иТолстым мысами лежит, по существу, незатопляемый участок, где ни при каких реальных условиях слой воды толще каких-нибудь 90 см быть не может,

74

Ясно, что практическое значение такой работы очень высоко; кроме того, она содержала и немаловаж­ ные теоретические выводы о допустимости определенно­ го сознательного искажения масштабов при моделирова­ нии природных явлений, о роли трения воды о дно, о ходе разрушения более длинных и более коротких волн и т. п.

Схема затопления района Усть-Камчатского залива.

1 — границы затопления, 2 — поперхностные течения и скорость (в соотвстствип с масштабом). По М. 11. Криеошей.

Однако природа создала множество вариантов ката­ строфической волны, зачастую превосходящих фантазию моделировщиков, которые нередко пытаются свести все к одной-двум ее разновидностям. Немалую роль играет разнообразие «предыстории» волн (каков источник, сила породившего их толчка и т. п.), то, какова энергия,

75

заключенная в массе взбунтовавшейся воды. По мнению некоторых специалистов, например, такой фактор, как трение о дно, вообще моделированию не поддается. Мож­ но также предполагать, что на правдоподобие выводов влияет то, что масштаб модели по вертикали в пять раз отличался от горизонтального и уклон берегов нарушал­ ся, что «суша» и дно «морского» бассейна были сделаны из разных материалов и т. п.

И все-таки даже скептики вынуждены признать: да, моделирование — серьезнейшее подспорье науки о цу­ нами. Ведь математические расчеты поведения волн, обрушивающихся на берег, серьезно затруднены — слиш­ ком много не поддающихся пока учету факторов здесь замешано. И именно воссоздание в эксперименте обста­ новки, максимально приближенной к природной, позво­ ляет учитывать образование волн с длиной, в тысячу раз превосходящей глубину океана. «Голые» математи­ ческие расчеты, увы, нередко остаются пока не в силах воссоздать картину во всей ее сложности.

Новыми помощниками ученых в борьбе с цунами стали электронные вычислительные машины. В Станфордском университете (штат Калифорния) и в лабора­ ториях фирмы «ИВМ» (США) составлены программы для математического моделирования катастрофических волн. Проверка этих «невещественных», числовых мо­ делей в. бассейне, в условиях, приближающихся к реаль­ ным, была обнадеживающей.

В Объединенном предприятии по исследованию цу­ нами (Гонолулу, штат Гавайи) под руководством про­ фессора Дж. Р. Миллера разработаны программы для моделирования при помощи электронных машин фрон­ тов цунами. Здесь выполнены рефракционные схемы для большинства станций, фиксирующих изменения уровня моря в Тихом океане, составлена программа, с помощью которой вычислительная машина может сама определять по одному внешнему виду сейсмограммы, где находится эпицентр землетрясения.

76