Proiezioni modello dell'altezza delle onde dal terremoto in Giappone di venerdì. Immagine da NOAA. Fare clic sull'immagine per una risoluzione maggiore.
L'imponente terremoto di magnitudo 8,9 che ha colpito la costa orientale dell'isola principale del Giappone l'11 marzo 2011 ha messo in moto un violento tsunami che potrebbe aver causato migliaia di vittime e ha inviato allarmi tsunami in tutto il bacino del Pacifico, a migliaia di chilometri di distanza dal terremoto. epicentro. In che modo i terremoti innescano eventi di tsunami così enormi e come possono gli scienziati prevedere dove potrebbero viaggiare queste enormi onde? Universe Today ha parlato con Anne Sheehan, che è professore di scienze geologiche presso l'Università del Colorado a Boulder, ed è anche affiliata al Cooperative Institute for Research in Environmental Sciences, oltre a ricevere input da David Admiraal, professore associato di Ingegneria presso l'Università del Nebraska Lincoln.
Universe Today: come fa un terremoto a innescare uno tsunami?
David Ammiraglio:Gli tsunami si formano quando c'è un terremoto, e quando c'è uno spostamento nel fondo dell'oceano che provoca lo spostamento dell'acqua, e quello spostamento provoca la formazione di un'onda.
UT: Un terremoto deve essere di una certa magnitudo per causare uno tsunami?
Anne Sheehan:Dipende da dove è più della grandezza. Deve essere qualcosa che sposta il fondo del mare: un grande terremoto in Colorado non causerà uno tsunami, per esempio. E a volte ci sono terremoti che causano un grande tsunami, e i terremoti non sono poi così grandi, sono solo quelli che hanno spostato più fondale marino. Quindi, non c'è un limite di grandezza rigido e veloce, ma deve avvenire sotto l'oceano e deve spostare il fondo dell'oceano verticalmente - se lo sposta da un lato all'altro non importa così tanto.
UT: Quanto velocemente viaggiano le onde dello tsunami?
Sheehan:Viaggiano a circa 800 km all'ora, (500 miglia all'ora). Sembra veloce, ma rispetto a un'onda sismica è lenta. Si dice che gli tsunami viaggino alla velocità di un aereo a reazione, ma ci vogliono ancora ore e ore per volare da Tokyo alle Hawaii, e ci sono volute circa 7 ore perché lo tsunami raggiungesse le coste delle Hawaii, il che è una buona cosa perché questo dà il tempo delle persone per evacuare e prepararsi. Tuttavia, questa è una velocità elevata per viaggiare sull'oceano, e può viaggiare così velocemente a causa della profondità dell'oceano.
La velocità dell'onda sismica, l'onda P (o onda primaria, che è il tipo di onda sismica più veloce) è di circa 8 km al secondo, o 30.000 km all'ora. Quindi è un po' più veloce e l'onda sismica può impiegare solo pochi minuti per percorrere la stessa distanza.
UT: In che modo gli tsunami sono diversi dalle normali onde che abbiamo nell'oceano?
Sheehan:Sono diversi perché non hanno un picco e un minimo che durano frazioni di secondo. Con gli tsunami, il picco e il minimo durano circa 15 minuti. La dimensione dell'onda è enorme, anche se la sua ampiezza o altezza non è molto più grande di quella che potresti trovare quando fai surf, ma c'è un intero muro d'acqua che sta uscendo dietro di essa per 15 minuti nell'oceano . Potrebbe non essere percepibile dalla superficie: potrebbe esserci solo un piccolo aumento in superficie. Per le navi sugli oceani, le onde sono appena percettibili, ma nei porti possono essere sballottate un po'.
Ammiraglio:Quindi, nell'oceano, potresti avere solo un piccolo aumento in superficie, ma l'aumento contiene molta energia. Quando arriva a riva, dove l'oceano è meno profondo, la lunghezza d'onda dell'onda diminuisce molto perché la velocità dell'onda diminuisce. E quando la parte anteriore dell'onda rallenta quando colpisce l'acqua più bassa e il corto, la parte anteriore viaggia molto più lentamente della parte posteriore e quindi la parte posteriore dell'onda raggiunge la parte anteriore e l'onda inizia a svilupparsi un'ampiezza elevata. Quando raggiunge le profondità molto basse dove si rompe e la parte posteriore raggiunge la parte anteriore, l'altezza può essere così alta da causare danni a qualsiasi cosa sulla superficie terrestre che si trova vicino all'oceano.
Sheehan:La differenza tra uno tsunami e un'onda oceanica è che uno tsunami è come un intero fiume che si manifesta –– uno tsunami è come una rapida di Classe 4 che si presenta e all'improvviso hai un fiume d'acqua che non c'era prima.
UT: Perché l'altezza delle onde dello tsunami non può essere prevista molto bene prima che raggiungano la riva?
Sheehan:Mentre possiamo prevedere abbastanza bene la velocità e la direzione, l'altezza in una data posizione può essere piuttosto difficile da prevedere.
Ci sono boe DART (Deep-ocean Assessment and Reporting of Tsunamis) nell'oceano e sul fondo dell'oceano per misurare la pressione del fondo marino, e misura gli tsunami per vedere quanto sono grandi, e hanno modelli per prevedere cosa le ampiezze saranno. I modi per migliorare il monitoraggio sarebbero avere più boe e mappe più dettagliate del fondale marino, perché i modelli della topografia del fondale marino hanno un grande effetto su come le onde potrebbero concentrarsi. Quindi, questo è qualcosa su cui NOAA sta lavorando attivamente per gli Stati Uniti e i suoi territori. Se disponi di una migliore mappa del fondale marino, hai una stima migliore del modello dello tsunami e se hai più dati dalle onde in mare aperto, avrai anche una stima dell'altezza migliore.
Inoltre, per prevedere un conseguente tsunami, avere dati sul terremoto stesso: individuare il suo epicentro e conoscerne le dimensioni nel modo più accurato possibile gioca un ruolo importante, e l'USGS svolge un ruolo importante nel far uscire tali informazioni il più rapidamente possibile.
Link al video della spiegazione degli tsunami di David Admiraal.