В чём причины возникновения волн, течений и приливов в океанах?

Влияние разности плотностей и температур

Перепады температуры воды и её плотности является самым сильнодействующим фактором образования океанических течений. Нагрев и охлаждение воды происходят под действием солнечных лучей и носят сезонный характер.

Чем выше температура воды, тем ниже её плотность. На этот показатель влияет и количество соли в воде, поэтому выпавший дождь снижает плотность воды, а замерзание поверхности, напротив, увеличивает. Неравномерность плотности создаёт перепады давления, что и становится основной причиной появления крупных и небольших течений Мирового океана.

В соответствии с разностью температуры различают течения:

• тёплые, вода в которых теплее, чем окружающая водная масса;
• холодные, у которых поток воды холоднее, чем окружающая вода;
• нейтральные, без перепадов температуры.

Тёплые течения берут начало в экваториальных широтах и текут в направлении к полюсам, холодные – движутся от полюсов к экватору.

Кроме того, существует и вертикальное перемещение водных масс: холодные воды, двигаясь от полюсов, опускаются под слой тёплой и неплотной воды и передвигаются в направлении к экватору, где нагреваются и устремляются назад, к полюсу, постепенно отдавая тепло. Благодаря движению потоков происходит постоянное перемешивание водной массы, перераспределение солёности и тепловой энергии.

Что такое землетрясение?

Землетрясением называют толчки в земной коре. Человеком они воспринимаются тем сильнее, чем мощнее колебание поверхности земли. Данное явление природы нередкое: оно отмечается каждый день в разных частях планеты. Подавляющее большинство крупных толчков фиксируется в Мировом океане. Если бы явление было характерно больше для суши, то количество человеческих жертв и разрушенных объектов выросло бы многократно.

Землетрясение можно назвать завершением процесса движения земных пород. Движение частей земной коры ограничено силой трения. Когда достигается максимум напряжения, породы резко сдвигаются с разрывом, сила трения переходит в энергию движения, в итоге земные колебания расходятся радиально. Точка разлома называется фокус, точка на поверхности земли над фокусом – эпицентр. Удаляясь от эпицентра, колебания постепенно ослабляются. Подземная волна может двигаться со скоростью до 8 км в секунду.

Признаками землетрясения могут быть не только показания сейсмических приборов, но и специфические изменения в окружающей обстановке. Основными предвестниками землетрясений являются:

• беспокойное поведение домашних и диких животных (многие животные способны чувствовать приближение катастрофы, они стараются покинуть эпицентр и прилегающую к нему территорию, направляются в безопасное место);
• возникновение в небе особых облаков, похожих на длинные полосы;
• изменение уровня воды в водных источниках;
• проблемы в работе мобильных и электротехнических приборов.

Зонами землетрясений являются не все области земного шара. Колебания земной коры возможны только в областях, называемых сейсмическими поясами. Основных пояса два: Тихоокеанский и Средиземноморский. Также выделяют Арктический, Западно-Индийский, Восточно-Африканский пояса. На последние три приходится 5% всех фиксируемых на планете толчков.

В Тихоокеанском поясе, окольцовывающем берега Тихого океана, наблюдается около 80% землетрясений. Причем через каждые 100 – 150 лет происходят катастрофические сейсмические процессы. На долю Средиземноморского пояса приходится 15% толчков, катастрофы отмечаются через каждые 250 – 300 лет.

Австралия – единственный континент, который не находится в зоне литосферных стыков. На материке нет гористых областей и активных вулканов, следовательно, землетрясения невозможны. Также слабая сейсмическая активность характерна для Антарктиды и Гренландии. На этих участках суши лежит толстый ледяной слой, который не дает подземным колебаниям проявляться на поверхности.

В России есть и сейсмически безопасные, и опасные области. Опасными считаются следующие горные местности:

• Алтай;
• Кавказ (особенно северная часть);
• Дальний Восток;
• Гористые регионы Сибири (в основном восточная часть);
• Сахалин;
• Курильские и Командорские острова.

Предвестники

Цунами принадлежит к природным явлениям, которые возникают внезапно и распространяются динамично. Но будучи внимательным и наблюдательным, можно заметить некоторые сигналы, предвещающие стихийное бедствие. К ним относятся следующие признаки:

1. Необычное поведение животных, стремящихся поскорее уйти из прибрежной зоны. Водные обитатели стараются добраться до глубины.
2. Гул подземных толчков.
3. Неожиданный прилив или отлив, в результате которого вода уходит на несколько километров в сторону водоема.
4. Зимой можно услышать звуки трескающегося льда, а также увидеть необычно дрейфующие ледяные пластины в местах, которым подобные явления не свойственны.

Подводное землетрясение или произошедшее на суше недалеко от водоема уже должно насторожить. То же самое касается резкого отлива, который происходит не по «расписанию».

Отлив
Интересный факт: перед тем, как обрушиться на сушу, первая волна цунами отходит далеко от берега. При этом чем сильнее открылось дно океана, тем мощнее будет поток воды. Волна вернется через несколько минут после отлива.

Иногда разрушительных волн цунами еще не видно, но их можно услышать – издали они напоминают раскаты грома.

Виды землетрясений

Факторами, раскрывающими, почему происходят землетрясения, могут быть тектонические явления (перемещение или деформация земной коры, процессы в планетарной мантии), вулканическая активность, оползни и прочие сдвиги горных пород, инженерная и военная деятельность на территории. Причины землетрясений имеют как природный, так и искусственный характер.

Ниже подробнее рассказывается, какие бывают землетрясения по происхождению.

Тектонические

В эту категорию входит наибольшая часть фиксируемых подземных процессов. Тектонические землетрясения возникают, когда из-за движения тектонических плит резко смещаются горные породы. Речь идет либо о столкновении толстых материковых плит, либо о подныривании тонкой океанической плиты под толстую материковую.

Движение литосферных плит незначительное, обычно не превышает пары сантиметров, но оно провоцирует сдвигание находящихся над фокусом горных пород, в результате чего выделяется много энергии. Перемещение пород приводит к появлению трещин в земле. Блоки земли, примыкающие к этим трещинам, разваливаются, деформируются, а расположенные на их поверхности объекты разрушаются.

Техногенные

Из-за активной человеческой деятельности возникают техногенные землетрясения, и число их с каждым годом увеличивается вслед за усилением разрушающего воздействия человека на планету. Сейсмологи отмечают, что увеличивается число толчков на территориях, окружающих крупные водохранилища, зоны добычи природных ископаемых, действующие и выработанные шахты и карьеры и другие инженерные конструкции.

Частое возникновение подземных процессов в области расположения водохранилищ связано с тем, что значительная масса воды давит на земную кору, размывает породы.

Вулканические

Такой тип землетрясений отличается слабостью проявления, но длительностью существования. Особых разрушений земные колебания не вызывают, катастрофические последствия – редкость.

Мощнейший сдвиг земной коры в результате вулканической активности случился в 19 веке в Индонезии. Извергающийся вулкан Кракатау расколол на три части одноименный индонезийский остров. Толчки были такие мощные, что вулкан наполовину разрушился, а две части острова ушли в воду. Далее на побережье обрушилось цунами, уничтожило все население, не успевшее вовремя покинуть злосчастный остров.

Обвальные

Причинами подземных колебаний могут стать крупные обвалы склонов и оползни. Такие землетрясения тоже неинтенсивные, но опасность заключается в сходе огромных грунтовых пластов.

Самым страшным обвальным землетрясением считается произошедшее в Перу в январе 1062 года. Гигантская лавина, состоящая из грязи и растаявшего снега, сошла с горы Уаскаран, спровоцировала колебания земной коры, снесла с лица земли несколько поселений. Погибло более 18 тысяч человек.

Подводные

При столкновении тектонических плит, образующих океаническое ложе, возникают подводные землетрясения. При неглубоком расположении фокуса, и при магнитуде выше 7 баллов сейсмический процесс крайне опасен, поскольку является провокатором цунами. При сдвигании океанической коры одни части дна поднимаются, другие – опускаются, в итоге водная масса, пытающаяся вернуться в изначальное положение, начинает вертикально двигаться. Так рождаются гигантские, направленные в сторону побережья волны – цунами.

Землетрясения, отягощенные цунами, часто имеют катастрофические последствия. Так, несколько лет назад в Индийском океане произошел сдвиг тектонической плиты, приведший к образованию огромной волны. Цунами обрушилось на индийский и индонезийский берега, погибло более 200 тысяч местных жителей.

Искусственные

Речь идет о сейсмических процессах, спровоцированных инженерной и военной деятельностью человека. Искусственные землетрясения бывают следствием запуска ракет, бурения скважин, разработки нефтеносных и газоносных подземных пластов. Так, во время демонстрационного запуска ядерных ракет КНДР в разных частях планеты сейсмографы зафиксировали толчки умеренной интенсивности.

От удара космических тел

Когда крупный космический объект, преодолев земную атмосферу, врезается в поверхность планеты, он взрывается, из-за чего формируется ударная волна, распространяющаяся и в земле, и в воздухе на значительные расстояния.

Причины возникновения

Причины возникновения цунами можно разделить на самые распространенные и вероятные. В большинстве случаев данное явление возникает под влиянием одновременно нескольких факторов. Цунами возникает в том случае, если активизирующий его фактор имеет достаточную силу.

Самые распространенные факторы:

• подводное землетрясение;
• оползни;
• извержение вулкана.

Схема образования цунами

Землетрясение в 85% случаев вызывает цунами. При этом происходят изменения на дне водоема, а именно – смещение. В результате часть дна опускается вниз, а другая часть – поднимается вверх. Это смещение вызывает колебания воды в вертикальном направлении. Она стремится обрести изначальное положение – средний уровень, поэтому образуются волны.

Цунами возникает не после каждого землетрясения. Лишь толчки, очаги которых располагаются неглубоко, способны вызвать сильные волны. Сложность в том, что специалисты все еще не могут максимально точно определять цунамигенные землетрясения.

Оползни вызывают цунами в 7% случаев, хотя раньше этот фактор сильно недооценивали. Они образуются в сочетании с землетрясениями, а точнее – оползни зачастую возникают из-за сильных толчков. При этом обрушиваются массивные горные породы, часто в совокупности со льдом.

Извержения вулкана занимают 5% от общего количества цунами. Они создают такой же эффект, как и подземные толчки. Более того, при извержение вода может заполнять полости, которые возникают в процессе обвала стенок кратера. Это явление позволяет волне цунами активно разрастаться в длину.

Другие возможные причины:

• падение метеоритов;
• сильный ветер;
• деятельность человека.

Если в водоем падает достаточно крупный метеорит, он способен создать волну. Но она приобретает круговую форму и стремительно теряет мощность, не превращаясь в цунами. Настоящая стихия может возникнуть лишь в том случае, если космическое тело упадет рядом с берегом – на дистанции 10-20 км.

Как говорилось ранее, ветер создает волны до 21 метра в высоту максимум, но назвать их цунами нельзя. Однако в случае резкого скачка атмосферного давления может образоваться метеоцунами.

Человеческая деятельность тоже может негативно сказываться на природных условиях. При этом говорят о возникновении искусственных цунами. Сюда относятся различные испытания в виде атомных взрывов, активации водородных бомб и т.п., поэтому они запрещены в некоторых международных договорах.

Как спастись от цунами?

Единственное, что может спасти жизнь в такой катастрофической ситуации, — это бегство вглубь побережья. Люди, оказавшиеся заложниками стихии, должны как можно скорее уезжать, убегать от береговой линии. При этом следует прокладывать свой маршрут вдали от русла рек, потому как там волны цунами могут настичь очень быстро. В идеале следует взобраться на гору, на высоту более тридцати метров. Тем же, кого стихия застала в море, следует отплыть на корабле подальше в море, так как плыть на берег просто бессмысленно — там ждет верная погибель.
Соблюдая рекомендации, сохраняя спокойствие и бдительность, а также имея хорошую подготовку, вы всегда сможете спастись от столь разрушительной стихии. Но лучший совет: если вы очень боитесь погибнуть во время цунами, покиньте сейсмически опасные районы. Как известно, цунами — это частые гости побережья, акватории Тихого океана (здесь сосредоточено порядка 80% всех вулканов Земли, которые находятся в действующем состоянии), острова Сахалин, Мальдивских островов, побережья Австралии, Японии, Индии, Перу, Таиланда, Мадагаскара.

В конце декабря 2004 года недалеко от острова Суматра, расположенного в Индийском океане, произошло одно из самых сильных землетрясений за последние полстолетия. Последствия его оказались катастрофическими: из-за смещения литосферных плит образовался огромный разлом, а с океанического дна поднялось большое количество воды, которая со скоростью, достигающей один километр в час, начала стремительное движение по всему Индийскому океану.

В результате пострадало тринадцать стран, около миллиона человек осталось без «крыши над головой», а более двухсот тысяч — погибли или пропали без вести. Это бедствие оказалось самым страшным в истории человечества.

Цунами — это длинные и высокие волны, появляющиеся в результате резкого смещения литосферных плит океанического дна во время подводных или прибрежных землетрясений (длина вала составляет от 150 до 300 км). В отличие от обыкновенных волн, появляющихся в результате воздействия на водную поверхность сильного ветра (например, шторма), волна цунами затрагивает воду от дна до поверхности океана, из-за чего даже невысоко поднятая вода нередко может привести к катастрофам.

Интересно, что для кораблей, находящихся в это время в океане, эти волны не опасны: большая часть взбудораженной воды находится в его недрах, глубина которых составляет несколько километров – а потому высота волн над поверхностью воды составляет от 0,1 до 5 метров. Приблизившись к побережью, тыльная часть волны догоняет переднюю, которая в это время слегка притормаживается, вырастает до высоты от 10 до 50 метров (чем глубже океан, тем больше вал) и на ней появляется гребень.

Следует учитывать, что наибольшую скорость надвигающийся вал развивает в Тихом океане (она составляет от 650 до 800 км/ч). Что касается средней скорости большинства волн, то она колеблется от 400 до 500 км/ч, но были зафиксированы случаи, когда они разгонялись до скорости в тысячу километров (скорость обычно увеличивается после прохождения волны над глубоководным желобом).

Перед тем как обрушиться на побережье, вода внезапно и быстро отходит от линии берега, обнажая дно (чем дальше она отступила, тем выше будет волна). Если люди не знают о приближающейся стихии, они вместо того, чтобы как можно дальше уйти от берега, наоборот, бегут собирать ракушки или подбирать не успевшую уйти в море рыбу. А буквально через несколько минут прибывшая сюда на огромной скорости волна, не оставляет им на спасение ни малейшего шанса.

В конечном счете огромная масса воды затапливает всю прибрежную линию и уходит вглубь суши на расстояние от 2 до 4 км, разрушая постройки, дороги, причалы и приводит к гибели людей и животных. Перед валом, расчищающий путь воде, всегда идёт воздушная ударная волна, которая буквально взрывает оказавшиеся на её пути здания и сооружения.

Интересно, что это смертельно опасное явление природы состоит из нескольких валов, а первая волна является далеко не самой большой: она лишь смачивает побережье, уменьшая сопротивление для следующих за ней валов, которые нередко приходят не сразу, и с интервалом в два-три часа. Роковой ошибкой людей является их возвращение на берег после ухода первого наскока стихии.