أكثر

12.1.4: تسونامي - علوم الأرض


تلوح أمواج تسونامي في الأفق بشكل كبير في الثقافة الشعبية ، ولكن هناك عدد من المفاهيم الخاطئة حول هذه الموجات الكبيرة. ثانيًا ، الموجة العملاقة الملتفة الأطول من ناطحات السحاب والتي تدمر المدن في أفلام الخيال العلمي هي أيضًا تلفيق ، حيث لا تتصرف أمواج تسونامي بهذه الطريقة ، كما هو موضح أدناه.

تسونامي هي موجات كبيرة تنتج عادة عن النشاط الزلزالي ، مثل ارتفاع أو هبوط قاع البحر بسبب الزلازل ، على الرغم من أن النشاط البركاني والانهيارات الأرضية يمكن أن تسبب أيضًا موجات تسونامي على شكل موجات رش. عندما يرتفع قاع البحر أو ينخفض ​​، كذلك يرتفع عمود الماء فوقه ، مما يؤدي إلى تكوين الأمواج. فقط الاضطرابات الزلزالية العمودية تسبب موجات المد وليس الحركات الأفقية. عادة ما تكون حركات قاع البحر العمودية أقل من 10 أمتار ، وبالتالي فإن الموجة الناتجة ستكون ذات ارتفاع مساوٍ أو أقل في البحر. في حين أن تسونامي لها ارتفاع صغير نسبيًا عند نقطة المنشأ ، إلا أن أطوالها الموجية طويلة جدًا (100-200 كم). بسبب الطول الموجي الطويل ، فإنها تتصرف مثل موجات المياه الضحلة في جميع أنحاء المحيط. دائمًا ما يكون عمق المحيط أقل من نصف طولها الموجي. كموجات المياه الضحلة ، تعتمد سرعتها على عمق الماء ، لكن لا يزال بإمكانها السفر بسرعة تزيد عن 750 كم / ساعة (الشكل ( PageIndex {1} ))!

عندما تقترب أمواج تسونامي من الأرض ، فإنها تتصرف مثل أي موجة أخرى ؛ عندما يصبح العمق ضحلاً ، تتباطأ الموجات ويبدأ ارتفاع الموجة في الزيادة. ومع ذلك ، خلافًا للاعتقاد السائد ، لا تصل أمواج تسونامي إلى الشاطئ كموجات عملاقة متوجهة. نظرًا لأن طولها الموجي طويل جدًا ، فمن المستحيل أن يتجاوز ارتفاعها 1/7 من طولها الموجي ، لذلك لا تتجعد الأمواج أو تنكسر في الواقع. وبدلاً من ذلك ، فإنها عادة ما تصطدم بالشاطئ على شكل ارتفاعات مفاجئة في المياه تتسبب في ارتفاع سريع للغاية في مستوى سطح البحر ، مثل الارتفاع الهائل في المد. قد يستغرق مرور الموجة عدة دقائق ، وخلال هذه الفترة يمكن أن يرتفع مستوى سطح البحر إلى 40 مترًا أعلى من المعتاد.

تحدث أمواج تسونامي الكبيرة كل 2-3 سنوات ، مع حدوث أحداث كبيرة جدًا ومدمرة كل 15-20 سنة. نتج أكثر تسونامي تدميراً من حيث الخسائر في الأرواح عن زلزال بلغت قوته 9 درجات في إندونيسيا في عام 2004 (الشكل ( فهرس الصفحة {2} )) ، والذي تسبب في موجات يصل ارتفاعها إلى 33 مترًا وخلف حوالي 230 ألف قتيل في إندونيسيا ، تايلاند وسريلانكا. في عام 2011 ، تسبب زلزال بقوة 9 درجات في اليابان في حدوث تسونامي يصل ارتفاعه إلى 40.5 مترًا ، مما أدى إلى وفاة أكثر من 18000 شخص. تسبب هذا الزلزال أيضًا في وقوع حادث فوكيشيما النووي ، ودفع اليابان إلى مسافة 8 بوصات من الولايات المتحدة.


4. المكسيك: تأثير تسونامي على الإنقاذ

الشكل 10. أ. المواقع ذات الكرات التصادمية المحيطة بفوهة تأثير Chicxulub. كرات أثرية في رواسب ماستريخت العليا في شمال شرق المكسيك. حدث الترسيب في القنوات البحرية. من كيلر وآخرون ، 2009.

وضع التحكم غير الحاسم في عمر فوهة تشيككسولوب في أوائل التسعينيات من القرن الماضي عبء الإثبات على المقاطع ذات المقذوفات الصدمية (على سبيل المثال ، الإيريديوم ، الكرات الزجاجية المؤثرة) المحيطة بخليج المكسيك. لكن هنا أيضًا ، كانت المشاكل واضحة منذ البداية. جاء أول اكتشاف للكرات الزجاجية الصدمية في شمال شرق المكسيك من El Mimbral و El Peñon ومن ثم من أكثر من 65 موقعًا آخر (الشكل 10).

في جميع المناطق تقريبًا ، يملأ مجمع الحجر الرملي الكثيف القنوات البحرية على طول منحدر الخليج الغربي للمكسيك حيث يتم نقل الرواسب المتآكلة من سييرا مادري الشرقية المرتفعة إلى الخليج ويتم نقلها إلى أسفل المنحدر عبر قنوات الغواصات. يبلغ عرض القنوات بشكل عام حوالي 100-300 متر ويمكن تتبعها بشكل جانبي في النتوءات. تتشابه ترسبات الرواسب في معظم القنوات وتنقسم عمومًا إلى ثلاث وحدات متميزة: تتكون الوحدة 1 في القاعدة من حطام غني بالجلوكونيت وكريات الصدم غني بالمياه الضحلة القاعية المنخربات والأخشاب والنباتات. تتكون الوحدة الوسطى 2 من حجر رملي سميك. تتكون الوحدة العلوية 3 من طبقات متناوبة من الرمل والصخر الزيتي (الأشكال 11 ، 12 ، 13). تشكل الوحدات الثلاث معًا مجمعًا من الحجر الرملي ، والذي يُطلق عليه عادةً ترسبات "تأثير تسونامي" من قبل مؤيدي هذه الفرضية.

شكل 11. مجمع الحجر الرملي في El Mulato.

كان أول اكتشاف لمجمع الحجر الرملي مع الكريات الصدمية (الوحدة 1) في المكسيك في El Mimbral (Alvarez et al. ، 1992 Smit et al. ، 1992). بعد ذلك ، تم اكتشاف أفضل مكان في El Penon. تم اكتشاف العديد من المواقع ذات طبقات كروية متعددة التأثير دائمًا في الجزء العلوي من ماستريخت وفي قاعدة قنوات الغواصات (على سبيل المثال ، El Penon و La Lajilla و El Mulato و Loma Cerca و Mesa Juan و La Sierrita وغيرها الكثير). تُظهر معظم المحليات علمًا صخريًا وطباعة بيولوجية متشابهة وجميعها لها كرات تأثير في أحدث ماستريخت أسفل KTB.

الشكل 12. كريات تصادم Chicxulub في رواسب قناة ماستريخت البحرية المتأخرة في شمال شرق المكسيك. لاحظ أن هذه الطبقات الكروية ذات التأثير المتعدد يتم إعادة تشكيلها بشكل عام من المناطق الضحلة القريبة من الشاطئ ، باستثناء أعمق الرواسب ، مثل في El Penon التي لا تظهر أي حطام في المياه الضحلة. من كيلر ، 2009.

الشكل 13. نتوء El Penon يظهر طبقة كروية سفلية وعلوية مفصولة بحجر جيري رملي (صورة مقربة تظهر في أعلى اليمين) مع جحور نادرة على شكل J مملوءة بكريات صدمية (أسفل اليمين). من كيلر وآخرون ، 2004.

في El Mimbral و El Penon ، توجد وحدة غنية بالجلوكونيت والكرات الصدمية 1 في قاعدة مجمع الحجر الرملي الذي يملأ القنوات البحرية على عمق حوالي 500 متر. يبلغ سمك هذه الوحدة 1 مترًا تقريبًا ولكنها مفصولة إلى طبقتين بواسطة حجر جيري رملي بسمك 25 سم مع سطح تآكل متموج في الأعلى وجحور عرضية على شكل حرف J مملوءة بكريات صدمية (الشكل 13). فوق مجمع الحجر الرملي ، تم اكتشاف شذوذ صغير في Ir في El Mimbral في طبقة الأكسدة والاختزال التي تزامنت مع الانقراض الجماعي للمنخربات الخشبية (Keller et al. ، 1994b).

إذا تسبب تأثير Chicxulub في الانقراض الجماعي لـ KTB وشذوذ Ir ، فيجب أن تكون كريات التصادم على مقربة من طبقات طبقات الأرض. بدلاً من ذلك ، يتم فصلها على نطاق واسع في جميع المناطق من 4 أمتار إلى 12 مترًا. كيف يمكن التوفيق بين هذا الفصل الطبقي؟

بسيط. افترض أن الكرات ، وشذوذ Ir ، والانقراض الجماعي نشأت من نفس الحدث ، ثم يجب تفسير مجمع الحجر الرملي على أنه ترسب في نفس الوقت بواسطة تسونامي ناتج عن تأثير (Alvarez et al. ، 1992 Smit et al. ، 1992 ، 1996 سميت ، 1999). وفقًا لهذا السيناريو ، أمطرت الكرات من السماء خلال دقائق إلى ساعات من الاصطدام واستقرت في قاع المحيط. في غضون ساعات ، تسببت موجات تسونامي الناتجة عن الارتطام في دمار هائل ، وانهيار هامش ، وانهيارات حول خليج المكسيك ، مما أدى إلى ترسب وحدة الحجر الرملي الضخمة. في غضون أيام قليلة ، تسببت موجات تسونامي المتضائلة في ترسيب طبقات الطمي والصخر الزيتي بالتناوب. أخيرًا ، حددت تسوية الغرامات والإيريديوم KTB والعودة إلى الظروف الطبيعية. تم بالفعل اقتراح تفسير تسونامي لمجمع الحجر الرملي وشذوذ Ir الصغير الذي يكمن وراء الانقراض الجماعي على طول نهر Brazos في تكساس (Bourgeois et al. ، 1988). كان كل شيء بسيطًا بشكل جميل ، وكان منطقيًا بشكل حدسي. لكن هل كان هناك دليل على ذلك؟

الشكل 14. تفسير تأثير التسونامي الذي يُشار إليه عادة في Smit et al.، 1992 and Schulte et al.، 2010. يتعارض الدليل مع هذا السيناريو.


مواجهة تسونامي في خليج بالما دي مايوركا ومرفأها نتيجة الزلزال الجزائري بومردز-زموري عام 2003 (غرب البحر المتوسط)

ألاسيت ، ب .- ج. ، هيبرت ، هـ. ، ماوش ، س. ، كالبيني ، ف. ومغراوي ، م. (2006). التسونامي الناجم عن زلزال الأرض الزموري عام 2003 (Mw = 6.9 ، الجزائر): النمذجة والنتائج. المجلة الجيوفيزيائية الدولية ، 166: 213-226. http://dx.doi.org/10.1111/j.1365-246X.2006.02912.x

ألفاريز غوميز ، جيه إيه ، أولاباريتا ، إم ، غونزاليز ، إم ، أوتيرو ، إل ، كارينو ، إي ومارتينيز سولاريس ، جي إم (2009). تأثير تسونامي على جزيرة مايوركا الناجم عن مصادر الزلازل الأرجيلية الشمالية. المجلة التركية لعلوم الأرض (تحت الطبع).

دان ، ج. (2007). Processus gravitaires et évaluation de la stabilité des pentes: approche géologique et géotechnique. تطبيق على marge algérienne et à l'effondrement de l'aéroport de Nice en 1979. أطروحة دكتوراه ، UBO ، 365 ص.

Delouis، B.، Vallee، M.، Meghraoui، M.، Calais، E.، Maouche، S.، Lammali، K.، Mahsas، A.، Briole، P.، Benhamouda، F. and Yelles، K. ( 2004). توزع توزيع زلزال 2003 بومرداس- زموري ، الجزائر ، من البيانات عن بعد ، ونظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ، وبيانات الارتفاعات الساحلية. رسائل البحوث الجيوفيزيائية ، 31 ، L18607 ، دوى: 10.1029 / 2004GL020687. http://dx.doi.org/10.1029/2004GL020687

جانسا ، أ ، مونسيرات ، س. وجوميس ، د. (2007). ريساجا 15 يونيو 2006 في سيوتاديلا (مينورا) ، تسونامي للأرصاد الجوية. علوم الأرض المتقدمة 12: 1-4. http://dx.doi.org/10.5194/adgeo-12-1-2007

ليو ، P. L.-F. ، تشو ، Y.-S. ، Yoon ، S.-B. وسيو ، S.-N. (1994). المحاكاة العددية لانتشار وغمر تسونامي التشيلي عام 1960 في هيلو ، هاواي. في أحدث التطورات في أبحاث تسونامي ، تحرير محمد إبراهيم الصباح كلوير للنشر الأكاديمي ، ص. 99-115.

Liu، P.L-F.، Cho، Y.-S.، Briggs، M.J.، Synolakis، CE and Kanoglu، U. (1995). Run-up of Solitary Waves on a Circular Island، J. Fluid Mechanics، vol. 302 ، ص.259-285. http://dx.doi.org/10.1017/S0022112095004095

Losada، M.، Vidal، C. and Medina، R. (1989). دراسة تجريبية لتطور موجة انفرادية عند مفترق طرق مفاجئ. مجلة البحوث الجيوفيزيائية ، 94 (10): 14،557-14،566. http://dx.doi.org/10.1029/JC094iC10p14557

مغراوي ، م. ، معوش ، س. ، شمع ، ب ، شاكر ، ز. ، عودة ، أ ، حربي ، أ ، العاصت ، ج.ب. ، أيادي ، أ ، بوحداد ، ي. ، وبن حمود ، واو (2004). الارتفاع الساحلي وصدوع الدفع المرتبط بزلزال Mw = 6.8 الزموري (الجزائر) في 21 مايو. رسائل البحوث الجيوفيزيائية ، 31 ، L19605 ، دوى: 10.1029 / 2004GL020466. http://dx.doi.org/10.1029/2004GL020466

مونسيرات ، S. ، فيليبيك ، أنا. ورابينوفيتش ، أ. (2006). Meteotsunamis: موجات المحيط المدمرة الناتجة عن الغلاف الجوي في نطاق تردد تسونامي. الأخطار الطبيعية وعلوم نظام الأرض ، 6: 1035-1051

سهل ، أ ، روجر ، ج. ، ألجيير ، إس وآخرون. (2009) تسونامي الناجم عن زلزال بومرداس الزموري (الجزائر) في 21 مايو 2003: تحقيقات ميدانية على ساحل البحر الأبيض المتوسط ​​الفرنسي ونمذجة تسونامي ، 1823-1834. الأخطار الطبيعية وعلوم نظام الأرض

وانغ ، إكس ، وليو ، P.L.-F. (2005). تحقيق رقمي لزلزال بومرداس الزموري (الجزائر) وتسونامي. نمذجة الكمبيوتر في الهندسة وعلوم الأمبير ، 10 (2): 171-183.

وانغ ، إكس ، وليو ، P.L.-F. (2006) تحليل لآليات تصدع زلزال سومطرة 2004 وتسونامي المحيط الهندي. مجلة البحوث الهيدروليكية ، 44 (2): 147-154. http://dx.doi.org/10.1080/00221686.2006.9521671

ياغي ، واي (2003). عملية المصدر للزلازل الكبيرة والهامة في عام 2003. نشرة المعهد الدولي لعلم الزلازل وهندسة الزلازل ، XX: 145-153.


شاهد الفيديو: رجل تسونامي هههه (شهر اكتوبر 2021).