|
Синтезированное описание моретрясения [Левин, Носов, 2005]
Зеркально ровная поверхность моря при полном безветрии внезапно покрылась буграми. Эти, подобные волнам, водяные бугры никуда не бежали, но и не стояли на месте. Они стремительно нарастали до высоты примерно 8м и потом опадали, образуя глубокую воронку на месте недавнего бугра.
Колебания происходили быстро, в глазах рябило от этих необыкновенных вскипающих волн, заполнивших все видимое пространство моря. Поверхность воды бурлила и подскакивала, как в раскаленной солеварне. Судно подбрасывало и зловеще раскачивало на этих подпрыгивающих волнах. Крутизна их достигала крутизны жесточайших штормовых волн, а длина не превышала 20м. Килевая качка была такой силы, что несколько раз осушался винт и слетела с острия картушка компаса.
Все пассажиры и команда высыпали на палубу. Яркое солнце и полный штиль усиливали напряжение этого ужасающего зрелища взбесившегося моря.
Прошло меньше минуты, а уже не было сил сопротивляться этой чудовищной скачке, которая то ослабевала, то вновь усиливалась. Руки, вцепившиеся в борта, ощущали ненадежность этой жалобно скрипящей посудины перед лицом невиданной и непонятной катастрофы моря.
Размеры водяных бугров стали уменьшаться, а частота мелькания увеличивалась. При этом откуда-то из глубины возник низкий ревоподобный гул, подавляющий волю и разум. Люди стали метаться по судну, охваченные паническим страхом. Многие пассажиры и даже матросы, не выдержав этой пытки и, видимо, потеряв рассудок, стали выпрыгивать за борт. На фоне мелькающих волн стали появляться высоко вздымающиеся струи воды, которые обрушались, порождая странный шелестящий звук.
Внезапно судно потряс сильнейший удар. Несколько человек выкинуло за борт. Удары со стороны днища посыпались один за другим. Казалось, что судно колотило о скальное дно, хотя глубина воды превышала 100м. Было впечатление, что в трюме подпрыгивают огромные бочки с водой и обшивка вот-вот лопнет. Ванты дрожали, обломились поручни трапа, осыпались стекла в рубке, палубные надстройки начали сдвигаться и разваливаться на глазах.
Судно готовилось к неотвратимой гибели.
Грохот остановился мгновенно. Море продолжало колебаться, постепенно успокаиваясь. Судно, пострадавшее за 2 минуты больше, чем от самого чудовищного шторма, тихо покачивалось на безветренной, сверкающей от солнца поверхности воды. Если бы моретрясение продолжалось еще полминуты, то оно наверняка явилось бы причиной появления очередного "Летучего голландца", покинутого командой, или таинственного исчезновения в океане еще одного судна вместе со всем экипажем.
***
1687, октябрь, 20.
В Лиме очень сильные землетрясения.
Судно, находившееся в 600км (!) от берега на широте ю.ш. (глубина океана в этой точке более 4км) испытало настолько страшное моретрясение, что едва не погибло; несколько матросов было выброшено из гамаков. Обычно зеленого цвета вода, казалось, побелела. Когда ее зачерпнули, стало видно, что она смешана с песком.
Согласно показаниям капитана судна «Дэвис» Форстера, моретрясение ощущалось даже в 1800км от побережья.
***
1908, декабрь, 28, 5 ч 20 мин. Калабрийская дуга.
Катастрофические Мессинские землетрясение и цунами. Очаг находился под дном Мессинского пролива; магнитуда 7.
Цунами всколыхнуло донные осадки; со дна на поверхность пролива поднимались газовые пузыри; на пляж были выброшены незнакомые рыбакам морские животные и рыбы, в том числе, обычно обитающие на большой глубине — до 1600 м.
Рыбак из поселка Контемплациона вблизи Мессины рассказал, что в момент землетрясения он был в море и ловил рыбу: «Вдруг море начало кипеть и подниматься острыми волнами...».
***
В большинстве районов Мирового океана существует ярко выраженная устойчивая температурная стратификация.
Холодные глубинные воды (слой толщиной ~103м) отделены от атмосферы относительно тонким (~101-102м) теплым слоем, включающим в себя верхний квазиоднородный слой (ВКС) и термоклин.
Свидетельства очевидцев, отраженные в синтезированном описании моретрясения, позволяют предположить, что подводные землетрясения способны вызвать настолько интенсивные движения воды,
что это сопровождается резким, но кратковременным усилением вертикального обмена в океане (сейсмогенным апвеллингом). Конкретные физические механизмы усиления вертикального обмена могут
быть обязаны нелинейным течениям или турбулентности, которые развиваются в водном слое в результате сильных сейсмических движений океанического дна.
Первые физические исследования волновых структур, возникающих на поверхности колеблющейся жидкости, были выполнены Майклом Фарадеем еще в 1831г. В экспериментах М. Фарадея плоская кювета (блюдце) с жидкостью устанавливалось на вибрирующей мембране или консоли, и возникающие на поверхности жидкости системы стоячих волн изучались при различных режимах колебаний. В качестве жидкостей испытывались вода, глицерин, растительное масло и даже яичный желток. Впервые было обнаружено, что при акустических частотах колебаний на поверхности жидкости устанавливается стабильная система стоячих волн с длиной волны от 3 до 30 мм. При этом волновые ячейки имеют форму квадратов или шестиугольников, а размер ячеек увеличивается с уменьшением частоты колебаний. Описанное явление возникновения волновой структуры на поверхности колеблющейся жидкости получило впоследствии в физической литературе название «рябь Фарадея» (Faraday ripple).
Проводится лабораторное и математическое моделирование механизмов интенсификации вертикального обмена в океане, вызванных сейсмическими колебаниями дна. Ведется поиск аномалий температуры и цветности океана над эпицентральными областями сильных подводных землетрясений. Изучаются условия возникновения волновых структур и их влияние на вертикальный турбулентный обмен.
Эпицентры землетрясений вблизи о. Бугенвиль за период 20.04.1996-31.05.1996. Красным цветом показана окружность радиусом 300 км с центром в точке 6.52°S, 155.00°E (эпицентр землетрясения с максимальной магнитудой). Черные кружки показывают положение станций TAO Array [Левин, Носов, 2005].
Временной ход температуры поверхности океана (ТПО) и температуры приводного слоя атмосферы; время и магнитуда сейсмических событий (красные треугольники), произошедших в радиусе 300 км от эпицентра землетрясения с максимальной магнитудой. Синяя линия соответствует ТПО в точке 7°S, 156°E, которая была восстановлена из карт аномалий ТПО (FNMOC), зеленая и фиолетовая линии - данные буйковой станции TAO Array с координатами 5°S, 156°Е. Фрагменты карт аномалий ТПО и цветовая шкала температуры в °C. Отметки дат на шкале времени соответствуют 00:00 UTC [Левин, Носов, 2005].
Схема лабораторной установки для изучения воздействия колебаний дна на стратифицированную жидкость.
Теневые картины разрушения непрерывной стратификации нелинейным течением, вызванным колебаниями участка дна. Шаг сетки 1 см. "а", "б" и "в" расположены в порядке возрастания колебательной скорости.
Нелинейное течение в воде, вызываемое колебаниями участка дна. Трассеры - частицы алюминиевой пудры.
Нелинейное течение в глицерине, вызываемое колебаниями участка дна. Трассеры - частицы алюминиевой пудры.
Структуры стоячих волн (рябь Фарадея) гексагональной (а) и ортогональной (б) симметрии на поверхности жидкости при колебаниях дна.
|
