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海底地震的孪生兄弟?海啸竟然是这样形成的?

2019年11月13日
什么是海啸?
海啸是海底地震的孪生兄弟。海啸是一种灾难性的海浪,通常由深度50千米、里氏震级6.5以上的海底地震引起。在一次震动之后,震荡波在海面上以不断扩大的圆圈,传播到很远的距离,就像卵石掉进浅池里产生的波纹一样。海啸波长比海洋的最大深度还要大,在海底附近也几乎不受阻滞,不管海洋深度如何,它都可以传播过去。
2010年2月27日智利发生8.8级大地震后,地壳运动使板块之间聚集了巨大的能量,当这个能量超过岩石强度的时候,岩石就发生破裂,造成海底突然沉降,使得海水上下颠簸,表现在海面上就是我们所看到的海啸。海啸引起整个太平洋波涛澎湃,由智利所在的太平洋东岸开始,环绕半个地球,最后袭击了日本的太平洋一侧。
海啸从产生到引发灾难具有很好的隐蔽性。当它在大洋内部汹涌奔腾时,并不易被察觉,它的实际高度有时不过几厘米左右,行驶在上面的船只根本感觉不到。但当它进入陆岛浅海海岸时,就一下子高达几米, 破坏内陆5千米范围内的建筑物。海啸是地震的次生灾害,而海啸还能继续引起滑坡等次生灾害。
海底火山爆发以及人为的水下核试验也能造成海啸。此外,陨石撞击也会造成海啸,而且陨石造成的海啸在任何水域都有可能发生,不一定在地震带,不过陨石造成的海啸可能数千年才会发生一次。
风暴的浪VS海啸的浪
首先,我们来认识海浪
海浪是海水的波动现象,最初都是海面上随风而起的涟漪。在风和日丽的时候,涟漪不会变成巨浪,因为水面张力会把它们拉回海面。但是,当风力超过2级时,大风会给涟漪注入较大能量,足以形成名副其实的海浪。如果海风继续吹,海浪就越来越大。
浪高取决于三个因素:风速的大小、海风持续时间及洋面面积。实际上海面有风没风都会出现波浪。无风的海面也会出现涌浪和近岸波,这大概就是人们常说的“无风三尺浪”的来由,不过它们是由远处的风引起的海浪传播来的。
海浪是海面起伏的传播,是水质点离开平衡位置做周期性振动并向一定方向传播而形成的一种波动。水质点的振动能形成动能,海浪起伏能产生势能,这两种能的累计数量是惊人的。在全球海洋中, 仅风浪和涌浪的总能量就相当于到达地球外侧太阳能量的一半。海浪的能量沿着海浪传播的方向滚滚向前。因此,海浪实际上又是能量的波形传播。海浪波动周期从零点几秒到数小时以上, 波高从几毫米到几十米,波长从几毫米到数千千米。风浪、涌浪和近岸波的波高由几厘米到20多米,最大可达30米以上。
其次,海啸和风暴都会产生浪潮,但两者有明显区别。
微风吹过海洋,泛起相对较短的波浪,相应产生的水流仅限于浅层水体。猛烈的大风会使辽阔的海洋卷起高度达30米以上的巨浪,却不能撼动深处的海水。而潮汐随日月的升落每天两次席卷全球,它产生的海流跟海啸一样能深入海洋底部。
但是,海啸与潮汐也有区别:前者并非由月亮或太阳的引力引起,它受海底地震推动而产生,或由火山爆发、陨星撞击、或水下滑坡引起。海啸波浪在深海的时速可超过700千米,轻松地与波音747飞机保持同步。虽然速度快,但在深水中海啸并不危险,低于几米的一次单个波浪在开阔的海洋中其长度可超过750千米,这种作用产生的海面倾斜如此之细微,通常在深水中不经意间就过去了。海啸是静悄悄地不知不觉地通过海洋,然而,如果出乎意料地在浅水中出现它就会达到灾难性的高度。
地震发生时,海底地层发生断裂,部分地层出现猛然上升或者下沉,由此造成从海底到海面的整个水层发生剧烈“抖动”。这种“抖动”与平常所见到的海浪大不一样,海浪一般只在海面附近起伏,涉及的深度不大,波动的振幅随着深度的增加衰减很快。地震引起的海水“抖动”则是从海底到海面整个水体的波动,其中所含的能量惊人。海啸时掀起的狂涛骇浪,高度可达十几米至几十米不等,如一堵“水墙”铺天盖地而来。另外,海啸波长很大,可以传播几千千米而能量损失很小。
由于以上原因,如果海啸到达岸边,“水墙”就会冲上陆地,造成灾难。海啸的波长有时比海洋的最大深度还要大,在海底附近传播几乎不受阻滞,不管海洋深度如何,海啸波都可以传播过去,在海洋的传播速度大约每小时500~1000千米,而相邻两个浪头的距离也可能远达500~650千米。当海啸波进入陆棚后,由于深度变浅,波高陡然增, 它的波浪运动所卷起的狂涛对岛、岸上居民的生命财产构成严重威胁。
目前,人类对地震、火山、海啸等突如其来的灾变,只能通过预测、观察来预防或减少它们所造成的损失,但还不能控制它们的发生。
遇到海啸怎么办?
1.尽量抓住大的漂浮物;
2.在水中应尽量减少动作;
3.海水温度偏低,不用脱衣服;
4.尽量不要游泳,以防体内热量过快散失;
5.不要喝海水;
6.尽可能向其他落水者靠拢。
来源:知识就是力量公众号 网络