Загадка цунами в Палу: как боковой сдвиг и узкая бухта вызвали катастрофу 2018 года

Цунами 2018 года, до сих пор вызывающее недоумение ученых, унесло жизни более 4000 человек в городе Палу на острове Сулавеси. До сих пор неясно, как возникла волна, которую не может объяснить ни один из известных механизмов образования цунами.

Команда под руководством Ареса Росакиса из Калифорнийского технологического института предложила новое решение. С помощью компьютерного моделирования исследователи показали, что цунами могут возникать в неглубоких узких бухтах даже из-за землетрясений, которые обычно не приводят к таким катастрофам.

Землетрясение магнитудой 7,5 на Сулавеси в сентябре 2018 года было относительно сильным. Однако его причиной стал боковой сдвиг, который не должен был вызвать цунами. Обычно разрушительные волны рождаются, когда морское дно резко поднимается или опускается на большой площади, как это произошло в Тохоку в 2011 году.

Такое смещение дна происходит при столкновении тектонических плит, например, в глубоководных желобах. Землетрясения же, где участки коры скользят горизонтально, вызывают лишь незначительные изменения рельефа. Ранее причиной цунами в Палу считались подводные оползни.

Команда Росакиса продемонстрировала, что землетрясения с чистым боковым смещением могут создавать большие волны, если разлом проходит через узкую бухту. Моделирование показало: достаточно горизонтального смещения береговых склонов относительно друг друга.

Условиями являются большое смещение и крутой склон. Даже чисто горизонтальный сдвиг в такой конфигурации вызывает значительный перепад высот водной поверхности. Под действием силы тяжести этот перепад порождает волны цунами.

Если бухта сужается, а разлом распространяется быстрее, чем поперечные сейсмические волны, возникает эффект, аналогичный звуковому удару. Возникающая ударная волна дополнительно усиливает цунами.

Несмотря на упрощения в модели, исследователи отмечают, что подобный сценарий может угрожать многим крупным городам на побережьях, подверженных землетрясениям.