نگاهی به ماهیت و علل پیدایش سونامی

فرارو: سونامي ( به صورت سو-نا-مي-يا تسو-نا-مي تلفظ مي‌شود ) پديده‌اي طبيعي است و شامل يکسري از امواج مي‌باشد و زماني ايجاد مي‌شوند كه آب درياچه يا دريا، به سرعت در مقياس توده‌اي جا به جا شود. زمين‌لرزه، زمين لغزش، فورانهاي آتش‌فشاني و برخورد شهاب‌سنگ‌هاي بزرگ، همگي پتانسيل ايجاد سونامي را دارند. اثرات سونامي از غير قابل توجه تا بسيار مخرب در تغييرند.

واژه سونامي، از زبان ژاپني گرفته شده و به معناي بندر ( سو ) و موج ( نامي ) است. اين واژه، توسط ماهيگيراني به وجود آمده كه به بندر برمي گشتند تا به مناطق اطراف بندر تخريب شده برسند اگر چه آنها از وجود موج در آبهاي آزاد اطلاعي نداشتند. در اقيانوس‌هاي عميق، سونامي رخدادي زير سطحي نيست و دامنه‌اي ( ارتفاع موج ) بسيار كوچك وطول موجي بسيار بلند دارد ( اغلب طول آنها صدها كيلومتر است ) و به همين علت است كه در دريا قابل توجه نيستند و در اقيانوس تنها، امواجی گذرا را تشكيل مي‌دهد.

سابقا به سونامي، امواج مدي گفته مي‌شد زيرا هنگامي كه به خشكي نزديك مي‌شوند بيشتر ويژگي مدهاي شديد پيشرونده را دارند تا امواج قله‌اي كه در اثر عملكرد باد روي اقيانوس ايجاد مي‌شوند ( و براي مردم آشناتر مي‌باشند ) اما از آنجا كه اين امواج در واقع مربوط به مد نيستند، اين واژه را اشتباه مي‌دانند و كاربرد آن توسط اقيانوس شناسان منسوخ شده است. سونامي، در اثر هر نوع آشفتگي و اختلالي كه به سرعت توده بزرگي از آب را جا به جا كند، مثل زمين لرزه، فوران آتش‌فشاني، زمين لغزش يا برخورد شهاب‌سنگ، ايجاد مي‌شوند. هر چند رايج ترين علت آن، زمين لرزه زير دريايي است. زمين لرزه‌اي كه خود براي ايجاد سونامي بسيار كوچك است، مي‌تواند باعث آغاز زمين لغزشي زير دريايي شود كه خود توانايي ايجاد سونامي را دارد.
 
سونامي‌ها، هنگامي ايجاد مي‌شوند كه بستر دريا، به‌طور ناگهاني دگر شكل شده و به‌طور عمودي آب رويي را جا به جا كند.چنين حركات عمودي بزرگي در پوسته زمين،در مرز ورقه‌ها رخ مي‌دهد.زمين لرزه‌هاي فرورانش در ايجاد سونامي موثر هستند و در جايي رخ مي‌دهندكه ورقه‌هاي چگال اقيانوسي،طي فرآيندي كه فرورانش ناميده مي‌شود،به زير ورقه‌هاي قاره‌اي رانده مي‌شوند.

زمين لغزشهاي زير دريايي كه گاهي اوقات در اثر زمين لرزه‌هاي بزرگ آغاز مي‌شوند،هم مانند ريزش ساختمانهاي آتش‌فشاني مي‌توانند همانطور كه رسوب و سنگها به سمت پايين رانده مي‌شوند و مجددا در بستر دريا آشفته مي‌شوند،ستون آب بالايي را آشفته كنند.به‌طور مشابه،فوران آتشفشاني شديد زير دريا هم ستون آب را به بالا رانده و سونامي ايجاد مي‌كند.

هنگامي كه توده آب جابه جا شده،تحت تاثير گرانش حركت مي‌كند تا مجددا به حالت تعادل خود برگردد و مانند موج‌هاي روي استخر، در اقيانوس پراكنده مي‌شود،امواج تشكيل مي‌شوند.

تصور غلطي وجود دارد كه سونامي ها،مانند امواج حاصل از باد يا امواج بادي(كه هوا پشت آنهاست مثل امواجي كه در جشن قرن نوزدهم وودكات ايجاد شدند)رفتار مي‌كنند.در حقيقت،سونامي،به صورت سطح آب جديد و بالاتر درك شده است كه به صورت طبقه يا طبقاتي از آب ظاهر مي‌شود.لبه پيشرونده سونامي شبيه موج شكن است اما به‌طور متفاوتي رفتار مي‌كنند. بالا آمدن سريع سطح آب دريا،همراه با وزن و فشار اقيانوس كه در پشت آن است،نيروي بسيار بيشتري را ايجاد مي‌كند.

اگر چه اغلب به سونامي،امواج مدي گفته مي‌شود اما سونامي شبيه گفته عموم كه « موجي عادي و فقط بسيار بزرگ‌تر» نيست.در عوض،بيشتر شبيه مدي پيشرونده بي‌پايان است كه راهش را از اطراف و از ميان هر سدي باز مي‌كند.قسمت عمده خسارات،در اثر توده آب عظيمي ايجاد مي‌شود كه در پشت جبهه موج اوليه قرار دارد،به‌طوري‌كه ارتفاع دريا به سرعت بالا مي‌آيد و سيل مناطق ساحلي را به شدت فرا مي‌گيرد. وزن خالص آب، به اندازه‌اي است كه اجسام موجود در مسيرش را ساييده و اغلب ساختمانها را روي پي شان مي‌اندازد و زمين را تا سنگ بستر مي‌شويد.

اجسام بزرگ مثل كشتيها و تخته سنگها را هم قبل از فرونشست سونامي، چندين مايل به درون خشكي حمل مي‌كند. عملكرد سوناميها، بسيار متفاوت با خيزآب است. سونامي، پديده‌اي است كه در كل عمق اقيانوس ( اغلب به عمق چند كيلومتر ) حركت مي‌كند نه در سطح آن، بنابراين سونامي دراي انرژي بسياري است كه با سرعت بسيار زيادي منتشر مي‌شود و مي‌تواند با كاهش انرژي بسيار اندكي، مسافتهاي بسيار دور را در اقيانوس بپيمايند.

سونامي مي‌تواند در فاصله هزاران كيلومتر از منشا، موجب خسارات شود بنابراين ممكن است بين زمان تشكيل آن و زمان اثر‌گذاري آن روي ساحل، چندين ساعت وقفه باشدو موج لرزه‌اي مدت زماني طولاني بعد از اينكه در اثر رويدادي شكل گرفت،به ساحل برسد.اگر چه كاهش انرژي اندك است اما همانطور كه موج منتقل مي‌شود،كل انرژي در محيطي بيشتر و بيشتر پراكنده مي‌شود،بنابراين همانطور كه توان فاصله از منشا معكوس مي‌شود،انرژي هر فنر خطي در موج كاهش مي‌يابد.اين معادله دو بعدي قانون مربع معكوس در سه بعد است.

در آبهاي آزاد،سونامي ها،دوره‌اي بسيار طولاني(زمان لازم براي اينكه قله موج بعدي،بعد از موج قبلي از يك نقطه بگذرد)،از چند دقيقه تا چند ساعت و طول موجي بسيار بلند،بيش از چند صد كيلومتر دارند(آن‌را با امواجي كه توسط باد ايجاد شده در ساحل ديده مي‌شوند،مقايسه كنيد كه توسط توفان‌هاي دوردست ايجاد شده اندو به‌طور منظم،يك موج بعد از ديگري با دوره‌اي حدود 10 ثانيه و طول موج 150 متر در آن مي‌چرخند).ارتفاع واقعي موج سونامي در آبهاي آزاد،اغلب كمتر از يك متر است كه اغلب براي افراد روي كشتي قابل توجه نيست.انرژي سونامي،در كل ستون آب تا بستر دريا منتقل مي‌شود برخلاف امواج سطحي كه تنها به عمق 10 متري مي‌رسند.

اين امواج،با سرعت500 تا 1000 كيلومتر بر ساعت در اقيانوس حركت مي‌كنند. هنگامي كه موج به خشكي نزديك مي‌شود،دريا كم عمق مي‌شود و موج مسافت بيشتري را طي نمي‌كند بنابراين شروع به تجمع يافتن مي‌كند.جبهه موج پرشيب تر و بلندتر مي‌شود و فاصله ميان قله‌هاي موج كم مي‌شود.

در حالي كه شخص در سطح آبهاي عميق نمي‌تواند سونامي را ببيند،موج همانطور كه به خطوط ساحلي نزديك مي‌شود فشرده شده و ارتفاع آن به 30 متر يا حتي بيشتر افزايش مي‌يابد.فرآيند پرشيب شدن موج،شبيه شكافتن شلاق نوك تيزشونده است.همانطور كه موج به سمت پايين مي‌رود،انرژي در مواد كمترو كمتري قرار مي‌گيرد و سپس هنگامي‌كه مواد انرژي را دريافت مي‌كنند به شدت حركت مي‌كنند.
 
هنگامي كه نسبت ميان عمق آب و طول موج آن خيلي كوچك باشد،موج، تبديل به موج آبهاي كم عمق مي‌شودو از آنجايي كه سونامي،طول موج بسيار بزرگي دارد(صدها كيلومتر)،حتي در آبهاي عميق اقيانوسهاي آزاد هم به صورت موج آبهاي كم عمق عمل مي‌كند.موجهاي آبهاي كم عمق،با سرعتي معادل ريشه دوم حاصل ضرب شتاب گرانش(8/9 متر بر مجذور ثانيه)در عمق آب حركت مي‌كنند.

مثلا، در اقيانوس آرام كه عمق آب حدود 4000 متر است،سونامي با سرعت 200 متر بر ثانيه(720 كيلومتر بر ساعت يا 450 مايل در ساعت)حركت مي‌كند و حتي در مسافتهاي طولاني،كاهش انرژي اندك است.در عمق 40 متري آب،سرعت 20 متر بر ثانيه(حدود 72 كيلومتر بر ساعت يا 45 مايل بر ساعت)است كه بسيار كمتر از سرعت موج در اقيانوسهاي آزاد است اما سونامي،از محل منشا،به سمت خارج منتشر مي‌شود،بنابراين سواحلي كه در سايه خشكي‌هاي متاثر از سونامي قرار دارند،معمولا امن هستند.

اما ممكن است امواج سونامي،در اطراف توده‌هاي خشكي،شكسته و پخش شوند(همانطور كه در اين انيميشن سونامي اقيانوس هندنشان داده شده كه امواج به سريلانكا و هند مي‌رسند).به علاوه امواج سونامي نبايد متقارن باشند. امواج سونامي،بسته به طبيعت منطقه منشا و جغرافياي مجاور،در يك جهت قوي‌تر از جهت ديگر هستند. تا زماني كه يك سونامي به ساحل برخورد نكند، مشكل است نحوه تعامل آن را با خشكي پيش‌بيني كرد.