Warum war der pazifische Tsunami kleiner als erwartet? Ein Geologe erklärt

Das Erdbeben in der Nähe der Ostküste der Kamchatka -Halbinsel in Russland am 30. Juli erzeugte Tsunami -Wellen, die Hawaii und Küstengebiete des US -amerikanischen Festlandes erreichten. Die Stärke des Erdbebens von 8,8 ist erheblich und macht es möglicherweise zu einer der größten Beben, die jemals aufgezeichnet wurden.

Länder rund um einen Großteil des Pazifiks, einschließlich in Ostasien, Nord- und Südamerika, gaben Warnungen und in einigen Fällen Evakuierungsaufträge in Erwartung potenziell verheerender Wellen heraus.

Wellen von bis zu vier Metern trafen die Küstenstädte in Kamchatka in der Nähe des Erdbebens, was in einigen Gebieten offenbar schwere Schäden verursachte.

Aber an anderen Orten waren die Wellen kleiner als erwartet, einschließlich in Japan, was Kamchatka viel näher ist als der größte Teil des pazifischen Randes. Viele Warnungen wurden jetzt herabgestuft oder mit relativ wenig Schaden angehoben.

Es scheint, dass der Tsunami für die Größe des Erdbebens eher kleiner war als der Fall. Um zu verstehen, warum wir auf Geologie schauen können.

Das Erdbeben war mit der pazifischen tektonischen Platte verbunden, einem von mehreren Hauptteilen der Erdkruste. Dies drängt nordwestlich gegen den Teil der nordamerikanischen Platte, der sich nach Westen nach Russland erstreckt, und wird in einem Prozess, der als Subduktion bezeichnet wird, unter der Halbinsel Kamchatka nach unten gedrückt.

In der United States Geological Survey (USGS) lautet die durchschnittliche Konvergenzrate – ein Maß für die Plattenbewegung – etwa 80 mm pro Jahr. Dies ist eine der höchsten relativen Bewegungsraten an einer Plattengrenze.

Aber diese Bewegung findet als gelegentliche, plötzliche Bewegung von mehreren Metern statt. Bei jedem Erdbeben dieser Art und Größe kann die Verschiebung über einen Kontaktbereich zwischen den beiden tektonischen Platten von etwas weniger als 400 km mal 150 km auftreten.

Die Erdkruste besteht aus Felsen, der in kleinem Maßstab und in der Nähe der Oberfläche sehr hart und spröde ist. Aber über sehr große Flächen und Tiefen kann es mit leicht elastischem Verhalten verformen. Wenn sich die subrotierende Platte – die pazifische Platte – nach vorne drückt und herabsteigt, kann sich die Tiefe des Meeresbodens plötzlich ändern.

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Nahe der Küste kann die Kruste der darüber liegenden Platte nach oben gedrückt werden, wenn der andere darunter drückt, oder – wie der Fall von Sumatra im Jahr 2004 – die äußere Kante der überliegenden Platte kann etwas nach unten gezogen werden, bevor er einige Meter zurücksprang.

Es sind diese nahezu instantanen Bewegungen des Meeresbodens, die Tsunami-Wellen erzeugen, indem sie riesige Volumina an Meerwasser verdrängen. Wenn beispielsweise der Meeresboden nur einen Meter über eine Fläche von 200 x 100 km stieg, in der das Wasser 1 km tief ist, würde das verdrängte Wasservolumen 17,5 Millionen Mal das Wembley -Stadion auf das Dach füllen.

Ein solcher ein Meter großer Anstieg ausbreitet sich dann in alle Richtungen aus dem Gebiet der Erhebung und interagiert mit normalen windgenerierten Meereswellen, Gezeiten und der Form des Meeresbodens, um eine Reihe von Tsunami-Wellen zu erzeugen. Im offenen Ozean würde die Tsunami -Welle von Booten und Schiffen nicht bemerkt werden, weshalb ein Kreuzfahrtschiff in Hawaii schnell ins Meer gebracht wurde.

Vom Meeresboden geformte Wellen

Die Tsunami -Wellen reisen mit bis zu 440 Meilen pro Stunde durch den tiefen Ozean, sodass sie innerhalb von 24 Stunden eine beliebige Küste der Pazifik -Küste erreichen können. Ein Teil ihrer Energie wird sich jedoch auflösen, wenn sie den Ozean überqueren, sodass sie normalerweise weniger gefährlich sind, wenn sie am weitesten vom Erdbeben entfernt sind.

Die Gefahr ergibt sich aus der Art und Weise, wie die Wellen modifiziert werden, wenn der Meeresboden in Richtung einer Küste steigt. Sie werden langsamer und infolgedessen in der Höhe wachsen und einen Wasserschub in Richtung und dann außerhalb der normalen Küste erzeugen.

Das Erdbeben von Kamchatka war in der Erdkruste (20,7 km) etwas tiefer als das Erdbeben von Sumatran von 2004 und das japanische Erdbeben von 2011. Dies wird zu einer etwas weniger vertikalen Vertreibung des Meeresbodens geführt haben, wobei die Bewegung dieses Meeresbodens etwas weniger sofort weniger sofort ist.

Aus diesem Grund haben wir gesehen, wie Tsunami -Warnungen einige Zeit aufgehoben haben, bevor dort Tsunami -Wellen angekommen wären.

Alan Dykes ist Associate Professor für Ingenieurgeologie an der Kingston University.

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