Γιατί κάποιοι υποθαλάσσιοι σεισμοί προκαλούν τσουνάμι;
Η ταχεία μετατόπιση ενός σημαντικού όγκου νερού των ωκεανών από κάποια εξωτερική φυσική διεργασία που ενεργεί είτε από κάτω από το θαλάσσιο πυθμένα ή από επάνω επηρεάζει την επιφάνεια του νερού και συχνά δημιουργεί ένα τσουνάμι. Η βαρύτητα παρεμβαίνει έπειτα αποκαθιστώντας την δύναμη για να λειάνει την κάθετη μετατόπιση της ωκεάνιας επιφάνειας, αναγκάζοντας ένα κύμα έτσι να διαδοθεί μακρυά από την πηγή διαταραχής.
Τσουνάμι μπορούν να σχηματιστούν από διάφορες πηγές. Η απαιτούμενη κάθετη μετατόπιση των υδάτων μπορεί να περιλαμβάνει (αλλά όχι πάντοτε) υποθαλάσσιο σεισμό, υποθαλάσσια κατολίσθηση, μεγάλα παγόβουνα, εκρηκτικές ηφαιστειακές εκρήξεις στον ωκεανό (ή κοντά σε ακτές) ,κατολισθήσεις ξηράς στον ωκεανό, πρόσκρουση ενός μετεωρίτη ή κομήτη στον ωκεανό (ή στο έδαφος κοντά στην ακτή) ακόμη και μεγάλες εκρήξεις πλοίων στους λιμένες μπορούν να προκαλέσουν τοπικά τσουνάμι.
Γιατί λοιπόν κάποιοι υποθαλάσσιοι σεισμοί προκαλούν τσουνάμι, ενώ άλλοι δεν το κάνουν; Πρώτον, οι σεισμοί πρέπει να είναι αρκετά μεγάλοι. Αξιοσημείωτα τσουνάμι απαιτούν σεισμούς της τάξης μεγέθους 7R ή μεγαλύτερους. Τα πλέον φονικά τσουνάμι συνήθως απαιτούν μεγέθη σεισμού τουλάχιστον 8R ή μεγαλύτερα. Αλλά ενώ μεγάλης έκτασης γεγονότα είναι αναγκαία, οι σεισμοί από μόνοι τους δεν επαρκούν για να προκαλέσουν τσουνάμι. Επίσης είναι σημαντικό ο πυθμένας του ωκεανού να έχει παραμορφωθεί κάθετα. Αυτή η παραμόρφωση μπορεί να περιλαμβάνει ρήγματα που τέμνονται στον πυθμένα του ωκεανού και να έχουν μια κατακόρυφη συνιστώσα που να τέμνει το κύριο σύστημα διάρρηξης.
Σημειώνεται ότι η μετατόπιση ρήγματος είναι η απόσταση μεταξύ των τεμαχών που μετατοπίζονται . Για το λόγο αυτό τα ρήγματα που ολισθαίνουν οριζόντια (όπως το ρήγμα του Αγίου Ανδρέα στην Καλιφόρνια , έστω και αν μερικά από τα τμήματα του λειτουργούν παράκτια), στα οποία οι τεκτονικές πλάκες έχουν την τάση να γλιστράνε οριζοντίως η μία ενάντια στην άλλη, δεν παράγουν συνήθως σημαντικά τσουνάμι. Επειδή το νερό παραμένει σχεδόν αλώβητο από την οριζόντια κίνηση του πυθμένα του ωκεανού σε αυτές τις περιοχές, με αποτέλεσμα λίγο νερό να εκτοπίζεται. Οι εξαιρέσεις εμφανίζονται όταν ένας σεισμός που προέρχεται από ένα ρήγμα οριζόντιας ολίσθησης προκαλεί στη συνέχεια μια μεγάλη υποθαλάσσια κατολίσθηση. Η τελευταία αυτή περίπτωση, μπορεί να εκτοπίσει το νερό κάθετα και να δημιουργηθεί έτσι ένα τσουνάμι.
Οι πιο τσουναμογενείς σεισμοί συμβαίνουν σε ζώνες καταβύθισης των πλακών. Κατά τη διάρκεια ενός και μόνο μεγάλου σεισμού σε ζώνη καταβύθισης, μία πλάκα (συνήθως μια ωκεάνια πλάκα), μπορεί να γλιστρήσει όσο και 20 μέτρα κάτω από την άλλη πλάκα (συχνά ηπειρωτική ή αλυσίδα ηφαιστειακών νησιών). Προκαταρκτική ανάλυση από σεισμογραμμάτα δείχνουν ότι κατά τη διάρκεια της 26ης του Δεκεμβρίου 2004, στη Σουμάτρα-Andaman, η πλάκα της Ινδίας γλίστρησε κάτω από την πλάκα της Βιρμανίας κατά 20 μέτρα σε ένα μέρος αλλά ίσως λιγότερο σε άλλα τμήματα του ρήγματος. Η κατακόρυφη συνιστώσα της συνολικής κλίσης σχετικά με το ρήγμα που βυθίστηκε στα βορειοανατολικά υπό γωνία περίπου 10 ή 15 βαθμούς ήταν πιθανότατα της τάξης των 2 μέτρων.
Μια βαθιά ωκεάνια τάφρος σηματοδοτεί συνήθως το όριο μεταξύ των δύο πλακών όπου η μία πλάκα υποβυθίζεται κάτω από μία άλλη. Στην κοντινή περιοχή προς τη θάλασσα της τάφρου, ο ωκεανός τείνει να είναι ταπεινωμένος κατά τη διάρκεια του σεισμού, ενώ προς τη ξηρά της τάφρου εκεί η πλάκα αυξάνεται για κάποια μέτρα. Συχνά η άκρη της ανερχόμενης πλάκας τεμαχίζεται κάθετα από κάτω σε ένα σύστημα ρηγμάτων. Όλα τα κάθετα στοιχεία της παραμόρφωσης του ωκεανού συμβάλλουν στην δημιουργία του τσουνάμι, εάν υποστηρίζονται από μια άνοδο ή μια πτώση του ωκεανού κατά τη διάρκεια του σεισμού. Εάν η πρώτη από μία διαδοχής κυμάτων τσουνάμι απελευθερώνεται έξω από ένα κοντινό λιμάνι ή ακτή ή αντιθέτως πλημμυρίζει την ακτή με ένα θαλάσσιο τοίχο νερού, εξαρτάται κατά ένα μεγάλο μέρος από το εάν ο πυθμένας της ακτής είναι περισσότερο ταπεινωμένος ή εναλλακτικά ανυψωμένος.
Γεωδίφης με πληροφορίες από τον Klaus Jacob*
*Ερευνητής στο Lamont-Doherty Earth Observatory του Πανεπιστημίου Κολούμπια