Tsunami

Tsunami na ostrově Male v Maledivách 26. prosince 2004

Tsunami (podle zásad české transkripce cunami; z japonského 津波, hiragana: つなみ, znamenajícího dlouhá vlna v přístavu) je jedna nebo série po sobě jdoucích obrovitých vln způsobených náhlým přemístěním velkého množství vody na velkých vodních plochách, hlavně v oceánech. Přes 90 % všech tsunami vyvolávají tektonické pohyby litosférických desek na dně oceánů, kdy dochází k seismické činnosti, tedy k zemětřesení. Část tsunami je způsobena sopkami a další významnou příčinou jsou půdní sesuvy. Tsunami představují globální nebezpečí mající na svědomí mnoho katastrof v dějinách Země. Pro tsunami je někdy používán termín přílivová vlna, jímž se však obvykleji označuje příliv způsobený slapovými silami.

Vznik a výskyt tsunami

Mapa světa s vyznačenými tektonickými zlomy

Zemětřesení

Nejčastější příčinou tsunami jsou zemětřesení pod hladinou oceánů, čím silnější zemětřesení je, tím větší je pravděpodobnost vzniku tsunami a jeho intenzita. Obecně lze říci, že zaznamenatelnou vlnu vyvolá až zemětřesení o síle 6,5 magnituda Richterovy stupnice. Naopak otřesy o síle větší než M = 7,3 způsobí tsunami vždy. K síle tsunami přispívá i výška vodního sloupce, čím vyšší je, tím je tsunami rychlejší a ve výsledku silnější. Převážná většina vln tsunami připadá na Tichý oceán. Tato hojnost je vázána hlavně v hlubokomořských příkopech tzv. Ohnivého kruhu, který tvoří oceánská Pacifická litosférická deska, převážně se podsouvající pod sousedící kontinentální desky. Asi nejvíce sužovanou zemí v této oblasti je Japonsko, které má také nejvíce historických záznamů o tsunami a dalo vlně dnes celosvětově používaný název. Další velmi postiženou zemí je Indonésie v Indickém oceánu, kde četná zemětřesení působí subdukce litosférických desek v Jávském (Sundském) příkopu. Nicméně riziko tsunami hrozí v podstatě všem přímořským oblastem světa, i tam kde dochází k minimu zemětřesení, např. v Severním ledovém oceánu. Je to způsobeno tím, že tsunami může cestovat na obrovské vzdálenosti, v těžkých případech dokáže obletět celou Zeměkouli.

Sopečná činnost

Zformování tsunami sopečnou činností může proběhnout několika způsoby:

• Sesuv sopečného tělesa – vulkanická tělesa, tvořená vrstvami lávy a pyroklastik, vykazují širokou škálu nestability (hydrotermálními změnami, magmatickou intruzí nebo celkovou strukturální nestabilitou). Sesuvy nutně nemusí být spojeny s aktuální aktivitou sopky. Zásadní jsou jejich vlastnosti (objem, rychlost, umístění, dynamika), dále hloubka vody a topografie dna. Vzniklé tsunami se vyznačuje malým dosahem a vysokou počáteční výškou, jež s rostoucí vzdáleností rychle klesá. Dobrým příkladem je tsunami z 22. prosince 2018, kdy se v Indonésii sesunul kužel ostrovní sopky Krakatoa. Počáteční výška dosáhla 100–150 metrů a rychle začala postupně klesat. Přístroje včasného varování, závislé na silném zemětřesení, nedokázaly živel dobře identifikovat. S výškou přibližně 5 m zasáhl zcela bez varování 40 km vzdálené pobřeží, kde usmrtil přes 400 osob.
• Průnik pyroklastického proudu nebo laharu – lahary (sopečné bahnotoky) patří mezi možné původce, stejně tak průnik pyroklastických proudů(video [1]) do vodní plochy, jejichž objem může činit i několik km³. Právě pyroklastické proudy byly hlavním důvodem vzniku série několik 46 metrových vodních stěn, které si při erupci vulkánu Krakatoa roku 1883 vyžádaly 30 tisíc mrtvých. Stejný proces dal při erupci Tambory roku 1815 do pohybu vlny a následkem toho zemřelo 4 600 lidí. Nicméně přesné mechanismy a podmínky tohoto složitého jevu zůstávají dosud částečně neznámé. Takové události jsou poměrně vzácné a vědecká obec proto postrádá potřebné pozorování a data.
• Podvodní erupce – většina podvodních erupcí nejsou tsunamigenní, kam patří třeba surtseyský typ. Spíše mají spojitost se vznikem maarů nebo tufových prstenců.
• Kalderizace – během silných explozivních erupcí pliniovského typu, dochází k částečnému vyprázdnění magmatického krbu, jehož nadloží se v jejím závěru propadne do uvolněného prostoru, což se na povrchu projeví vznikem několik kilometrů široké kaldery. Doba kalderizace není pevně vymezena, trvat může v řádu minut nebo hodin. V minulosti byl tento proces několikrát navržen jako možný zdroj některých tsunami (Krakatoa 1883, Théra ~1600 př. n. l.)
• Tlakové vlny – atmosférické akustické gravitačními vlny, vyvolané prudkými explozemi v průběhu sopečných erupcí, mohou do vodní masy přenést svojí energii jevem, známým jako nelineární rezonance. Tímto mechanismem například 15. ledna 2022 vznikla tsunami při výbuchu tichomořské sopky Hunga Tonga Haʻapai. Samotná erupce generovala počáteční tsunami, které pak rezonance z atmosféry zesílila a mohlo tak překonat Tichý, Atlantský a Indický oceán za 20 hodin – 1,5 až 2,5 krát rychleji než tsunami běžného sopečného původu. Navíc působení zmíněných atmosférických vln vyvolalo malé meteotsunami (s výškou několik desítek cm) také v Karibiku a Atlantském oceánu, a to zhruba o 10 hodin dříve, než tam dorazilo hlavní vlnění z Tichého oceánu.

Jiné příčiny tsunami

Méně časté příčiny tsunami jsou nejrůznější sesuvy půdy nebo ledovců v okolí velkých vodních ploch, nejen oceánů a moří, ale i velkých jezer či přehrad. Mohou to být sesuvy pobřežní, ostrovní i podvodní, a mohou být jak samovolné, tak i vyvolané zemětřesením či vytrvalým deštěm. Další příčinou jsou dopady meteoritů do oceánu, v zaznamenané historii nepozorované, zpětně však vědecky potvrzené. Potenciál k vytvoření tsunami mají i náhlé exploze plynů uložených ve dně několika světových jezer nebo podmořské jaderné výbuchy.

Fyzika tsunami

Vznik a vývoj tsunami

Vlnová délka tsunami je velmi velká, v řádu stovek km, což určuje její chování. Vlna s tak dlouhou vlnovou délkou se chová i na širém oceánu jako na mělké vodě. Protože rychlost vlny je obecně v mělkých vodách určena vztahem $\textstyle {\sqrt {gd}}$, kde $g$ je tíhové zrychlení a $d$ hloubka, tsunami získá na relativně hlubokém moři rychlost až 700 km/h. Energie tsunami je konstantní a závisí na její rychlosti a čtverci výšky. Když vlna dorazí k pobřeží, její rychlost klesá třením o dno a výška roste s druhou mocninou. Zatímco na hlubokém moři je tsunami těžko pozorovatelná (obvykle má výšku v cm až desítkách cm), u pobřeží nahromaděná energie zvedá vlnu až do výšky desítek metrů. Díky velmi dlouhé vlnové délce na hlubokém moři může tsunami putovat tisíce kilometrů bez větších ztrát energie.

Příchod tsunami k pobřeží se dá v poslední chvíli dobře odhadnout podle jevu, kdy před příchodem vlny voda náhle ustoupí až o stovky metrů a odhalí jindy zaplavené mořské dno. Ale neznalí lidé jsou někdy tímto jevem natolik fascinováni, že dokonce zkoumají dno, místo aby uprchli dál do vnitrozemí, poté jsou zaskočeni příchozí vlnou. Čelo vlny bývá viditelné z břehu. Jeho výška je ale jen předzvěstí toho, co přijde posléze. Z pohledu pozorovatele na břehu se spíše než o vodní stěnu, jak je často vyobrazována, jedná o náhlou záplavu. Vlna je fakticky jen jejím čelem - odtud název v japonštině "dlouhá". Během několika minut stoupne hladina moře až o desítky metrů. Ohromné množství proudící vody pochopitelně páchá rozsáhlé škody, a to i pomocí různých těžkých předmětů, které s sebou strhává. V některých místech se díky špatnému odtoku může voda udržet i delší dobu.

Výška vlny při vstupu na pobřeží se označuje jako tzv. run-up a počítá od střední hladiny moře v daném místě. První vlna tsunami ze série nebývá ale tou největší a nejsilnější. Intervaly mezi následnými vlnami mohou být 10 až 45 min a vlny se navíc mohou odrážet od okolních pobřežních útvarů (poloostrovy, ostrůvky) a několikrát se vracet. Vliv na výšku a rychlost vlny tsunami na zasaženém pobřeží má vertikální i horizontální tvar pobřeží. Platí pravidlo, že strmější břeh vlnu více vyzdvihne a méně zpomalí, ale vlna má tendenci se tříštit, naopak mírnější břeh vlnu zpomalí postupně delším třením, vlna tak může dojít dál do vnitrozemí. Náchylnější k větší záplavě, tedy k vyšší tsunami, jsou také různé sevřené zátoky a zálivy spíše než rovná pobřeží. Škody tsunami páchá také při návratu vody zpět do moře, včetně odnesení obyvatel na volné moře. Navíc v případě většiny platí, že jsou mořské a tak způsobují kromě fyzických škod i škody zasolením. Opět platí pravidlo, čím strmější břeh, tím rychlejší ústup vody.

Předpověď a ochrana

Animovaná verze průběhu šíření vlny tsunami

Ochrana před tsunami spočívá především v připravenosti a informovanosti obyvatel postižených území, v dostatečné předpovědi a varování a v dlouhodobém efektivním využití krajiny v pobřežních oblastech.

Dlouhodobé zkušenosti s ochrannými stavbami má především Japonsko. Od poloviny 20. století vyprojektovali japonští inženýři řadu ochranných opatření, zahrnujících pobřežní zdi nebo předsunuté vlnolamy. Ne vždy byly ovšem podobné pokusy z celkového hlediska efektivní. V současnosti nabývá na významu citlivě řešené využití krajiny ohrožených pobřežních oblastí. Jde hlavně o správné rozvržení využití různých částí pobřeží v závislosti na možném dosahu působení tsunami.

Existuje hned několik varovných systémů a programů proti tsunami, všechny působí v Pacifiku, ale pomalu se rozšiřují i do dalších oblastí. V současnosti je PTWC (Pacific Tsunami Warning Center) možná nejlepším systémem v oblasti prevence přírodních katastrof. Do celého programu je zapojena většina zemí s tichomořským pobřežím. Systém je založen na součinnosti měření seismografů (síla zemětřesení) a mareografů (výkyvy vodní hladiny). Celý systém byl v nedávné době ještě doplněn o 6 podmořských senzorů, které sledují chování vodních mas (program DART - Deep-Ocean Assessment and Reporting of Tsunami). Dále jsou zde programy CREST (Consolidated Reporting of Earthquakes and Tsunamis), a nový THRUST (Tsunami Hazards Reduction Utilizing Systems Technology), který je určen pro varování před tsunami s velmi blízkými ohnisky tsunami (do 30 min.), kde je nutnost maximální rychlosti varovných hlášení. Tento systém, využívající podmořských detektorů a přenášení signálu pomocí družic NOAA, je od roku 1986 v testovacím režimu umístěn ve městě Valparaíso na pobřeží Chile.

Prevence a ochrana před tsunami čelí v současné době dvěma hlavním problémům. Na jedné straně je to především neinformovanost a nepřipravenost ohroženého obyvatelstva. Druhým nedostatkem je, že u mnohých hlášení, které centrum ročně vydá, jde pouze o planý poplach. Lidé v postižených oblastech uvyklí na častá varování pak nepřikládají velký význam ani reálným hrozbám.

Katastrofální tsunami v dějinách

Podrobnější informace naleznete v článku Seznam tsunami.

V dávné minulosti proběhlo mnoho tsunami. Obří tsunami o výšce až v řádu stovek metrů, která oběhla vícekrát celou zeměkouli, vznikla například po dopadu 10 až 12 km velké planetky do oblasti současného Mexického zálivu v době před 66 miliony let (tato událost souvisí s velkým vymíráním na konci křídy). Tsunami v pozdějších lidských dějinách pak dokládají i starověké masové hroby na pobřežích.

Dopad planetky na konci křídy vyvolal podle nových poznatků mohutnou tsunami, která se šířila po celém světě a měla 30 000× větší energii než tsunami z roku 2004, která způsobila katastrofu v Indonésii.

18. století

Tsunami na thajském pobřeží, 26. prosince 2004 – dočasný ústup vody před příchodem vlny

Tsunami na thajském pobřeží, 26. prosince 2004 – vlna přichází

Spoušť po japonském tsunami 2011

Tisíce Portugalců, kteří přežili velké lisabonské zemětřesení v roce 1755, zemřely krátce poté, když dorazila vlna tsunami. Když voda ustoupila, v přístavu zbyly jen vraky lodí.

19. století

V roce 1883 explodoval sopečný ostrov Krakatoa v Indonésii. Série velkých tsunami o výšce přes 40 m (u pobřeží) se šířila celým světem, zemřelo nejméně 36 tisíc lidí.

15. června 1896 zasáhla japonský ostrov Honšú obrovská tsunami. Rybáři, kteří byli pouhých 30 km od pobřeží, ji vůbec nezaznamenali, ale na ostrově zabila 28 000 lidí a zničila 275 km pobřeží.

20. století

V roce 1908 zasáhlo Itálii v oblasti Messinského průlivu zemětřesení o síle 7,5 stupně Richterovy škály. Desetimetrová vlna zaplavila pobřežní sídla včetně Messiny a zanechala za sebou přes 200 000 mrtvých.

Tsunami v Severo-Kurilsku vyvolalo zemětřesení v blízkosti jižního cípu poloostrova Kamčatka (4. listopadu 1952 16:58:22 GMT), jehož epicentrum bylo vzdáleno asi 130 kilometrů, hypocentrum se nacházelo v hloubce asi 20 kilometrů. Síla zemětřesení je odhadována na 9,0 magnituda Richterovy stupnice. Při třech vlnách zahynulo 2336 osob z celkového počtu 6000 obyvatel města Severo-Kurilsk.

9. července 1958 došlo v zátoce Lituya Bay po otřesech ke skalnímu sesuvu. V poměrně těsném prostoru koutu zátoky se vlna na protějším břehu doslova vyšplhala do výšky přes 500 metrů. Celý úkaz byl popsán očitými svědky.

Silné zemětřesení o síle 9,6 stupně Richterovy škály v Chile 22. května 1960 vyvolalo tsunami, která způsobila rozsáhlé škody na Havaji a zasáhla i 16 800 km vzdálené Japonsko, kde zabila stovky lidí.

Devastující tsunami, která byla důsledkem zemětřesení 12. července 1993 o síle 7,8 Richterovy stupnice, zabila na malém japonském ostrově Okuširi poblíž ostrova Hokkaidó 202 lidí a stovky dalších zranila.

17. července 1998 zabila 12 m vysoká tsunami min. 2200 lidí na severním pobřeží Papuy Nové Guiney. Tsunami následovalo po zemětřesení o síle 7 Richterovy stupnice a následném podmořském sesuvu.

21. století

Další náhlá tsunami zasáhla pobřeží jihovýchodní Asie (Indie, Srí Lanka, Maledivy, Bangladéš, Myanmar, Thajsko, Malajsie a Indonésie) ráno 26. prosince 2004. Později zasáhla i další ostrovy v Indickém oceánu (Madagaskar, Seychely, Réunion a Mauricius) a také východní pobřeží Afriky (Somálsko, Tanzanie a Keňa). Vlna zabila asi 230 tisíc, postihla miliony lidí a způsobila rozsáhlé škody na tisících km pobřeží. Pocházela z podmořského zemětřesení o síle 9,2 stupňů Richterovy stupnice u severního cípu ostrova Sumatra. Tsunami dosahovala patnácti až třicetimetrové výšky.

30. září 2009 byla tsunami vyvolána zemětřesením o síle 8,3 stupně Richterovy škály u souostroví Samoa v Tichém oceánu. Je pravděpodobné, že většina lidí byla vlnou spláchnuta do moře. Konečný počet obětí je okolo 150. Byly stovky zraněných, ale většina z 220 000 ohrožených stihla utéct na bezpečné vyvýšeniny.

11. března 2011 došlo k jednomu z nejsilnějších zemětřesení u východního pobřeží japonského ostrova Honšú. Otřesy o síle 9,0 stupně Richterovy škály a následná až 38 m vysoká vlna tsunami usmrtila nejméně 28 tisíc lidí. Vlny poškodily i několik jaderných elektráren, zdaleka nejvíce Fukušimu I. Vlna místy zasáhla až 10 km do vnitrozemí a způsobila rozsáhlé škody na infrastruktuře, stavbách a průmyslu. Neméně závažné jsou ekologické škody, jelikož došlo vlivem poškození mnoha průmyslových podniků k úniku nebezpečných látek do ovzduší i půdy. Nejzávažnější je poškození jaderné elektrárny Fukušima I, kde došlo vlivem selhání chladicího systému k závažné havárii reaktoru, která je klasifikována stupněm 7, tzn. stejně jako havárie jaderné elektrárny v Černobylu. Okolí elektrárny je v okruhu 30 km evakuováno a bude trvale uzavřeno na mnoho let. Škody přesáhly 309 miliard dolarů, a proto se jedná o nejdražší katastrofu dějin.

Další drobné poznámky

Existují i historické důkazy, že se mohou také vyskytnout obří tsunami, tzv. megatsunami. Potenciál k tomuto mají masivní sesuvy půdy a dopady meteoritů či jiných kosmických těles do oceánu. Příkladem je globální megatsunami, vyvolaná dopadem planetky Chicxulub na konci druhohorní křídy (před 66 miliony let).

Jiné vlny příbuzné k tsunami jsou např. kmitající stojaté vlny zvané Seiche ("séše"), které mohou být způsobeny stejnými příčinami jako tsunami, ale může je také aktivovat sama tsunami.

Odkazy

Související články

• Seznam tsunami

Literatura

• CÍLEK, Václav. Tsunami je stále s námi: eseje o klimatu, společnosti a katastrofách. Praha : Alfa Publishing, 2006. ISBN 80-86851-22-2
• JAKEŠ, Petr. Vlny hrůzy: zemětřesení, sopky a tsunami. Praha : Nakladatelství Lidové noviny, 2005. ISBN 80-7106-772-5
• SIGURDSSON, Haraldur; BEGE´T, James E. Encyclopedia of Volcanoes. [s.l.]: Academic Press, 1999. Dostupné online. ISBN 978-0-12-643140-7. Kapitola Volcanic Tsunamis, s. 1005-1014. (anglicky) 

Externí odkazy

• Obrázky, zvuky či videa k tématu tsunami na Wikimedia Commons
• Slovníkové heslo tsunami ve Wikislovníku

česky

• Souhrnný rozbor tsunami
• Zpráva o tsunami na jezeře po sesuvu ledovce v Peru 2010

anglicky

• Počítačem vytvořené animace tsunami
• Animace tsunami vzniklé po zemětřesení v Chile v roce 1960
• Americké centrum pro varování před tsunami
• Obrázky následků tsunami na Okuširi
• Další stránka o tsunami na Okuširi
• Mezinárodní informační centrum o tsunami
• Mapy, animace a informace New York Times o tsunami v Indickém oceánu, prosinec 2004
• Souhrnný rozbor tsunami^{[nedostupný zdroj]}
• Souhrnný rozbor tsunami
• Souhrnný rozbor tsunami
• Stránka o katastrofě sopky Krakatoa, a teorie o vzniku tehdejších tsunami

Autoritní data	NKC: ph305439 PSH: 3963 BNE: XX541964 GND: 4261303-6 LCCN: sh85138348 LNB: 000136677 NARA: 10648584 NDL: 00573521 NLI: 987007553520605171

Portály: Geografie