«Наша точка зрения состоит в том, что обрушение флангов может происходить чрезвычайно быстро и катастрофически, и поэтому они способны вызвать гигантские цунами», — сказал ведущий автор Рикардо Рамальо, который проводил исследование в качестве научного сотрудника в обсерватории Земли Ламонт-Доэрти Колумбийского университета, где он находится. теперь дополнительный ученый. «Они, вероятно, случаются не очень часто. Но мы должны принимать это во внимание, когда думаем о потенциальной опасности таких вулканических образований».Очевидное обрушение произошло около 73000 лет назад на вулкане Фого, одном из крупнейших и наиболее активных островных вулканов в мире. В настоящее время он возвышается на 2829 метров (9300 футов) над уровнем моря и извергается примерно каждые 20 лет, последний раз прошлой осенью.
На острове Сантьяго, куда, по всей видимости, обрушилась волна, сейчас проживает около 250 000 человек.Нет никаких сомнений в том, что склоны вулканов представляют опасность; по крайней мере восемь небольших обрушений произошло на Аляске, в Японии и в других местах за последние несколько сотен лет, и некоторые из них вызвали смертельные цунами. Но многие ученые сомневаются, могут ли большие вулканы обрушиться с такой внезапностью, которую предлагает новое исследование. Скорее, они предполагают, что оползни будут происходить постепенно, вызывая многочисленные цунами меньшего размера.
Французское исследование 2011 года также рассматривало коллапс Фого, предполагая, что он произошел где-то между 124 000-65 000 лет назад; но в этом исследовании говорится, что это связано с несколькими оползнями. По оценкам французских исследователей, образовавшиеся в результате множественные волны достигли бы всего 45 футов — даже этого достаточно, чтобы нанести большой вред сегодня.
В нескольких предыдущих исследованиях были предложены гораздо более крупные доисторические коллапсы и вызванные ими мегацунами на Гавайских островах, на горе Этна в Италии и на острове Реюньон в Индийском океане. Но критики говорят, что этих примеров слишком мало, а доказательств слишком мало. Новое исследование добавляет новый возможный пример; в нем говорится, что приблизительно 160 кубических километров (40 кубических миль) скальной породы, которые Фого потерял во время обрушения, были упали сразу, что привело к 800-футовой волне.
Для сравнения: самое крупное из известных недавних цунами, опустошившее побережья Индийского океана в 2004 году и восточную Японию в 2011 году, достигло всего около 100 футов. (Как и большинство других хорошо задокументированных цунами, они были вызваны движением подводных разломов землетрясений, а не вулканическими обрушениями.)Остров Сантьяго находится в 55 км от Фого.
Несколько лет назад Рамальо и его коллеги работали над Сантьяго, когда они заметили необычные валуны, лежащие на глубине 2 000 футов вглубь суши и почти 650 футов над уровнем моря. Некоторые из них размером с грузовые автофургоны, и они совершенно не похожи на молодой вулканический ландшафт, на котором они лежат.
Скорее, они соответствуют скалам морского типа, которые окружают береговую линию острова: известняки, конгломераты и подводные базальты. Некоторые весят до 770 тонн.
Единственное реалистичное объяснение, которое смогли придумать ученые: гигантская волна, должно быть, оторвала их от береговой линии и подняла вверх. Они определили размер волны, вычислив энергию, которая потребовалась бы для совершения этого подвига.К настоящему времени геохимик Рамальо и Ламонт-Доэрти Гизела Винклер измерила изотопы гелия, встроенного в поверхность валунов.
Такие изотопы меняются в зависимости от того, как долго камень пролежал на открытом воздухе под воздействием космических лучей. Анализ сосредоточился вокруг 73000 лет — что хорошо в пределах более ранней французской оценки меньшего события.
По словам Винклера, анализ «обеспечивает связь между обрушением и воздействием, которую вы можете произвести, только если у вас есть обе даты».Эксперт по цунами Билл МакГуайр, почетный профессор Университетского колледжа Лондона, который не участвовал в исследовании, сказал, что исследование «предоставляет убедительные доказательства образования мегацунами [и] подтверждает, что, когда вулканы разрушаются, они могут делать это чрезвычайно быстро». Основываясь на своей собственной работе, Макгуайр говорит, что такие мегацунами, вероятно, случаются только раз в 10 000 лет. «Тем не менее, — сказал он, — масштаб таких событий, как свидетельствует исследование Fogo, и их потенциально разрушительное воздействие делают их явной и серьезной угрозой для океанических бассейнов, в которых находятся действующие вулканы».Рамальо предупреждает, что это исследование не следует воспринимать как красный флаг, что еще один большой крах неизбежен здесь или где-то еще. «Это не значит, что все обрушения происходят катастрофически», — сказал он. «Но, может быть, это не так редко, как мы думали».
В начале 2000-х годов другие исследователи начали публиковать доказательства того, что Кабо-Вердес может вызывать сильные цунами. Другие утверждали, что Канарские острова Испании уже сделали это.
Саймон Дэй, старший научный сотрудник Университетского колледжа Лондона, вызвал неоднократные споры, предупредив, что любое будущее извержение действующего вулкана Кумбре Вьеха на Канарских островах может вызвать обрушение флангов, которое может сформировать начальную волну высотой 3000 футов. По его словам, это может стереть не только близлежащие острова. По его словам, такая волна может быть все еще высотой 300 футов, когда через час или около того достигнет Западной Африки, и будет по-прежнему иметь высоту 150 футов вдоль побережья Северной и Южной Америки.
До сих пор такие исследования вызвали в основном цунами огласки и решительные возражения со стороны других ученых, что такие события маловероятны. Исследование глубоководных отложений, проведенное в 2013 году Национальным океанографическим центром Соединенного Королевства, предполагает, что на Канарских островах, вероятно, в основном наблюдались постепенные обрушения.Частично споры связаны не только с физикой самих коллапсов, но и с тем, насколько эффективно могут распространяться возникающие волны.
В 1792 году часть горы Ундзен в Японии обрушилась, обрушившись на ряд близлежащих заливов волнами высотой до 300 футов, и погибли около 15000 человек. 9 июля 1958 года землетрясение потрясло 90 миллионов тонн породы в изолированном заливе Литуйя на Аляске; это создало поразительную волну высотой 1724 фута, самую большую из когда-либо зарегистрированных. Двух рыбаков, оказавшихся в тот день в лодке, вынесли над ближайшим лесом; чудом они выжили.Однако эти события произошли в замкнутом пространстве.
Обычно считается, что в открытом океане волны, создаваемые оползнями, быстро теряют энергию и, таким образом, представляют в основном региональную опасность. Однако это в значительной степени основано на моделировании, а не на реальном опыте, поэтому никто точно не знает, с какой скоростью волна-убийца может превратиться в безобидную рябь. В любом случае, большинство ученых больше озабочены цунами, вызванными подводными землетрясениями, которые случаются чаще.
Когда разломы морского дна скользят, как это было в 2004 и 2011 годах, они выталкивают вверх огромное количество воды. На большой глубине это проявляется как простая волна на поверхности; но когда волна достигает более мелких прибрежных областей, ее энергия концентрируется в меньшем объеме воды, и она резко возрастает. Землетрясение и цунами 2004 года в Индийском океане унесло жизни 230 000 человек в 14 странах; событие Тохоку 2011 года унесло жизни почти 20 000 человек в Японии и привело к долговременной ядерной катастрофе.
Джеймс Хант, эксперт по цунами из Национального океанографического центра Соединенного Королевства, который не участвовал в исследовании, сказал, что исследование ясно показывает, что «даже небольшие оползни могут вызвать аномальные волны цунами высокой амплитуды на противоположных берегах острова». По его словам, вопрос заключается в том, «приводят ли они к опасным событиям в дальней зоне, что является спорным вопросом».Когда в прошлом году произошло извержение Тумана, Рамальо и другие геологи бросились наблюдать за ним.
Потоки лавы (после того как успокоились) вынудили покинуть свои дома около 1200 человек и разрушили здания, включая новый центр посетителей вулкана. «Прямо сейчас людям в Кабо-Верде есть о чем беспокоиться, например, восстановить средства к существованию после последнего извержения», — сказал Рамальо. «Но однажды туман может снова рухнуть, поэтому нам нужно быть бдительными».