Sóng Thần

Sóng do chấn động được gọi là tsunami.

Sóng này do động đất, núi lửa, đất truồi, sao băng…và cũng có thể gây nên khi bom nguyên tử nổ ở dưới nước. Sóng này có tên quốc tế gọi là Tsunami. Đây là tên từ tiếng Nhật 津波  (津 tân là bờ, bến nước; 波 ba sóng). Đây là một loại sóng khác hẳn với sóng nước bình thường. Khi có hiện tượng thay đổi bất ngờ mạnh cường độ như các hiện tượng vừa kể thì nước bị dời chỗ đi tạo ra sự nước dâng lên. Tsunami thông thường tạo ra bởi một chuỗi chấn động liên tiếp đều đặn vài phút hay cả giờ tạo ra sóng cao độ 30 cm đến gần 1 thước,  nhưng dài cả trăm và có thể tới 200 km. Vì vậy ở ngoài khơi thuyền bè di chuyển bình thường không biết.

Vận tốc của sóng này rất nhanh, theo nghiên cứu thì nó tùy theo độ sâu của biển và gia tốc trọng trường. Nếu gọi V là vận tốc của Tsunami, d độ sau biển tính bằng m và g=9.81 m/s², thì công thức của V sẽ cho bởi:

Để tiện viết trên Microsoft word ta viết dứoi dạng

V = (d x g)^1/2

(căn số của tích d với g)

Giả sử biển sâu 5000 m thì vận tốc bằng:

V = (5000 x 9.81)^1/2

   = 221.47 m/s hay 797292 m/h hay 797.3 km/h

Như vậy sóng truỳên đi với vận tốc gần 800 cây số 1 giờ tương dương với các máy bay phản lực chở hành khách xuyên đại lục như Boeing 747 hay Air Bus A380. Ta nên nhớ rằng đây là năng lượng tạo thanh sóng chứ không phải nước chạy nhanh như vậy.

Bây giờ ta lại nghiên cứu hiện tượng sóng vào gần bờ.

Vận tốc vừa tính là vận tốc ngoài khơi. Khi vào gần bờ thì vận tốc càng lúc càng chậm nên vận tốc truyền bị gảm đi, năng lượng làm khối nước cao 30 cm dài cả 200 cây số kia sẽ dồn cục lại nâng khối nước tương đương nhưng ngắn hơn nên càng lúc càng cao. Ta cứ tưởng tựơng một cột nước bề ngang đúng 1 m, cao 30 cm (.3 m)  và dài 200 km (200000 m) thì có thể tích nước là:

Thể Tích TT = 1 x .3 x 200000 = 60000 m³

Vì sóng dồn cục lại khi vào bờ, năng lượng nâng khối nước chiều dài chỉ còn 2 km (2000 m) thì cột nước cao bao nhiêu? Ta lại làm toán:

Vì bề ngang là 1 m như đã cho, với chiều dài 2000 m thì chiều cao h là

  h = Thể tích/ diện tích đáy

Diện tích đáy: dài x bề ngang = 1 x 2000 = 2000 m²

Vậy h = 60000/2000 = 30 m

Vì lý do đó mà tsunami đổ vào bờ có khi cao cả trăm mét tùy theo dạng đáy biển. Nếu gần bờ mà đáy biển đột ngột thay đổi độ sâu thì sóng dâng cao hơn. Những nơi mà tsunami sắp vào thì thường có hiện tượng nước rút thật nhanh và thật xa có khi cả vài trăm m. Khi có hiện tượng này, cá không kịp rút theo nước nên nằm trên cát giãy dụa. Nhiều người thấy vậy vội chạy ra bắt, nhưng họ không biết chỉ vài phút sau thì những cột sóng khổng lồ sẽ ập đến. Hiện tượng này được gọi là drawback. Nước cần rút đi vì năng lượng tạo sóng thì sóng cần nước cả trước lẫn sau ngọn sóng. Khi ta thấy nước rút nhanh như vậy thì lập tức phải chạy lên chỗ cao, vững chắc. Nhưng theo nghiên cứu mới nhất của các khoa học gia sau trận động đất ở Nam Dương năm 2004 và được chiếu trên đài National Geography thì không phải bất kì nơi nào tsunami sắp đến cũng có hiện tượng drawback vừa kể. Cũng theo đài này trận động đất ấy mạnh như vậy là vì  trận động đất đã gây ra sự sụp đổ ở vịnh Bangal dài 1000 km.

Năm 1950, một trận động đất tạo ra đất truồi (lở) ngầm dưới biển ở vịnh Lituya ( gần Juneau thủ phủ của Alaska) tạo ra một tsubnami. Khi cột nước dâng cao nhất đã đo được 524 mét (trên 1700 feet). Đây là cột nước dâng cao kỷ lục mà người ta đã đo được. Các khoa học gia đã đặt tên những tsunami loại này là supertsunami.

Tuy vậy supertsunami này chỉ giết chết 2 người, trong khi tsunami xẩy ra ở nam đảo Sumatra- Nam Dương ngày 26 tháng 12 năm 2004 đã giết chết 230000 người trên 14 quốc gia. Với các máy quay phim cầm tay, người ta đã thu được rất nhiều hình ảnh trong trận tsunami này cũng như tsunami mới đây ở Nhật, có người sẽ đặt câu hỏi : “Tôi thấy nước đổ đến nhiều chứ sóng đâu cao bao nhiêu?”. Thưa rằng vì bờ biển đã cạn rất nhiều từ xa, độ sâu chỉ còn vài chục thước, nên ngọn sóng đã đổ xuống cả chục cây số ngoài khơi. Nước mà ta thấy là nước đã đổ xuống và tràn vào bờ thôi.

Tuy nhiên không phải bất kỳ động đất nào cũng gây ra tsunami. Chỉ động đất cạnh ven biển hay dưới đáy biển và phải là loại subduction thì mới dễ dàng gây ra tsunami. Subduction là một loại động đất mà hai mảng lục địa chạm nhau; một mảng trồi lên trong khi mảng còn lại chui xuống bên dưới. Còn vài loại động đất khác, nhưng đây không phải là chỗ ta bàn tới.

Một câu chuyện khác tsunami là do núi lửa gây ra ở Krakatoa.

Krakatoa (Kakratau) là một hòn đảo dài 9 km (5.6 mi) và rộng 5 km (3.1 mi) với một ngọn núi lửa, cao 813 m. Hòn đảo này ở eo biển Sunda, nằm giữa Java và Sumatra- Nam Dương. Vào năm 1883 ngọn này phát nổ với 1 sức tương đương với 200 mega tone gấp 13000 trái bom nguyên tử Little Boy (13-16 kt- kilo tôn) ném xuống Hiroshima Nhật Bản ngày 8-8, 1945. Nếu lấy quả bom nguyên tử Tsar Bomba thí nghiệm lớn nhất thế giới đã được Liên Xô cho nổ với 50 mega tôn (50 Mt) thì ta thấy sức nổ này vẫn mạnh gấp 4 lần.

Tiếng nổ được ghi nhận là tiếng nổ lớn nhất trong lịch sử con người đã nhận được. Theo lịch sử Úc thì người ở thành phố Perth (tây Úc), cách đó  3,110 km (1,930 miles) đã ghi nhận được tiếng nổ này. Không những thế, người cư ngụ trên đảo Rodrigues gần Mauritius (phía đông của đảo Madagasca) cách xa Kakratau 5,000 km miles (3,000) cũng ghe được. Tro bụi do núi lửa phun ra lẫn lộn trong mây vây quanh trái đất 3 năm và làm nhiệt độ trái đất hạ xuống 2^o C.

Ngọn núi này phát nổ làm 2/3 quả núi bị hất văng đi các nơi chung quanh. Tổng cộng 165 thành phố làng mạc bị phá hủy hoàn toàn và 132 làng, thành phố khác bị hư hại. Con số người bị chết chính thức ghi nhận bởi người Hòa Lan (Lúc ấy đang nắm quyền) là 21,007 và hàng chục ngàn người khác bị thương. Tuy nhiên, vì phương tiện truyền thông ngày ấy rất hạn hẹp nên người ta tin rằng con số thương vong trong vụ này cao hơn rất nhiều.

Sự phát nổ của ngọn núi này cũng tạo ra một sóng thần tsunami. Bốn giờ sau, ngọn sóng thần này tàn phá hải cảng Calcutta của Ấn cách xa đấy trên 3000 cây số vì vận tốc nhanh như ta đã biết trên.