العلم of of تسونامي: كيف يُمكن لـ (أرض الماء) أن يُشكّل مُنافذاً ساحلية

فيزياء موجة تسونامي

الموجات المائية الضحلة

وتصنف هذه الحركات على أنها موجات مياه شاشة، غير أنها لا تعكس موجات المياه المرتفعة، بل إن موجات المياه التي ترتفع فيها الأمواج إلى أكثر من عمق المياه، وهذا التمييز أمر حاسم، وفي المياه العميقة، فإن موجات الرياح لها خطوطاً ذات موجة قصيرة مقارنة بالعمق، ولكن أمواج التسونامي تتعدى على 100 كيلومتر، حتى في أعماق المحيطات.

إن موجة أمواج تسونامي في المياه العميقة هي عادة أقل من متر ومر عبر السفن دون إخطار، غير أن طاقة الموجة توزع على عموم عمود المياه، ومع دخول الموجة المياه الضحلة، فإن الموجة تضغط على الموجات، والتوسع في الارتفاعات، حيث تصل أحيانا إلى ارتفاع 30 مترا أو أكثر خلال الأحداث المتطرفة، وهذا التحول مسؤول عن التأثير المدمر لأمواج تسونامي على السواحل.

قطارات الموجات المتعددة

فالتسوناميات تصل عادة كسلسلة من الأمواج، تُعرف بالقطار الموجي، بدلا من موجة واحدة، وقد لا تكون الموجة الأولى أكبر، وكثيرا ما تكون الموجات الثانية أو الثالثة أو اللاحقة أقوى، ويمكن أن تتراوح الفترة بين عقيدات الموجات المتعاقبة، أي الفترة، بين 10 دقائق و أكثر من ساعة، وهذا يعني أنه بعد الطفرة الأولية، قد يعتقد الناس خطأ أن بروتوكولات الإجلاء قد انتهت، فقط لكي تصيب بموجة الكبيرة.

كما أن شكل خط السواحل ومقياس حمّام قاع البحار يؤثران على كيفية تفكك موجات التسونامي وعزلها، ويمكن للوادي المغمورة أن تركز على الطاقة الموجية، وأن تزيد من ارتفاعات التهوية المحلية، بينما يمكن للقذائف القارية الواسعة أن تسبب موجات لكسر المياه البحرية البعيدة، مما يقلل من التغل الداخلي.

مصادر الأرض تحت الماء والتسونامي

المناطق الفرعية: المصدر الرئيسي

وتولد حوالي 80 في المائة من جميع أمواج التسونامي megathrustزلازل ] في مناطق فرعية، وهي أكبر زلازل على الأرض، تحدث فيها صفيحة تكتونية تحت طبقة أخرى، ومن المناطق الفرعية الملحوظة التي أنتجت أمواج تسونامي مدمرة (2004 Indian Ocean tsunami) ومنطقة نهر كاهوكا الفرعية (2011: تسونامي).

وقد نجمت موجة التسونامي التي حدثت في المحيط الهندي في عام 2004 عن زلزال ميغاثروت يتراوح بين 9.1 و 9.3 قبالة ساحل سومطرة، حيث امتدت هذه التمزقات على 200 1 كيلومتر، مما أدى إلى تطهير قاع البحر رأسيا بعدة أمتار، وأدت موجات نجمت عن ذلك إلى مقتل أكثر من 000 230 شخص عبر 14 بلدا، كما تسببت في حدوث تغيرات ساحلية واسعة النطاق في عام 2011 في كارثة توهوكو (ماوند الشمالية 9 - صفر).

آليات الترايك الأخرى

وفي حين أن الزلازل هي السبب الرئيسي، فإن التسونامي يمكن أن تولد أيضاً نتيجة انفجار بركاني (مثل ثورة كراكاتوا في عام 1883، التي تسببت في حدوث تسونامي أدى إلى مقتل 000 36 شخص)، والانهيالات الأرضية تحت الماء (التي تولد في كثير من الأحيان بواسطة الزلازل نفسها)، بل وحتى آثار النيازك، فإن أمواج تسونامي طويلة الأمد تسببت في خطر شديد لأنها يمكن أن تحدث محلياً مع تحذير ضئيل.

وفي السنوات الأخيرة، حدد العلماء أيضا أن تغير المناخ قد يسهم في خطر التسونامي بصورة غير مباشرة، ويمكن أن يؤدي تلفيق الجليد إلى الحد من الحمولة على قشر الأرض، وربما إلى إعادة تنشيط الأخطاء، وسيسمح ارتفاع مستوى سطح البحر بإختراق موجات تسونامي إلى مزيد من البر.

الأثر على الأراضي الساحلية

التآكل والترسيب

(أ) إن الثروات التي تُعد عوامل قوية للتغيير الساحلي، حيث يمكن للطاقة الهائلة من الأمواج أن تُهدر الشواطئ، والمنحدرات، والكثبان في دقائق، وتزيل الرواسب التي تراكمت على مر عقود أو قرون، وأثناء موجات التسونامي التي حدثت في عام 2011، تم تجريد طبقات واسعة من السواحل الرملية، مع نقل الرمال في البر وإيداعها في شكل رسوبيات.

إن التآكل الناجم عن التسونامي ليس بالزي الرسمي، فالنباتات الخلفية (تدفق المياه إلى البحر) يمكن أن تكون مدمرة بنفس القدر، وقنوات نحتية، وتجمعات عميقة، وفي بعض المواقع، انهارت أجزاء كاملة من المنحدرات الساحلية بسبب انخفاض موجات التسونامي، ويمكن أن يغير هذا التآكل بشكل كبير من موقع الساحل، مما يحوّله أحيانا إلى الأرض بمئات الأمتار.

إعادة تشكيل خطوط السواحل: لاندفورم الجديدة والرسوم المفقودة

ويمكن أن تؤدي موجات التسونامي المتكررة على مدى آلاف السنين إلى تغيير جذري في علم الأرضيات الساحلية، وفي بعض المناطق، يمكن أن تخترق موجات التسونامي الجزر الحاجز، أو تنشئة مداخل جديدة أو إغلاق مواضع قديمة، كما أنها يمكن أن تتسبب في تكوين البصا الرملية، والطوم، وغيرها من السمات عن طريق إعادة توزيع الرواسب، كما أن أمواج تسونامي المحيط الهندي لعام 2004، على سبيل المثال، غيرت الجغرافيا لجرف أند جزر الأندام ونيغولا.

ويمكن أن تؤثر التسوناميات أيضا على أفواه ومستقيمات الأنهار، وقد تؤدي زيادة المياه إلى دفع الرواسب إلى ارتفاع الأنهار وتغيير القنوات وتسبب في الفيضانات في المناطق الداخلية، وفي بعض الحالات، وجدت رواسب تسونامي ترتفع من الساحل إلى عشرات الكيلومترات، وقد استخدم العلماء هذه الظاهرة لتحديد أحداث تسونامي القديمة في السجلات الرسوبية.

Long-Term Geological Effects

فبعد التغيرات الوبائية المباشرة، يمكن أن تؤدي التسونامي إلى عمليات جيولوجية طويلة الأجل، فعلى سبيل المثال، يمكن استئصال الغطاء النباتي الساحلي أن يتسارع التآكل لسنوات بعد حدوث تسونامي، ويمكن أن يغير الرواسب التي تُلقى في المناطق البحرية من التضاريس، مما يؤثر على أنماط الأمواج والتيارات، وفي بعض الحالات، ترتبط أمواج تسونامي ببدء الانهيالات أرضية الغواصات التي تزيد من تغيير قاع البحار.

ويدرس العلماء رواسب تسونامي قبل التاريخ - تسمى باليوتسونامي ] أدلة - لفهم فترات الأحداث الكبيرة المتكررة، وبالنسبة لساحل شمال غرب المحيط الهادئ في أمريكا الشمالية، فإن طبقات الرمال المدفونة من أمواج تسونامي في كاسكاديا 1700 توفر سجلا حاسما لتقييم المخاطر المستقبلية، وهذه المحفوظات الجيولوجية تساعد المجتمعات الساحلية على التخطيط مرة واحدة.

آثار على المستوطنات البشرية واستراتيجيات التخفيف

ضعف المجتمعات الساحلية

وتشكل التسوناميات واحدا من أشد الأخطار الطبيعية التي تتعرض لها السكان الساحليين في جميع أنحاء العالم، حيث إن تدمير الهياكل الأساسية - هوم الطرق وشبكات الطاقة الكهربائية - إمدادات المياه - التي يمكن أن تترك المجتمعات المحلية معزولة وتعرقل جهود الإنقاذ، وتبرز الخسائر الناجمة عن أحداث عامي 2004 و2011 الضعف الشديد للمناطق الساحلية المنخفضة، وحتى في الدول المتقدمة مثل اليابان، حيث توجد دفاعات واسعة النطاق عن أمواج تسونامي، وحواجز تسونامي التي تسببت في أضرار كارثية.

وقد زاد من تعرض السكان للتوسع الحضري في المناطق الساحلية، ففي العديد من البلدان النامية، تُبنى المستوطنات غير الرسمية بالقرب من خط الساحل دون مراعاة لمخاطر التسونامي، وسيؤدي تغير المناخ وارتفاع مستوى سطح البحر إلى تفاقم هذه أوجه الضعف، حيث أن ارتفاع مستويات خط الأساس تسمح بموجات تسونامي بالتسلل إلى داخل البلد وبقوة أكبر.

نظم الإنذار المبكر والتأهب

إن نظم الإنذار المبكر في تسونامي ] حاسمة في الحد من الخسائر في الأرواح، وهذه النظم تعتمد على بيانات سيزمية في الوقت الحقيقي، ومستشعرات الضغط في أعماق المحيطات (DART buoys)، وقياسات المد للكشف عن أمواج التسونامي وإصدار إنذارات، ولا يوفر مركز الإنذار في تسونامي في المحيط الهادئ ومراكز إقليمية أخرى تنبيهات في غضون دقائق من حدوث الزلزال.

كما أن علامات الإنذار الطبيعي تؤدي دورا حاسما، فالهز البري من زلزال دام أكثر من 20 ثانية، أو الكساد المفاجئ للمحيط الذي يكشف قاع البحر، أو لبوط غير عادي من المحيط يمكن أن يشير إلى حدوث تسونامي، وتعليم الناس للاعتراف بهذه العلامات والانتقال إلى أرض أعلى، هو على الفور استراتيجية منخفضة التكلفة وذات أثر كبير.

الدفاعات الساحلية والتخطيط لاستخدام الأراضي

وقد تم بناء حلول هندسية مثل جدران البحر، ومياه الكسر، والحواجز التي تعترض أمواج تسونامي في العديد من المناطق الشديدة الخطورة، كما أن جدران تسونامي التي تدور على طول ساحل سانريكو، والتي تتجاوز طولها نحو 10 أمتار، هي من بين أكثر الطموحات، غير أن هذه الهياكل يمكن أن تكون باهظة الثمن للغاية لبناء وصيانة، وكما أظهرت كارثة عام 2011، يمكن أن تُغلَب أو تخرق بسبب أحداث متطرف، فضلا عن ذلك، الدفاعات الفاسد.

Nature-based solutions] are gaining attention. Mangrove forests, coastal wetlands, and healthy coral reefs can absorb wave energy and reduce tsunami impact. In Thailand, replanting mangroves after the 2004 tsunami has been shown to reduce wave highs by up to 30%. Similarly, maintaining coastal dunes and getated buffers can provide protection while

وربما يكون تخطيط استخدام الأراضي أكثر الاستراتيجيات فعالية على المدى الطويل، إذ إن تقييد التنمية في المناطق الشديدة الخطورة، ووضع مدونات للبناء تتطلب هياكل مرتفعة، والحفاظ على العوازل الطبيعية يمكن أن يقلل إلى أدنى حد من الخسائر في المستقبل، وقد أنشأت بعض المجتمعات المحلية مباني إجلاء تسونامي في المناطق التي تكون فيها الأرض العالية الطبيعية شحيحة.

دراسات الحالة: تسونامي الذي غير خطوط السواحل

تسونامي المحيط الهندي لعام 2004

وقد أدى زلزال حجمه 9.1 في سومطرة في 26 كانون الأول/ديسمبر 2004 إلى تسونامي أثر على السواحل عبر المحيط الهندي، وفي مقاطعة آتشيه في إندونيسيا، وصلت الأمواج إلى ارتفاعات تبلغ 30 متراً وغرقت داخلاً على مسافة 5 كيلومترات في بعض المناطق، وهبت أمواج التسونامي كميات هائلة من الرمل من الشواطئ، وأسقطت القرى بأكملها، وعادت تشكيل الساحل المتجمد في ملديف.

The 2011 Thoku Tsunami

في 11 آذار/مارس 2011 تسبب الزلزال و التسونامي في تغيرات ساحلية واسعة النطاق على طول أكثر من 2000 كيلومتر من خط الساحل في (سنداي) في خليج (سنداي) غرقت أمواج التسونامي أكثر من 400 كيلومتر مربع من الأرض، وتركت وراء طبقة من الرواسب ترتفع إلى 30 سنتيمتر، وهزت الموجات قنوات عميقة في قاع البحر، وغيّرت شكل أفواه النهرية، ودمرت أيضاًاًاًاًاًاًاًاًا

منطقة كاسكاديا الفرعية

في أمريكا الشمالية، منطقة كاسكاديا الفرعية قادرة على توليد 9 زلزال وما يرتبط بها من أمواج تسونامي، آخر حدث من هذا القبيل حدث في 1700، معروف من السجلات التاريخية اليابانية لكارثة تسونامي وتقاليد أمريكا الأصلية الشفهية، والدليل الجيولوجي على رواسب تسونامي على طول ساحل واشنطن وأوريغون وشمال كاليفورنيا يشير إلى أن هذه الأحداث تحدث تقريبا كل 300-500 سنة، وتركز البحوث الحالية على وضع نماذج مناطق محتملة للإجلاء

Future Research and Climate Change Implications

النهوض بعلوم تسونامي

ويواصل الباحثون صقل نماذج التسونامي باستخدام قياسات الاستحمام العالية الاستبانة وتحسين فهم ديناميات تمزق العيوب، وقد يساعد قياس التشوهات في قاع البحار باستخدام النظام العالمي لتحديد المواقع والمجسات الصوتية على رصد تراكم السلالات في مناطق التخصيب، وقد تتيح هذه التطورات فترات أطول للتحذيرات وخرائط للعزل أكثر دقة.

وثمة حدود أخرى هي دراسة ] للانتقال من الرواسب أثناء أمواج تسونامي ]، وبتحليل حجم الحبوب وتكوين رواسب تسونامي، يمكن للعلماء أن يرسموا خصائص موجية ويحسنوا سجلات النخيل، ويجري تطبيق التعلم من الآلات التسونامية على التمييز بين رواسب العواصف في السجل الجيولوجي.

Climate Change and Tsunami Risk

ومن المتوقع أن يزيد تغير المناخ من مخاطر التسونامي من خلال عدة آليات، ومن شأن ارتفاع مستوى سطح البحر أن يقلل من الارتفاع الفعال في مستويات الدفاع الساحلي وأن يسمح بموجات تسونامي بالسفر إلى مزيد من الأراضي، وقد تؤثر درجات الحرارة في المحيط الوارزمي أيضا على انتشار الموجات من خلال تغيير كثافة المياه، وإن كان هذا الأثر صغيرا، والأهم من ذلك أن تذوب الجليدي يخفض وزنه الكتلة الساحلية، ويحتمل أن يؤدي إلى حدوث زلان في التربة الجليدية، والنشاط السيزميلا.

فتغير المناخ، الذي يقترن بزيادة التنمية الساحلية، يخلق حاجة إلى إدارة متكاملة للمخاطر، ويجب على الحكومات والمجتمعات المحلية أن تنظر في التغيرات البطيئة (الارتفاع على مستوى سطح البحر) والمخاطر المفاجئة (الطنامي) في التخطيط الطويل الأجل، كما أن الحلول القائمة على الطبيعة التي توفر أيضا عزل الكربون، مثل استعادة غابات المانغروف، توفر فوائد متعددة.

الاستنتاج: بناء القدرة على التكيف من خلال التفاهم

إن التسوناميات هي نتيجة طبيعية لنظام التكتون الدينامي الذي يتبعه كوكبنا، وفي حين لا يمكن منعها، يمكن تخفيف آثارها على المناظر الساحلية والمجتمعات البشرية من خلال الفهم العلمي والتأهب والاستخدام الحكيم للأراضي، كما أن علم أمواج التسونامي - من ميكانيكي الزلازل إلى الانتشار الموجي إلى النقل الرسوبي - يوفر المعرفة اللازمة للتنبؤ بموقع وكيف ستنطلق هذه الأمواج.

وبدراسة الأحداث السابقة، وتحسين شبكات الرصد، وتثقيف الجمهور، يمكننا أن نخفض من خسائر أمواج التسونامي في المستقبل، ومع تغير المناخ في السواحل وزيادة التعرض، لم تكن الحاجة إلى المجتمعات المحلية المرنة أكبر من أي وقت مضى، وقصة أمواج التسونامي هي في نهاية المطاف قصة تكيف: التعلم من قوات المحيط الكبرى للعيش بأمان على طول شواطئها.

For further reading, consult resources from the NOAAA Tsunami Program], the ]U.S. Geological Survey’s tsunami page, and the National Centers for Environmental Information tsunami database. These sources provide realtime educational data