Tsunamin synty

Tsunami syntyy, kun meressä oleva vesipatsas saatetaan epätasapainoon. Tähän vaaditaan pystysuuntainen merenpohjan liike. Tsunamit syntyvät yleisimmin laattarajojen subduktiovyöhykkeillä, joissa maan kuoren muodostavat litosfäärilaatat työntyvät toistensa alle – merellinen laatta mantereisen laatan alle tai merellinen toisen merellisen laatan alle. Kuvassa 1a merellinen laatta A työntyy toisen merellisen laatan B alle, samalla taivuttaen laatan B reunaa mukanaan. Laatan B reunaan syntyy jännitystila. Kun tämä jännitystila äkillisesti purkautuu ja laatan B reuna ponnahtaa nopeasti takaisin ylöspäin (Kuva 1b), syntyy maanjäristys. Laatan B ylöspäin nouseva reuna nostaa samalla yläpuolellaan olevaa vesimassaa, johon syntynyt epävakaa tila (potentiaalienergian kasvu) pyrkii tasoittumaan (muuttumaan liike-energiaksi), ja aiheuttaa aaltosarjan liikkeellelähdön.

subduktioKuva 1. Maanjäristyksen (subduktiovyöhykkeellä) aiheuttaman tsunamin synty. a) Merellinen laatta A työntyy toisen merellisen laatan B taivuttaen samalla laatan B reunaa. b) Maanjäristyksessä laatan B reunaan syntynyt jännitystila laukeaa, ja se ponnahtaa takaisin ylöspäin. Samalla sen yläpuolella oleva vesimassa nousee ylöspäin ja joutuu epävakaaseen tilaan, mikä pyrkii tasoittumaan ja aiheuttaa siten tsunamiaallon.

 

 

 

 

 

Vaikka syntyvän tsunamin koko riippuu merenpohjana liikkeen määrästä, ei maanjäristyksen koko (magnitudi) suoraan kerro mahdollisesti syntyvän tsunamin kokoa; syntyvän tsunamin koko riippuu myös maanjäristyksen syvyydestä sekä sen mekanismista eli siitä, miten maanjäristyksen voimakkuus jakaantuu pystysuoraan ja vaakasuoraan liikeeseen. Tämän takia mahdollisen tsunamin koon arvioiminen nopeasti maanjäristyksen jälkeen on epävarmaa.

Tsunami voi syntyä myös merenalaisen maanvyörymän aiheuttamana (Kuva 2a). Liikkeelle lähtevän maamassan yläpuolella oleva vesipatsas vajoaa alaspäin, kun taas vieressä oleva vesipatsas – jonka kohdalle maamassa vajoaa – joutuu koholle (Kuva 2b). Vajoama ja kohoama pyrkivät tasoittumaan ja aiheuttavat samalla tsunamin. Merenalaiset maanvyöryt esiintyvät yleensä mannerrinteillä, joilla mannerjalusta vaihettuu syvänmeren tasanteeksi, sekä alueilla, joissa sedimentin kertyminen meren pohjalle on merkittävää, esimerkiksi suurten jokien delta-alueilla. Vaikka maanjäristys itsessään ei synnyttäisi tsunamia, se saattaa laukaista tsunamin aiheuttavan maanvyöryn. Tämänkin takia tsunamien synnyn ennakointi on hankalaa.

mannerrinneKuva 2. Merenalaisen maanvyöryn aiheuttaman tsunamin synty. a) Liian jyrkäksi kertyneen sedimentin reuna romahtaa rinnettä alas omasta painostaan tai maanjäristyksen laukaisemana. b) Kohdalla, josta sedimentti on siirtynyt pois, yläpuolella oleva vesimassa laskee, ja vieressä, kohdassa johon sedimentti on vyörynyt, oleva vesimassa nousee. Vesimassaan syntyy epävakaa tila, joka pyrkii tasoittumaan ja aiheuttaa tsunamin liikkeellelähdön.

 

 

 

 

 

Maanjäristysten ja maanvyöryjen lisäksi tsunameita voi aiheuttaa vulkaaninen toiminta: tulivuoren purkauksesta syntyvän materiaalin syöksyminen mereen, tulivuoren romahtaminen purkauksen jälkeen tai tarpeeksi suuri merenalainen purkaus.

Johtuen moninaisista mahdollisista syntytavoista, esiintyy tsunameja kaikilla isoilla merillä ympäri maapallon. Tsunamien yleisyys Tyynellämerellä johtuu Tyyntämerta ympäröivästä nk. tulikehästä, eli Tyyntämerta ympäröivistä lukuisista subduktiovyöhykkeistä, saarikaarista ja tektonisesti aktiivisista vuoriketjuista (Kuva 3). Yksi suurimmista tunnetuista tsunameista ja maanvyöryistä tapahtui noin 8 200 vuotta sitten kuitenkin Norjan länsirannikon edustalla. Arviolta 3 500 km³ merenpohjan materiaalia lähti liikkeelle aiheuttaen valtavan tsunamin, joka Norjan rannikolla maalle saapuessaan nousi ainakin 20 metrin korkeuteen. Myös vaikutuksiltaan paikallisiksi jäävät tsunamit ovat mahdollisia alueilla, joilla rantatörmä on jyrkkä (esimerkiksi vuonot), ja joilla suuret maanvyörymät mereen ovat täten mahdollisia. Näiden aiheuttama tuho voi paikallisuudestaan huolimatta olla huomattavaa.

tulirinki


Kuva 3: Maapallon maanjäristykset 1900-2004 (magnitudi yli 5).