В одно из воскресений 2022 года океанолог Михаил Носов был за городом, где едва ловила связь, а телефон не переставал вибрировать. Коллега присылал сообщение за сообщением: где-то возникло цунами со странным поведением. По мере удаления от источника волна не затухала, а, наоборот, набирала силу.
Носов профессионально изучает цунами, но добраться до данных смог только по возвращении в Москву. Выяснилось, что взорвался вулкан Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай, и это событие сломало базовое правило, на которое каждый день опираются службы раннего предупреждения.
Логика таких расчетов проста: зная координаты очага и скорость движения волны по океану, ученые легко вычисляют время ее удара о побережье. Однако если бы систему оповещения запустили по стандартному алгоритму от кратера Тонга, она опоздала бы на несколько часов. Волна пришла намного раньше.
Виновницей оказалась вторая волна — воздушная. В момент колоссального взрыва ударная волна в атмосфере помчалась над Тихим океаном со скоростью около 312 метров в секунду (примерно 1100 километров в час). С такой же скоростью океаническое цунами идет над глубоководными желобами.
Это похоже на раскачивание качелей. Если толкать их невпопад, амплитуда едва изменится. Но если попадать точно в такт, каждый толчок усиливает предыдущий. Воздушная и водная волны двигались синхронно. Проносясь над океаном, атмосферный фронт разгонял воду ровно в том ритме, в котором ей свойственно колебаться, и на отдельных участках с огромной эффективностью порождал гравитационные волны.
Получается, цунами стартовало не только из кратера. Волна непрерывно рождалась по всей траектории движения, далеко опережая водные массы, выплеснутые из эпицентра. По словам Носова, очаг оказался распределенным и опережал само цунами на целые часы.
В 2022 году группа исследователей под руководством Р. Омиры опубликовала расчеты в журнале Nature. Ученые сопоставили реальные данные с гипотетической моделью, где волна расходится из одной точки. Настоящее цунами двигалось в 1,5–2,5 раза быстрее и пересекло Тихий, Атлантический и Индийский океаны меньше чем за 20 часов.
Дальше последовал эффект, который Носов называет парадоксальным на первый взгляд. Его научная группа анализировала физические модели и показания станций DART в открытом океане и DONET у берегов Японии. Прохождение волны давления зафиксировали и донные датчики, и атмосферные барографы над ними.
Оказалось, что колебания давления, которые регистрируются на дне океана, они имеют большую амплитуду, чем колебания давления, которые регистрируются в атмосфере.
— Михаил Носов, «Основа», 75:46
Разница составила около двух раз. Казалось бы, толща воды в несколько километров должна надежно гасить любые возмущения на поверхности. Но в условиях резонанса все сработало ровно наоборот — это подтвердили и натурные замеры, и теоретические модели.
Ситуация напоминает извержение Кракатау в 1883 году. Картина была схожей: мощный взрыв вулкана и рухнувший кратер, куда устремилась морская вода. Правда, приборы тогда были механическими — перьевые барографы чертили кривые давления на вращающихся барабанах, а мареографы отмечали уровень моря. И все же они зафиксировали волны даже в далекой Атлантике.
В 2022 году за происходящим следила уже вся планета: спутники вели съемку с орбиты, наземные барографы и донные сенсоры вели непрерывную запись. Барометры встроены даже в обычные смартфоны, а воздушная волна обогнула Землю неоднократно, поэтому сигнал от взрыва смогли поймать даже рядовые гаджеты. Высокоточные приборы четко выделили ее четыре раза (в случае с Кракатау, по словам Носова, упоминают семь кругов). На спутниковых снимках отчетливо видно расходящееся кольцо ударного фронта и поднимающийся в его центре столб пепла.
Что теперь делать с системами оповещения? Готового универсального решения Носов не предлагает. Главный вывод проще: вулкан способен порождать движущийся очаг, который мчится вместе с волной. Если рассчитывать угрозу только от координат кратера, часы оповещения гарантированно соврут на целые часы.
