310 PRIRODA SVIBANJ-LIPANJ 1984

Ima li tsunamija u Jadranskom moru?

Tsunami je japanska rije, a izvorno znai luki val. Pod Tsunamijem razumijeva se val u moru uzrokovan pomakom morskog dna i povezan s po-javom potresa. Ponekad se upotrebljava i naziv plimni val, ali taj termin upuuje na gibanje u moru sasvim drugaijeg porijekla i ne bi ga valjalo upotrebljavati za opis vala uzrokovanog potresom.

Dva su mogua mehanizma koji uz-rokuju nagli pomak morskog dna i s t im u vezi stvaranje vala u moru (slika 1). U jednom sluaju rasjedanje, koje je povezano s pojavom potresa, oituje se u vertikalnim pomacima dna mora. Nagli pomaci dna izazivaju analogne pomake morske razine, to je uzrokom nastanka vala. U drugom sluaju potres izaziva, odronjavanja na dnu mora, ne nuno u podruju epicentra. Dalje je zbivanje jednako kao i kod prvog mehanizma, a krajnji su rezultat valovi to se iz izvorinog podruja ire morem na sve strane. Bez obzira na to koji je mehanizam u pitanju, za nastanak vala nuno je istovremeno ispuniti nekoliko uvjeta. Potrebno je da arite potresa bude na maloj dubini blizu mora ili u samom podmorju. Potresom mora biti osloboena znatna energija, a pomaci morskog dna moraju imati sasvim od-reene karakteristike. Tek kad je udo-voljeno svim tim zahtjevima, nastat e tsunami. Kratko reeno, svaki tsuna-mi jest uzrokovan potresom, ali svaki potres pa ak ni svaki podmorski potres ne dovodi do pojave tsuna-mija".

Kad ve znamo to je tsunami i koji su mu uzroci, ostaje jo da vidimo kako on izgleda. To je val i j i period, dakle vrijeme izmeu dviju uzastopnih pojava brijega vala u jednoj toki, iznosi oko jedan sat. Udaljenost dvaju susjed-nih bregova vala (tj. valna duljina) mjeri se u desecima ili stotinama kilometara. Brzina vala ovisi o dubini mora: u du-bokim vodama bri je nego u plitkim. Zbog navedenih osobina, ak i val znat-n ih amplituda (10 i vie metara) neza-mjetan je za opaaa na otvorenom

moru. Meutim, nailaskom na obalu val se transformira, esto se i pojaava, pa moe izazvati velike tete. Po uestalosti takvih teta izdvaja se Pacifiki ocean smatra se da oko 80% svih tsunamija otpada na ovo podruje visoke seizmike aktivnosti. Val izazvan potresom 1. travnja 1946. godine u bliz in i Aleutskih otoka trebao je otprilike sedam sati da se proiri Pacifikim oceanom sve do Havaja. Tamo su maksimalne visine vala iznosile 1015 metara. Poginulo je 159 osoba, a 163 je ranjeno. Uniteno je 488 domova, daljnjih 936 je oteeno. Materijalna teta procijenjena je na 25 milijuna dolara. Sve je to potaklo organiziranje sistema za upozoravanje. Takav se sistem osniva na mrei meusobno povezanih seizmografskih i mareografskih postaja. Kad se pojavi potres znatne magnitude sa aritem u podmorju ili nedaleko od mora, seizmolozi upozoravaju mareografske postaje u blizini epicentra na pojaanu budnost. Ako one zamijete val u moru, alje se obavijest ugroenim podrujima kako bi se mogle poduzeti potrebne mjere zatite. Uspjenost ovog sistema pokazala se ve pri kamatskom potresu 4. studenoga 1952. godine: iako je pri tom nastao tsunami vee visine od onog iz 1946. godine, nijedna osoba ni je poginula.

Kakva je situacija u Jadranskom moru? Ovdje postoji nekoliko podruja na kojima se potresi javljaju ee i s ve-

im intenzitetom nego drugdje u Ja-dranu. Jedno takvo podruje je Crno-gorsko primorje. Prema postojeim in-strumentalnim mjerenjima, najjai po-tres na toj lokaciji zbio se 15. travnja 1979. godine u 06h19n-46\ Uz magnitudu 6,8, epicentar blizu obale i arite na dubini 13 km, ovaj je potres, ispunio osnovne uvjete za stvaranje morskog vala. Postoje odreene empirijske rela-cije pomou kojih moemo, poznajui karakteristike potresa, odrediti oblik poetnog poremeaja u moru. U ovom sluaju izraunato je da bi maksimalni poetni pomak morske razine iznosio 3 m, a poetni poremeaj bi se prostirao povrinom dimenzija 60 x 120 km. Treba naglasiti da su to ekstremni iznosi, te moemo oekivati da je stvarni poremeaj bio-manje amplitude i da je zahvatio manju povrinu.

Kako smo ve spomenuli, poetni poremeaj razine mora dovodi do pojave valova koji se zatim ire morem na sve strane. Meutim, gibanje valova u bazenima kao to je jadranski ne slijedi jednostavne zakone. Zbog promjenljive topografije dna i razvedenosti obala, va-lovi -se raznoliko reflektiraju i lome. No, postoji nain da se i u tako kom-pliciranim uvjetima doe do informacije o gibanju valova, a osnova su mu hidrodinamiki numeriki modeli.

Takvi modeli temelje se na numeri-kom rjeavanju diferencijalnih jed-nadbi gibanja i kontinuiteta. Osnovna

Mirko Orli

SI. 1. Ilustracija dvaju moguih mehanizama to dovode do pomaka morskog dna i stvaranja vala u moru: rasjedanje (lijevo) i odronjavanje (desno)

310 PRIRODA SVIBANJ-LIPANJ 1984

Sl. 2. Prikaz gibanju vala u moru u sluaju potresa u Crnogorskom primorju na oznaenoj lokaciji. Vremena nailaska fronte vala dana su u minutama. Ta su vremena odreena na osnovi rezultata hidrodinamikog numerikog modela.

ideja numerikog rjeavanja jest da se promatrani bazen prikae mreom to-aka te da se i vremenski tok zbivanja promatra u tokama konane udaljenosti. Diferencijalne jednadbe u tim se tokama zamijene priblinim jednad-bama, tj. skupinom algebarskih jednadbi koje se uzastopno rjeavaju velik broj puta. Kao rezultat dobivamo vrijednosti zavidnih varijabla (u konkretnom sluaju stanje morske razine i struje u moru) za niz toaka u prostoru i vremenu. Naravno, cijeli se raun, zbog svoje obimnosti, moe izvesti samo uz upotrebu elektronskog raunala.

Ovakav pristup omoguava nam da u numeriki definiranim bazenima, koji predstavljaju realne, uspostavimo poetni poremeaj razine mora i da potom promatramo gibanje valova. Dakle, raspolaemo matematikim numerikim modelom, koji omogu-uje eksperimentiranja prirodnim pro-cesima, slino kao to to' laboratorijski modeli omoguuju isto tehnikim sredstvima. Pri tom valja imati na umu da velik broj prirodnih pojava uope nije mogue oponaati u laboratorijskim uvjetima, te su numeriki modeli jedini nain eksperimentiranja.

Hidrodinamiki numeriki model, koji simulira gibanje potresom uzroko-vanih valova u Jadranskom moru, ra-zvijen je na Geofizikom zavodu u Za-grebu. Pogledajmo neke rezultate tog modela za ranije opisani poetni pore-meaj razine mora u Crnogorskom pri-morju.

Prije svega, razmotrit emo poloaje fronte vala u raznim vremenima nakon potresa (slika 2). U jednakim vremen-skim razmacima val prevaljuje vee udaljenosti u srednjem negoli u sjever-nom Jadranu. Pored toga, val zaostaje u priobalnom podruju, a bre se giba

na otvorenom moru. Sjetimo li se da je brzina gibanja vala proporcionalna dubini mora, lako emo shvatiti ove razlike: u dubljem srednjem Jadranu i na otvorenom moru brzina vala vea je nego u plitkom sjevernom dijelu bazena i u priobalnim vodama. Interesantno je jo uoiti da je valu potrebno 4-5 sati da bi preao podruje Jadrana. Za isto to vrijeme mogao bi prevaliti gotovo cijeli mnogo dulji put od Aleutskih otoka do Havaja, zbog tamonjih velikih dubina. Slika 3 prikazuje kole-banje razine mora u vremenu za Bar, Dubrovnik i Split. U Baru, koji je naj-blii ishoditu morskog vala, najvea je poetna oscilacija, a zatim slijedi niz varijacija razliitih amplituda. Kolebanja u Dubrovniku kasne za onima u Baru, to je i logino, a amplitude su im povremeno znatnih iznosa. U Splitu oscilacije su gotovo nezamjetne. Kako moemo objasniti ove rezultate? Pojava velikih amplituda u Baru i Dubrovniku nakon prolaska prvog poremeaja uzro-kovana je istovremenim nailaskom va-lova to su se viestruko reflektirali od hrvatske i talijanske obale. Male amplitude oscilacija u Splitu tumaimo djelovanjem podmorskog praga na po-tezu Peljeac Gargano, koji kako izgleda reflektira dio vala u juni Jadran i tako titi sjeverni i srednji dio bazena od valova nastalih u junoja-dranskoj kotlini.

Kad jednom raspolaemo rezultatima modela, zanimljivo je razmotriti jesu li izraunate teorijske vrijednosti u skladu s empirijskim podacima. Mareografska mjerenja, koja pruaju informaciju o kolebanju razine mora, obavljaju se u naoj zemlji tijekom posljednjih 55 godina. Ve opisan crnogorski potres bio je najjai koji se zbio na podruju Jadrana u tom razdoblju. Ovim potresom doista je izazvan morski val: njegova visina na mareografskoj postaji Bar iznosila je 20 25 cm, nekoliko centimetara zabiljeeno je u Dubrovniku, dok se u Splitu vie nije mogao utvrditi nikakav poremeaj. Opaamo da su ove izmjerene vrijednosti manje od izraunatih iznosa. Budui da smo

modelirali ekstremnu situaciju, ovakvo se odstupanje moglo oekivati. Inae, kolebanja morske razine potvruju os-novne zakljuke to su dobiveni anali-zom rezultata modela.

Kako mareografska mjerenja ne seu daleko u prolost, za upoznavanje davnih potresa i s n j ima povezanih valova u moru valja se obratiti starim tekstovima. Iz jednog kataloga koji je sastavljen na temelju povijesnih izvora razabire se da je u Jadranu, tokom zadnjih etiriju tisuljea, zabiljeeno dvadesetak sluajeva valova uzrokovanih potresom. Polovica toga javila se du albanske obale. Svi su ti valovi bili umjerenih visina, jaine tri do etiri stupnja na skali koja broji est stupnjeva. Uinak takvih valova lijepo se razabire iz opisa najpoznatijeg od njih, onog iz 1667. godine, to je koincidirao s velikim potresom u Dubrovniku. Zapisano je da je voda iz dubrovake luke -tri puta uzmakla, tako da je brod na dno pao i udario, a svaki put je voda toliko silom natrag navalila, kao da e brod prevaliti. Izvjetaji iz sjevernijih dalmatinskih mjesta ne spominju pojavu izuzetnih valova.

Na kraju, vratimo se pitanju postav-ljenom u naslovu ovog lanka: ima li tsunamija u Jadranskom moru? Iz svega to je izloeno moe se zakljuiti da se takvi valovi doista povremeno javljaju. Meutim, za najjae potrese zabiljeene do sada u jadranskom podmorju morski valovi bili bi znatnih amplituda samo blizu izvorinog podruja, dok bi na veim udaljenostima proli nezamjetno. Takve osobine tsunamija u Jadranu potvruju i povijesni zapisi, pa stoga izostaje senzacionalistiki prizvuk to prati istovrsne valove, na primjer, u Pacifiku. No, gubitak na senza-cionalnosti znai ujedno dobitak na udobnosti ivljenja u naem primorju, a to je nesumnjivo vanije.

Sl. 3. Ekstremna odstupanja razine mora od srednje razine, na tri postaje. Potres je u Crnogorskom primorju, isti onaj sa slike 2. Vrijednosti su dobivene pomou hidrodinamikog numerikog modela.