Come funziona uno tsunami?

Tsunami!

(Foto: Grolier)

Da qualche parte lungo il vasto fondo dell’oceano, una colossale placca di crosta oceanica si sforza di immergersi sotto un’altra. Si scontra con un ostacolo e la pressione aumenta. Poi, con una scossa tremenda, le placche scivolano. La forza scuote la Terra e scuote l’acqua dell’oceano sopra di essa. Nasce uno tsunami.
Gli tsunami sono onde oceaniche violente che possono essere veramente gigantesche. Possono viaggiare attraverso l’oceano con la velocità di un jet di linea, poi salire ad altezze di 30 piedi (9 metri) o più prima di schiantarsi sulla riva e precipitare lontano nell’entroterra.
La potenza impressionante degli tsunami può avere conseguenze mortali. Nel secolo scorso, gli tsunami hanno ucciso più di 50.000 persone. Solo nel 1992 e nel 1993, grandi tsunami hanno colpito il Nicaragua, l’Indonesia e il Giappone, con un bilancio complessivo di 2.000 morti. Il 17 luglio 1998, un terremoto al largo della costa di Papua Nuova Guinea ha scatenato tre devastanti tsunami, ciascuno alto da 9 a 12 metri. Le onde massicce annientarono diversi villaggi dell’isola e uccisero circa 2.200 persone; altre migliaia rimasero ferite.
Cos’è uno tsunami?
Gli tsunami sono popolarmente conosciuti come “onde di marea”, anche se non hanno nulla a che fare con le maree. Un po’ più accurata è la traduzione del termine giapponese tsunami: “onda portuale”. Il nome si riferisce al modo in cui queste onde possono riempire e travolgere un intero porto, come hanno fatto molte volte nella storia del Giappone. Infatti, le isole del Giappone sono state colpite da più tsunami di qualsiasi altro paese.
Molti scienziati usano il termine onda sismica per descrivere gli tsunami, poiché queste onde sono spesso create dall’attività sismica, o terremoto, lungo il fondo dell’oceano. Gli tsunami possono anche nascere da un improvviso e massiccio movimento sottomarino, come una frana o un’eruzione vulcanica.
Gli tsunami possono verificarsi in qualsiasi oceano. Tuttavia, è più probabile che si verifichino nel cosiddetto “anello di fuoco” dell’Oceano Pacifico. Questo “anello”, che circonda gran parte del Pacifico, segna un’area di grande instabilità nella crosta terrestre.
Anatomia di un killer
Che si tratti di un terremoto sottomarino, di una frana o di un’eruzione vulcanica, l’evento che scatena uno tsunami dura in genere pochi secondi o, al massimo, un minuto o due. Eppure gli tsunami che ne derivano possono continuare a colpire le coste vicine per ore, e quelle lontane per giorni. Infatti, uno tsunami è raramente un fenomeno di un solo colpo.
Come un singolo sasso gettato in un lago crea molte increspature che si diffondono dall’impatto, la forza che genera gli tsunami invia una serie di onde d’urto sottomarine. Ma questa forza non è un singolo punto, come la roccia. La linea di faglia su cui è centrato un terremoto può estendersi per centinaia di miglia. In un terremoto che forma uno tsunami, il terreno su un lato di una linea di faglia si solleva o affonda improvvisamente. Anche tutta l’acqua sovrastante si alza o si abbassa, formando un punto alto (chiamato cresta dell’onda) o basso (depressione dell’onda) nell’acqua. In questo modo, ogni sussulto o scossa del terremoto invia un altro fronte di tsunami.
Nelle acque molto profonde dell’oceano aperto, gli tsunami viaggiano rapidamente e si diffondono gli uni dagli altri. La distanza all’interno di una serie di onde sismiche può arrivare fino a 100 miglia (160 chilometri).
Uno tsunami appena nato che viaggia in mare aperto è praticamente invisibile. La superficie dell’oceano generalmente si alza e si abbassa solo di pochi centimetri – o al massimo di pochi piedi – tra la cresta e la depressione dell’onda. Di conseguenza, gli tsunami non possono essere individuati in modo affidabile dagli aerei. Anche gli osservatori su una nave difficilmente sentirebbero il passaggio dell’onda sotto di loro, perché il grosso di uno tsunami si trova sotto la superficie. L’ascesa e la caduta della sua onda arriva fino al fondo del mare.
Importante, gli tsunami non si spengono dopo aver viaggiato per una breve distanza (come potrebbe fare un’onda superficiale soffiata dal vento). L’energia dell’onda sismica è massima alla sua sorgente e diminuisce mentre viaggia. Ma quell’esplosione iniziale di energia è spesso così grande che anche una cosiddetta onda sismica “diminuita” può fare una grande quantità di danni.
Considera, per esempio, un terremoto del 1960 al largo della costa del Cile, che registrò 8,9 sulla scala Richter. Creò tsunami che raggiunsero altezze fino a 35 piedi (10,7 metri) lungo gran parte della costa cilena. Le onde si sono anche dirette verso est attraverso l’oceano aperto. Quindici ore dopo, hanno colpito Hilo, Hawaii, uccidendo 61 persone e ferendone 282. Otto ore dopo, questa stessa serie di onde ha raggiunto Hokkaido e Honshu, in Giappone. A quel punto, hanno raggiunto “solo” da 12 a 20 piedi (da 3,7 a 6 metri) di altezza – abbastanza per uccidere più di 180 persone, lasciare 500.000 persone senza casa e causare più di 400 milioni di dollari di danni alle proprietà. In effetti, l’energia di questa serie di tsunami era così grande che onde misurabili hanno continuato a riverberare avanti e indietro attraverso il Pacifico per più di una settimana.
La velocità degli tsunami può essere sorprendente. In oceano aperto, viaggiano generalmente più di 500 miglia (800 chilometri) all’ora. Nelle parti più profonde, questa velocità aumenta fino a quasi 600 miglia (960 chilometri) all’ora. Di conseguenza, possono attraversare l’intero Oceano Pacifico in meno di 24 ore.
Uno tsunami è costretto a rallentare solo quando si avvicina alla costa. Sfortunatamente, questo è il momento in cui diventa pericoloso! Vicino alla costa, il fondo dell’oceano profondo si alza per incontrare la spiaggia. Quando la parte anteriore dello tsunami raggiunge questa zona poco profonda, l’attrito creato dall’acqua che sale sul fondo dell’oceano che si innalza rallenta l’acqua nel bordo anteriore dell’onda. Nel frattempo, la parte posteriore dell’onda può trovarsi molte miglia dietro, in acque profonde, viaggiando ancora a grande velocità, come le onde che verranno.
Questo rallentamento del bordo d’attacco della prima onda innesca un “pile-up” – non diverso da quello che si vede quando una macchina rallenta improvvisamente su un’autostrada affollata. Il resto dell’onda, e forse l’onda dietro di essa, si raggruppano. L’acqua non ha altro posto dove andare che verso l’alto.
Alcuni degli tsunami più massicci rientrano di 9 metri o più sopra la superficie dell’acqua. Ci sono stati persino resoconti storici di tsunami alti più di 30 metri, come un edificio di 10 piani! Quando colpisce la riva, uno tsunami può aver rallentato fino a 48 chilometri all’ora. Quello che gli manca in velocità, lo recupera in potenza. Un tipico tsunami può scaricare più di 100.000 tonnellate d’acqua per 1,5 metri di costa. Può diffondere le sue braccia d’acqua per 1 miglio (1,6 chilometri) o più – a seconda delle caratteristiche che si trovano sott’acqua e sulla terraferma, che possono aiutare a comprimere o allargare l’onda – e raggiungere più di 1.000 piedi (300 metri) nell’entroterra, distruggendo edifici e scagliando barche, auto, massi e altri oggetti con facilità. Questa zona costiera vulnerabile è chiamata zona d’inondazione.
Gli tsunami fanno tipicamente i maggiori danni nelle zone costiere che si trovano più vicine al loro luogo d’origine – entro 30-60 minuti del tempo di viaggio dello tsunami. Se l’epicentro del terremoto è abbastanza vicino alla costa da far sentire lo scuotimento, qualsiasi tsunami risultante colpirà entro pochi secondi o minuti.
I momenti appena prima che uno tsunami colpisca possono essere un momento di calma inquietante. In alcuni luoghi, l’acqua comincia a salire lentamente ma inesorabilmente. In altri, l’acqua si allontana dalla costa. In alcuni casi, i porti e le baie si svuotano completamente dell’acqua. Questo accade se il trogolo dell’onda viaggia davanti alla cresta. La tentazione di esplorare un fondo oceanico così scoperto può essere mortale. Questo è stato il caso quando folle di curiosi hanno camminato nel porto svuotato di Lisbona, Portogallo, prima che uno tsunami colpisse nel 1755; e di nuovo al largo della costa di Hilo, Hawaii, nel 1946.
Una mossa molto più saggia sarebbe stata quella di correre in alto, il più lontano possibile nell’entroterra. Ma la fuga non è sempre possibile. Nel 1992, le onde dello tsunami si sono schiantate sulla parte anteriore di un’isola indonesiana, si sono divise in due per avvolgere l’isola, e poi si sono ricombinate per distruggere due villaggi sul lato sottovento presumibilmente sicuro.
Sicurezza dello tsunami
La potenza di uno tsunami è oggetto di leggenda. Alcuni credono che uno tsunami abbia spazzato via la mitica città di Atlantide. Un’altra teoria sostiene che sia stata la fase iniziale di svuotamento del porto di uno tsunami la vera forza dietro la separazione del Mar Rosso da parte di Mosè. È stato anche suggerito che gli tsunami giganti, generati dall’impatto di un gigantesco asteroide, abbiano aiutato ad uccidere i dinosauri del mondo.
Nonostante la tecnologia moderna, gli esseri umani non sono molto meglio dei dinosauri quando si tratta di evitare gli tsunami. L’unica cosa che la gente può fare è togliersi di mezzo, e in fretta! Molte comunità costiere, specialmente quelle lungo l’anello di fuoco, hanno sviluppato piani di evacuazione per gli tsunami. Il loro scopo è quello di allontanare le persone dalle spiagge e dalle aree costiere basse e portarle su un terreno più alto. Il Pacific Tsunami Warning Center è stato costruito nel 1948. Raccoglie dati sismici da 26 paesi membri e da un certo numero di altri partecipanti non membri via satellite, e tiene d’occhio 24 ore al giorno qualsiasi scuotimento sospetto che potrebbe innescare tsunami. Un secondo centro di allarme, a Palmer, in Alaska, studia l’attività sismica locale che potrebbe innescare tsunami diretti verso le coste di British Columbia, Washington, Oregon e California.
Quando i sismometri rilevano un terremoto di magnitudo 7,5 o superiore vicino o sotto l’oceano, i centri di allarme inviano un primo allarme a tutte le autorità locali entro tre ore dal tempo di percorrenza dello tsunami. Una volta che l’allarme è partito, la protezione civile o le autorità locali devono decidere se e come evacuare le aree costiere.
Nel frattempo, i centri di allarme iniziano a monitorare i livelli dell’acqua, utilizzando il sistema di stazioni mareografiche dell’U.S. National Ocean Survey, che si trovano lungo le coste e nei porti e nelle baie. I cambiamenti nelle maree locali permettono ai centri di allarme di determinare se uno tsunami è stato effettivamente generato, e quanto grande potrebbe essere.
Gli scienziati stanno anche lavorando allo sviluppo di metodi per rilevare il movimento dello tsunami nell’oceano. Si stanno testando dei sensori di profondità che misurano ciascuno il peso della colonna d’acqua sopra di loro. I cambiamenti in questo peso potrebbero indicare che la cresta di uno tsunami è passata.
Fortunatamente, non c’è stato un terremoto che abbia causato uno tsunami in tutto il Pacifico dal 1960. Questo non significa che non ci siano stati tsunami recenti. Infatti, dal 1992, circa 3.000 persone sono morte in tsunami locali. Nel luglio 1993, per esempio, un terremoto di magnitudo 7,8 al largo della costa del Giappone ha prodotto uno tsunami alto 10,7 metri, che ha distrutto l’isola di Okushiri, isola di pescatori e di villeggiatura, al largo della costa occidentale di Hokkaido. Le onde uccisero almeno 120 residenti, rovesciarono un faro di cemento e lasciarono alghe appese alle linee elettriche.

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