از موج‌های آرام تا امواج عظیم؛ تفاوت میان جزر و مد و سونامی

امواج جزر و مدی و سونامی‌ها، دو نوع از قدرتمندترین امواج زمین هستند که اغلب میان مردم به اشتباه گرفته می‌شوند. شاید در باور عامیانه، این اصطلاحات به‌جای یکدیگر استفاده ‌شوند؛ اما از لحاظ علمی، این دو دلایل شکل‌گیری متفاوتی دارند و هرکدام ویژگی‌ها و اثرات مختلفی بر محیط و زندگی انسان‌ها باقی می‌گذارند. امواج جزر و مدی در اثر تاثیر گرانشی ماه و خورشید بر سطح آب به وجود می‌آیند؛ در حالی که سونامی‌ها به‌دلیل زلزله‌ها یا فعالیت‌های آتشفشانی در زیر دریا شکل می‌گیرند.

«کوستاس سینولاکیس» (Costas Synolakis)، مدیر مرکز پژوهش‌های سونامی در «دانشگاه کالیفرنیای جنوبی» (University of Southern California)، در گفت‌وگو با «لایو ساینس» (Live Science) به این موضوع اشاره کرده است که، اصطلاح موج جزر و مدی تا پیش از سونامی اقیانوس هند در سال ۲۰۰۴ میلادی، میان مردم بسیار رایج بود و عموم مردم سونامی‌ها را با جزر و مدهایی اشتباه می‌گرفتند که در پیش‌روی و عقب‌نشینی سرعت بالایی داشتند. تا اینکه در سال ۲۰۰۴، پژوهشگران پس از مشاهده ویدئوهای متعددی از سونامی در اندونزی و تایلند، متوجه شدند که سونامی‌های عظیم، هیچ شباهتی به جزر و مد ندارند.  

با تفاوت جزر و مد و سونامی‌ بیشتر آشنا شویم:

• شکل‌گیری جزر و مد
• شکل‌گیری سونامی
• سیستم‌های هشدار سونامی

شکل‌گیری جزر و مد

«جزر و مد» نتیجه تعامل گرانشی میان زمین، ماه و تا حدی خورشید است. این تعاملات گرانشی باعث تغییر سطح آب دریاها و اقیانوس‌ها می‌شوند و الگوهای جزر و مدی را شکل می‌دهند. این امواج که در چرخه‌های روزانه اتفاق می‌افتند، نقش مهمی در زندگی ساحلی دارند و از پدیده‌های طبیعی و قابل پیش‌بینی زمین محسوب می‌شوند. 

_{منبع عکس: americanoceans.org. عکاس: نامشخص}

جزر و مد در زمان ماه نو (زمانی که ماه بین زمین و خورشید قرار دارد) و در زمان ماه کامل (زمانی که زمین بین ماه و خورشید قرار می‌گیرد) به بالاترین حد خود می‌رسد. ارتباط مستقیم پدیده جزر و مد با مراحل مختلف ماه، از جمله ماه کامل و ماه نو، به دانشمندان و ساکنان مناطق ساحلی کمک می‌کند تا زمان و شدت امواج جزر و مدی را با دقت پیش‌بینی کنند و تاثیرات مخرب کمتری بر زندگی و محیط انسان‌ها داشته باشند.

جزر و مد، نتیجه نیروی گرانشی ماه است و بیشترین تاثیر را بر مناطقی از زمین وارد می‌کند که به ماه نزدیک‌تر هستند. در این فرایند آب به‌سمت ماه کشیده می‌شود و سطح دریا افزایش پیدا می‌کند. در سمت مخالف زمین نیز، نسبت به ماه، برآمدگی دیگری شکل می‌گیرد که ناشی از اینرسی (تمایل طبیعی یک جسم متحرک به حفظ حرکت خود یا یک جسم ساکن به حفظ سکون) است. در این حالت، آب از ماه دور می‌شود. این دو برآمدگی (یکی سمت ماه و دیگری در سمت مخالف آن) علت اصلی جزر و مدهای روزانه زمین به شمار می‌آیند.  

دو برآمدگی ناشی از گرانش ماه و اینرسی، همراه با چرخش زمین و مدار ماه، در دورتادور زمین رخ می‌دهند. بدین‌ترتیب بیشتر مناطق کره زمین، هر ۲۴ ساعت و ۵۰ دقیقه، دو بار جزر و مد بالا را تجربه کنند. در مقابل، جزر و مد پایین زمانی رخ می‌دهد که مناطق در بین نزدیک‌ترین و دورترین نقاط نسبت به ماه قرار دارند. در این حالت، نیروهای گرانشی به‌طور مساوی توزیع می‌شود و سطح آب در آن مناطق به پایین‌ترین حد خود می‌رسد.

یک موج جزر و مدی، ممکن است هزاران کیلومتر امتداد داشته باشد. در بسیاری از موارد، این امواج کوچک هستند؛ اما ویژگی‌های جغرافیایی خاص، مانند ورودی‌های باریک و دهانه رودخانه‌ها، می‌توانند انرژی جزر و مد را متمرکز و در برخی مناطق امواج عظیمی ایجاد کنند. در مناطقی با این ویژگی‌های جغرافیایی، امواج جزر و مدی عظیمی شکل می‌گیرند که ممکن است ارتفاع زیادی پیدا کنند. این پدیده‌ها، علاوه بر ایجاد مناظر طبیعی منحصر به‌ فرد، در برخی موارد می‌توانند تاثیرات قابل ‌توجهی بر حمل‌ و نقل دریایی و اکوسیستم‌های محلی داشته باشند.

شکل‌گیری سونامی

زلزله‌های زیر آب در نواحی فروکش، جایی که یک صفحه قاره‌ای زیر صفحه دیگر می‌لغزد، اغلب باعث سونامی‌های بزرگ می‌شوند. این نوع زلزله‌ها زمانی که ۶٫۵ ریشتر یا بیشتر شدت دارند و در عمق‌های نسبتا کم اتفاق می‌افتند، پوسته زمین را به‌طور چشمگیری جابه‌جا می‌کنند و موجب تشکیل سونامی‌های عظیم می‌شوند.

_{منبع عکس: nationalgeographic؛ عکاس: Tamon Suzuki}

علاوه بر زلزله‌ها، آتشفشان‌ها و رانش‌های زمین نیز در ایجاد سونامی‌ها نقش مهمی ایفا می‌کنند. این رویدادها، چه در زیر آب و چه در خشکی‌های مجاور اقیانوس، موجب جابه‌جایی مقادیر زیادی مواد مذاب و سنگ‌ها می‌شوند و موج‌های عظیمی به‌ وجود می‌آورند. این فرآیندها می‌توانند در مدت ‌زمانی کوتاه تاثیرات جدی بر محیط‌های ساحلی بگذارند. به گفته سینولاکیس، این رویدادهای طبیعی ممکن است، در سیستم‌های شناسایی اولیه قابل تشخیص نباشند؛ زیرا بسیاری از آن‌ها به‌طور ناگهانی رخ می‌دهند و پیش‌بینی آن‌ها دشوار است.

نیروی ناشی از رویدادهایی مانند زلزله‌ها، آتشفشان‌ها یا رانش‌های زمین باعث جابه‌جایی مقدار زیاد آب می‌شوند و انرژی عظیمی تولید می‌کنند. در نهایت انرژی ناشی از این جابه‌جایی، به ‌طور طبیعی به امواج سونامی تبدیل می‌شوند که می‌توانند مسافت‌های طولانی را طی کنند و به مناطق دورافتاده برسند.

سونامی‌ها می‌توانند بسته به بزرگی رویداد و موقعیت وقوع، محلی، منطقه‌ای یا دوردست باشند. اگر رویداد نزدیک به سواحل رخ دهد، سونامی‌ها معمولا به سرعت و با شدت بالا به ساحل می‌رسند. در مواردی دیگر، سونامی‌ها می‌توانند هزاران کیلومتر دورتر از محل وقوع رویداد ایجاد شوند و تاثیرات گسترده‌ای بر مناطق ساحلی دورافتاده داشته باشند.

سونامی‌ها ممکن است در ابتدا به ‌سختی قابل‌مشاهده باشند و فقط سطح دریا را به‌اندازه چند سانتی‌متر بالا ببرند. با این حال، این امواج می‌توانند با سرعت‌های بسیار بالای حدود ۸۰۰ کیلومتر در ساعت حرکت کنند. مدت زمان وقوع سونامی‌ها می‌تواند از چند دقیقه تا دو ساعت متغیر باشد و در واقع مدت زمان و سرعت سونامی، به عواملی نظیر اندازه و شدت رویداد اولیه و ویژگی‌های جغرافیایی محل بستگی دارد.

زمانی که این امواج به سواحل نزدیک می‌شوند، عمق کم در نزدیکی خشکی باعث کند شدن سرعت آن‌ها می‌شود؛ اما در عوض ارتفاع‌شان افزایش می‌یابد؛ چراکه امواج بعدی که پس از موج ابتدایی به ساحل نزدیک می‌شوند، نیروی بیشتری به موج ابتدایی وارد می‌کنند و در نتیجه یک دیوار عظیم از آب شکل می‌گیرد. این پدیده موجب می‌شود که هنگام برخورد سونامی با خشکی، امواج به‌طور خطرناکی بلند شوند و خسارات فراوانی ایجاد کنند.

سیستم‌های هشدار سونامی

سونامی‌ها به‌دلیل غیرقابل پیش‌بینی بودنشان، چالش بزرگی برای مناطق ساحلی محسوب می‌شوند. در بسیاری از موارد، افراد تنها چند دقیقه فرصت دارند تا به مناطق مرتفع پناه ببرند. شدت برخی از بزرگ‌ترین سونامی‌ها به حدی است که چندین کیلومتر درون خشکی را در خود فرو می‌برند و خسارات جبران‌ناپذیری به جان و مال مردم وارد می‌کنند.

سونامی ویرانگر اقیانوس هند در سال ۲۰۰۴ میلادی، نزدیک به ۲۳۰,۰۰۰ نفر را به کام مرگ کشاند و همین امر باعث شد تا مسئولان استفاده از سیستم‌های هشدار زود هنگام را جدی بگیرند. پس از این فاجعه، حسگرهای پیشرفته‌ای در بستر دریا و مناطق پرخطر نصب شدند تا امواج غیرعادی را شناسایی و هشدارهای لازم را با سرعت بیشتری ارسال کنند. این فناوری‌ها نقش مهمی در کاهش تلفات و افزایش آمادگی در برابر چنین رویدادهای طبیعی ایفا می‌کنند.

_{منبع عکس: وب‌سایت noaa.gov؛ عکاس: نامشخص}

سونامی‌ها به‌وسیله «سیستم ارزیابی و گزارش‌دهی سونامی در اعماق اقیانوس» (Deep-ocean Assessment and Reporting of Tsunamis | DART) شناسایی می‌شوند. این سیستم از شبکه‌ای از شناورها تشکیل شده است که به ثبت ‌کننده‌های فشار در کف اقیانوس متصل هستند. ثبت ‌کننده‌ها تغییرات فشار ناشی از امواج سونامی را اندازه‌گیری کرده و داده‌ها را به شناورها در سطح دریا ارسال می‌کنند. سپس این داده‌ها از طریق ماهواره‌ها به مراکز هشدار منتقل می‌شوند تا هشدارهای لازم صادر شوند.

به گفته «کوستاس سینولاکیس»، با وجود پیشرفت‌های این سیستم، هنوز کاستی‌هایی در آن وجود دارد. پوشش کامل همه مناطق پرخطر امکان‌پذیر نیست و برخی رویدادهای کوچک‌تر یا غیرمعمول ممکن است شناسایی نشوند؛ بنابراین همچنان، نیاز به بهبود و توسعه سیستم‌های هشداردهی برای کاهش خسارات جانی و مالی در برابر سونامی‌ها احساس می‌شود.

کوستاس سینولاکیس، مدیر مرکز پژوهش‌های سونامی، درباره محدودیت‌های سیستم (DART) اظهار داشت:

این شبکه فقط اقیانوس‌های آرام و هند را پوشش می‌دهد و در حال حاضر، حدود ۵۰ دستگاه دارد که در هر لحظه تنها نیمی از آن‌ها فعال هستند. این کمبود تجهیزات تاثیر مستقیمی بر دقت و اثربخشی هشدارهای سونامی دارد، به ‌ویژه برای شناسایی رویدادهای سریع و غیرمنتظره عملکرد دقیقی از خود نشان نمی‌دهند.

او تاکید کرد که برای داشتن یک سیستم هشداردهی موثر و دقیق، حداقل به ۱۵۰ دستگاه نیاز است که به ‌طور گسترده در سراسر اقیانوس‌های جهان توزیع شوند. این افزایش نه ‌تنها پوشش بهتری ارائه می‌دهد، بلکه زمان واکنش و هشدار را نیز بهبود می‌بخشد و می‌تواند جان هزاران نفر را در برابر فجایع احتمالی نجات دهد.

_{منبع عکس: سایت nctr.pmel.noaa.gov. عکاس: نامشخص}

شما هم اگر اطلاعاتی در خصوص موج‌های سونامی و جزر و مد دارید، خوشحال می‌شویم با مخاطبان کجارو در میان بگذارید.

_{منبع عکس کاور: سایت weather.com. عکاس: نامشخص}