ИСТИНА

Во время катастрофического землетрясения и цунами Тохоку 11.03.2011 глубоководными станциями DONET были зарегистрированы свободные гравитационные волны с амплитудой 1-2 см и периодом порядка 50-150 с, наблюдавшиеся вскоре после прохождения поверхностных сейсмических волн через область постановки станций [1]. В связи с тем, что эти свободные гравитационные волны наблюдались более чем за час до прихода лидирующей волны цунами, мы называем их предшественниками цунами. В работе [1] мы высказали предположение, что физический механизм генерации этих волн существенно динамический. Иными словами их амплитуда определяется не остаточными смещениями дна после прохождения поверхностной сейсмической волны, а амплитудой колебаний дна непосредственно во время прохождения сейсмической волны. Кроме того, в работе [1] мы привели теоретические оценки, показывающие, что возникновение этих волн связано с колебаниями подводных склонов, находящихся вблизи области постановки станций DONET, причем горизонтальные колебания подводных склонов (связанные как с прохождением волн Рэлея, так и с прохождением волн Лява) играют весьма существенную роль. Для проверки высказанных предположений было выполнено численное моделирование процесса генерации свободных гравитационных волн в океане пробегающими по дну поверхностными сейсмическими волнами. Моделирование выполнялось при помощи комбинированной 3D/2D модели состоящей из двух динамически сопряженных блоков: глубоководного и мелководного [2]. Глубоководный блок основан на 3D уравнениях линейной потенциальной теории, мелководный блок основан на 2D уравнениях мелкой воды. В качестве входных данных для моделирования использовалась динамика движений дна, восстановленная на основе записей донных сейсмометров станций DONET в рамках приближения плоской волны. Отметим, что в отличие от выполненного ранее моделирования предшественников цунами в заливе Сагами [3], в данном случае была возможность сопоставить результаты моделирования с записями донных датчиков давления станций DONET. Было обнаружено хорошее согласие между результатами моделирования и данными наблюдений как по амплитуде, так и по времени прихода для первых 2-3 свободных гравитационных волн. Был проведен ряд численных экспериментов, направленных на сравнение эффективности статического и динамического механизмов генерации свободных гравитационных волн, а также на выявление роли вертикальных и горизонтальных компонент движений дна в их генерации. Работа выполнена при поддержке РФФИ (гранты 16-55-50018, 16-35-00232) Литература. 1. Носов М.А., Семенцов К.А., Колесов С.В., Матсумото Х., Левин Б.В. Регистрация гравитационных волн, образованных в океане поверхностными сейсмическими волнами при землетрясении 11 марта 2011 г. у побережья Японии // Доклады Академии наук, издательство Наука (М.), том 461, № 5, с. 593-598 2. Колесов С.В., Носов М.А. Трехмерная численная модель волн цунами. Учен. зап. физ. фак-та Моск. ун-та. — 2016. — № 3. — С. 163904–163904. (http://uzmu.phys.msu.ru/) 3. Семенцов К.А., Носов М.А., Колесов С.В., Ву Ю. Численное моделирование гравитационных волн, возбуждаемых в океане низкочастотными поверхностными сейсмическими волнами, на основе записей GPS-станций // Вестник Московского Университета, серия «Физика. Астрономия», 2017 (принята к печати)