สึนามิคืออะไรและเกิดขึ้นได้อย่างไร?

ปรากฏการณ์ทางอากาศที่น่าสนใจที่รู้จักกันในชื่อสึนามิ ได้ดึงดูดมนุษยชาติมานานหลายศตวรรษด้วยพลังดิบและผลกระทบที่ทำลายล้าง ในภาษาญี่ปุ่น “สึนามิ” หมายถึงคลื่นท่าเรือ แต่จริงๆ แล้วมันไม่ใช่คลื่นมหาสมุทรธรรมดา แล้วอะไรที่ทำให้เกิดคลื่นขนาดมหึมาเหล่านี้ และมันเปลี่ยนจากคลื่นเล็กๆ ไปเป็นคลื่นกระแสน้ำที่น่ากลัวได้อย่างไร?

สึนามิเป็นชุดของคลื่นมหาสมุทรที่ยาว สูง และใหญ่ที่เกิดจากแผ่นดินไหวใต้หรือใกล้พื้นมหาสมุทรเป็นหลัก ในกรณีที่รุนแรง ความสูงของสึนามิอาจเกิน 100 ฟุต (30 เมตร) นี่คือรายชื่อสึนามิที่ร้ายแรงที่สุดในโลก (ณ ปี 2023):

ที่มา: NOAA

ลักษณะของสึนามิ

ลักษณะสำคัญของสึนามิมีดังนี้:

• ความยาวคลื่นยาว สึนามิมีลักษณะความยาวคลื่นยาว ซึ่งหมายถึงระยะห่างระหว่างยอดคลื่นต่อเนื่องกัน ต่างจากคลื่นมหาสมุทรปกติที่อาจมีความยาวคลื่นเพียงไม่กี่ฟุต ความยาวคลื่นของสึนามิอาจยืดออกไปหลายสิบหรือหลายร้อยไมล์ เนื่องจากพลังงานจำนวนมากที่พวกมันพกพา
• ความเร็วสูง ความเร็วที่แน่นอนของสึนามิอาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ เช่น ความลึกของมหาสมุทรและพลังงานเริ่มต้นที่ปล่อยออกมา สึนามิสามารถเข้าถึงความเร็วได้หลายสิบถึงหลายร้อยไมล์ต่อชั่วโมง
• ศักยภาพในการทำลายล้างสูง สึนามิที่ทำลายล้างพกพาน้ำจำนวนมหาศาล มักส่งผลให้เกิดกระแสน้ำที่พัดเข้ามาไกลเมื่อขึ้นฝั่ง

สึนามิเกิดขึ้นได้อย่างไร

มีสี่ขั้นตอนหลักของการเกิดสึนามิ: การเริ่มต้น การแยก การขยาย และการขึ้นฝั่ง

ที่มา: Pacific Coastal and Marine Science Center

การเริ่มต้น

เมื่อส่วนสองส่วนของเปลือกโลกเคลื่อนที่สวนกัน พวกมันสามารถนำไปสู่แผ่นดินไหวใต้ทะเล แผ่นดินไหวเหล่านี้เป็นสาเหตุหลักของสึนามิที่เกิดขึ้นในโลก ฐานข้อมูลสึนามิประวัติศาสตร์โลกกล่าวว่า กว่า 80% ของสึนามิที่เกิดขึ้นตั้งแต่ปี 1900 มาจากแผ่นดินไหว แต่สิ่งอื่นๆ ก็สามารถทำให้เกิดสึนามิได้เช่นกัน เช่น ดินถล่ม ภูเขาไฟระเบิด สภาพอากาศเฉพาะ และอุกกาบาตที่ตกหรือระเบิดเหนือผิวน้ำ

ตัวอย่างเช่น นี่คือภาพถ่ายของรอยแยกขนาดใหญ่ในพื้นทะเลใกล้ญี่ปุ่นที่เกิดจากแผ่นดินไหว:

ที่มา: NBC News, Norio Miyamoto, JAMSTEC

การแยก

หลังจากการเริ่มต้น น้ำเริ่มเคลื่อนที่ไปไกลและกว้างเนื่องจากสิ่งที่เกิดขึ้นใต้ทะเล ทำให้เกิดคลื่นยาว ในขั้นตอนนี้ คลื่นสึนามิถูกแบ่งออกเป็นสองส่วนเมื่อมันพบกับลักษณะต่างๆ ของมหาสมุทร

ส่วนแรกเรียกว่าคลื่นนำหรือคลื่นมหาสมุทร มันเคลื่อนที่เร็วกว่าและสามารถเดินทางด้วยความเร็วหลายร้อยกิโลเมตรต่อชั่วโมง คลื่นนำยังคงเคลื่อนที่ข้ามมหาสมุทร ค่อยๆ ลดลงเมื่อมันกระจายพลังงานไปยังพื้นที่ที่กว้างขึ้น ส่วนประกอบของสึนามินี้มักจะผ่านพื้นที่มหาสมุทรที่ลึกกว่าและไม่เป็นอันตรายต่อพื้นที่ชายฝั่ง

ส่วนที่สองคือคลื่นตามหรือคลื่นชายฝั่ง เมื่อมันเข้าใกล้น้ำตื้นใกล้ชายฝั่ง มันจะเติบโตและช้าลง สิ่งนี้ทำให้คลื่น “กองขึ้น” ส่งผลให้มันสามารถเปลี่ยนเป็นคลื่นที่ใหญ่กว่าและทำลายล้างมากขึ้นใกล้ชายฝั่ง

ที่มา: Monica Schroeder / Science Photo Library

การขยาย

ขั้นตอนนี้เกิดขึ้นเมื่อคลื่นเข้าใกล้ชายฝั่งและพบกับน้ำตื้น ในเวลานี้ คลื่นสึนามิจะมีการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญในลักษณะของมัน รวมถึงความสูงของคลื่นและการกระจุกตัวของพลังงาน

เมื่อคลื่นสึนามิเคลื่อนที่จากพื้นที่มหาสมุทรที่ลึกไปยังพื้นที่ชายฝั่งที่ตื้นกว่า น้ำตื้นจะทำให้คลื่นช้าลงอีก สิ่งนี้บีบอัดพลังงานคลื่นและส่งผลให้ความสูงของคลื่นเพิ่มขึ้น คลื่นจะขยายในที่ที่ก้นทะเลไม่เรียบหรือที่ชายฝั่งทำให้คลื่นมารวมกัน

เมื่อคลื่นสึนามิเข้าใกล้ชายฝั่ง มันอาจพบกับลักษณะชายฝั่งต่างๆ เช่น อ่าว ปากแม่น้ำ ช่องแคบ หรือช่องแคบแคบๆ การกำหนดค่าทางภูมิศาสตร์เหล่านี้สามารถทำหน้าที่เป็นเครื่องขยายเสียงธรรมชาติ โดยการกระจุกตัวของพลังงานคลื่นและทำให้มันเติบโตอย่างมาก คลื่นอาจเกิดการชะล้าง ซึ่งก้นคลื่นมีปฏิสัมพันธ์กับก้นทะเล ทำให้คลื่นสูงขึ้นอีก

ผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นก่อนที่สึนามิจะกระทบชายฝั่งคือการถอยกลับของน้ำ น้ำจะถอยกลับอย่างมาก เผยให้เห็นพื้นที่ของชายฝั่งที่ปกติจมอยู่ใต้น้ำ การถอยกลับอาจบ่งบอกว่าสึนามิกำลังใกล้เข้ามา อย่างไรก็ตาม อาจใช้เวลาเพียงไม่กี่นาทีหรือแม้แต่ไม่กี่วินาทีระหว่างการถอยกลับของน้ำและการมาถึงของสึนามิเต็มรูปแบบ ดังนั้นผู้ที่ยังคงอยู่บนชายฝั่งดูพื้นทะเลที่ถูกเปิดเผยจึงตกอยู่ในอันตราย เช่นเดียวกับที่เกิดขึ้นกับนักท่องเที่ยวในภูเก็ต ประเทศไทยในปี 2004

ที่มา: National Weather Service

กระบวนการขยายเป็นสาเหตุของพลังทำลายล้างที่เกี่ยวข้องกับสึนามิ เนื่องจากมันกระจุกตัวพลังงานของคลื่นในพื้นที่ที่เล็กลง ขอบเขตของการขยายขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย เช่น:

• รูปร่างของชายฝั่ง,
• ความลาดชันของก้นทะเล,
• ความกว้างและความลึกของลักษณะชายฝั่ง,
• ระยะทางจากแหล่งที่มาของสึนามิ.

ในบางกรณี คลื่นสามารถเติบโตสูงกว่าความสูงเดิมในมหาสมุทรเปิดหลายเท่า

การขึ้นฝั่ง

ในขั้นตอนสุดท้ายของการเกิดสึนามิ คลื่นสึนามิที่ขยายตัวจะถึงชายฝั่งและมีปฏิสัมพันธ์กับแผ่นดิน ส่งผลให้น้ำไหลเข้ามาในแผ่นดินและก่อให้เกิดน้ำท่วมและความเสียหายอย่างกว้างขวาง

เมื่อคลื่นสึนามิเข้าใกล้ชายฝั่ง ความสูงของคลื่นที่เพิ่มขึ้นและการกระจุกตัวของพลังงานจะเพิ่มแรงที่น้ำเคลื่อนที่ คลื่นจะกระแทกเมื่อถึงชายฝั่ง ทำให้ยอดคลื่นล้มไปข้างหน้าและก่อตัวเป็นมวลน้ำที่ปั่นป่วน คลื่นที่แตกนี้มักเรียกว่าคลื่นสึนามิหรือกำแพงสึนามิ

คลื่นสึนามิจะเคลื่อนที่อย่างรวดเร็วไปยังแผ่นดิน มักมีความเร็วและแรงมาก เมื่อมันถึงชายฝั่ง มันสามารถปีนขึ้นและข้ามสิ่งกีดขวางธรรมชาติ เช่น หน้าผาหรือเนินทราย และพัดเข้ามาในแผ่นดิน น้ำท่วมพื้นที่ต่ำ

ที่มา: JIJI PRESS/AFP (Getty Images)

สึนามิมีผลกระทบต่อชุมชนชายฝั่งอย่างไร

ผลกระทบของสึนามิต่อชายฝั่งสามารถก่อให้เกิดการทำลายล้างอย่างกว้างขวาง การสูญเสียชีวิต และผลกระทบที่ยาวนาน ธรรมชาติที่ทำลายล้างของสึนามิเกิดจากหลายปัจจัย:

• น้ำท่วม เมื่อคลื่นสึนามิถึงชายฝั่ง พวกมันสามารถท่วมพื้นที่ชายฝั่ง มักเข้ามาไกลในแผ่นดิน ปริมาณน้ำจำนวนมากที่สึนามิพกพามาสามารถจมอาคาร โครงสร้างพื้นฐาน และชุมชนทั้งหมด
• ความเสียหายต่อโครงสร้าง แรงและพลังงานที่คลื่นสึนามิพกพามาสามารถทำลายและทำลายอาคาร สะพาน และโครงสร้างพื้นฐานอื่นๆ
• การกัดเซาะและการเปลี่ยนแปลงภูมิทัศน์ สึนามิสามารถเปลี่ยนแปลงภูมิทัศน์และภูมิประเทศชายฝั่งได้อย่างมาก แรงของคลื่นสามารถกัดเซาะชายฝั่ง เอาตะกอนและพืชพรรณออก และเปลี่ยนรูปร่างชายฝั่ง การกัดเซาะชายฝั่งสามารถนำไปสู่การสูญเสียชายหาด เนินทราย และสิ่งกีดขวางที่ป้องกัน ทำให้ชุมชนมีความเสี่ยงต่ออันตรายชายฝั่งในอนาคตมากขึ้น

ที่มา: ResearchGate, Prof. Gabriel Candia

• การสูญเสียชีวิตและการบาดเจ็บ ความฉับพลันและความเร็วที่สึนามิเข้าถึงทำให้มีเวลาน้อยสำหรับผู้คนในการตอบสนองและอพยพ แรงของคลื่นสามารถทำให้เกิดการจมน้ำ การบาดเจ็บจากเศษซาก และการติดอยู่
• ความเสียหายต่อสิ่งแวดล้อม สึนามิสามารถก่อให้เกิดความเสียหายอย่างรุนแรงต่อระบบนิเวศและที่อยู่อาศัยชายฝั่ง คลื่นที่ทรงพลังสามารถรบกวนและทำลายที่อยู่อาศัยทางทะเล ส่งผลกระทบต่อประชากรปลา แนวปะการัง และระบบนิเวศที่ละเอียดอ่อนอื่นๆ การไหลเข้าของน้ำเค็มในแผ่นดินยังสามารถปนเปื้อนแหล่งน้ำจืดและพื้นที่เกษตรกรรม ส่งผลกระทบต่อพืชและสัตว์ในท้องถิ่น
• ผลกระทบทางเศรษฐกิจและสังคม ผลกระทบหลังจากสึนามิสามารถมีผลกระทบทางเศรษฐกิจและสังคมที่ยาวนาน การทำลายบ้านเรือน ธุรกิจ และโครงสร้างพื้นฐานสามารถทำให้เศรษฐกิจท้องถิ่นหยุดชะงัก กระบวนการฟื้นฟูอาจใช้เวลาหลายปีหรือแม้แต่หลายทศวรรษ

ผลกระทบที่ทำลายล้างของสึนามินี้เน้นย้ำถึงความสำคัญของระบบเตือนภัยสึนามิและแผนการอพยพที่รวดเร็ว

วิธีการตรวจจับสึนามิ

แม้ว่าการป้องกันสึนามิอย่างสมบูรณ์จะเป็นไปไม่ได้ แต่เจ้าหน้าที่สามารถตรวจจับได้ในระยะเริ่มต้นและออกคำเตือนที่ทันเวลา เพื่อบรรลุเป้าหมายนี้ พวกเขาใช้วิธีการจัดการภัยพิบัติสึนามิต่างๆ นี่คือวิธีการหลักบางประการ:

• การตรวจสอบแผ่นดินไหว เครือข่ายแผ่นดินไหวที่ประกอบด้วยเครื่องวัดแผ่นดินไหวถูกติดตั้งทั่วโลกเพื่อตรวจจับแผ่นดินไหว ซึ่งมักเป็นสาเหตุหลักของสึนามิ โดยการตรวจสอบกิจกรรมแผ่นดินไหว นักวิทยาศาสตร์สามารถกำหนดตำแหน่ง ขนาด และความลึกของแผ่นดินไหว
• เครื่องวัดระดับน้ำ เครื่องมือเหล่านี้วัดความผันผวนของระดับน้ำในพื้นที่ชายฝั่ง พวกเขาให้ข้อมูลต่อเนื่องเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงของน้ำขึ้นน้ำลง รวมถึงการเปลี่ยนแปลงที่ผิดปกติที่คลื่นสึนามิทำให้เกิด สถานีเครื่องวัดระดับน้ำถูกวางตำแหน่งเชิงกลยุทธ์ตามแนวชายฝั่งเพื่อตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงระดับน้ำทะเลและตรวจจับสัญญาณสึนามิ
• การประเมินและรายงานสึนามิในมหาสมุทรลึก (DART) ระบบเตือนภัยสึนามิ DART เป็นเครือข่ายของทุ่นที่มีเซ็นเซอร์ที่วัดการเปลี่ยนแปลงของความดันน้ำ

ที่มา: NOAA

• ภาพถ่ายดาวเทียม เทคโนโลยีดาวเทียมมีบทบาทสำคัญในการตรวจสอบและตรวจจับสึนามิ เซ็นเซอร์ที่ใช้ดาวเทียมสามารถตรวจจับการเปลี่ยนแปลงในภูมิประเทศของผิวน้ำทะเล อุณหภูมิ และสีที่อาจบ่งบอกถึงสึนามิ
• ระบบดาวเทียมนำทางทั่วโลก (GNSS) GNSS เช่น GPS (Global Positioning System) วัดการเคลื่อนไหวและการเปลี่ยนแปลงของพื้นดินที่เกี่ยวข้องกับกิจกรรมแผ่นดินไหว

เทคโนโลยีและวิธีการเหล่านี้ทำงานร่วมกันเพื่อตรวจจับและตรวจสอบสึนามิ โดยให้ข้อมูลสำคัญแก่ศูนย์เตือนภัยสึนามิและเจ้าหน้าที่ ส่งผลให้พวกเขาสามารถดำเนินการที่เหมาะสมเพื่อลดผลกระทบหลังจากสึนามิ