CC BY
73
П^и^одна^^атаст^о^а
Вестник ДВО РАН. 2006. № 1
В.М.КАЙСТРЕНКО, Н.Г.РАЗЖИГАЕВА, Ю.П.КОРОЛЕВ,
Н.В.ПОЛУХИН, А.И.ЗАЙЦЕВ
Проявления цунами 26 декабря 2004 г. на побережье севера Индонезии
(по результатам международной экспедиции)
Представлены результаты полевого обследования последствий цунами 26 декабря 2004 г., которое было проведено международной группой с участием российских ученых. Измерены границы и высоты затопления вблизи некоторых пунктов побережья северной Суматры и островов, находящихся вблизи эпицентральной области землетрясения. Исследованы осадки, оставленные катастрофой, и произведен поиск следов (осадков) цунами прошлого, которые, как было обнаружено, происходили на побережье Индонезии.
Display of tsunami of December 26, 2004 at the northern Indonesia coast (based on the results of the international expedition). V.M.KAYSTRENKO (Institute of Marine Geology and Geophysics, FEB RAS, Yuzhno-Sakhalinsk), N.G.RAZZHIGAEVA (Pacific Institute of Geography, FEB RAS, Vladivostok), Yu.P.KOROLEV (Institute of Marine Geology and Geophysics, FEB RAS, Yuzhno-Sakhalinsk), N.V.POLUKHIN (Institute of Applied Physics, RAS, Nizhny Novgorod), A.I.ZAYTSEV (Nizhny Novgorod State Technical University).
The results offield survey of tsunami of December 26, 2004, conducted by the International Tsunami Survey Team including Russian scientists, are presented. Boundaries and heights of tsunami inundation near some points of the coasts of North Sumatra and islands, situated near epicentral zone of the earthquake, were measured. Sediments of the happened tsunami were investigated, and the search of past tsunami sediments was performed. It was found that events similar to the tsunami of 2004 occurred in the past on Indonesian coast.
Сильнейшее землетрясение с магнитудой М = 9,0, произошедшее 26 декабря 2004 г. в 0 ч 58 мин по Гринвичскому времени (7 ч 58 мин по местному), вызвало цунами трансокеанического характера с небывалыми до сих пор катастрофическими последствиями. Для Индийского океана это событие относится к редким: за последние 200 лет в Мировом океане зафиксировано всего 10 землетрясений с магнитудой М = 9 и более, вызвавших цунами подобного (и большего) масштаба, 9 из которых произошли в Тихом океане (землетрясение такой же магнитуды М = 9 вызвало в 1952 г. цунами, уничтожившее г. Северо-Курильск и все прибрежные поселки на северных Курильских островах и юге Камчатки).
Эпицентр землетрясения находился в океане к северо-западу от о-ва Суматра (3°30' с.ш., 95°96' в.д.) на глубине 25 км от поверхности дна и имел значительную протяженность (около 500 км). В этом месте на дне океана произошли существенные подвижки. Цунами, возникшее в результате землетрясения, распространилось по Индийскому океану, нанесло сильнейшие разрушения побережью 10 стран и сопровождалось многочисленными
КАИСТРЕНКО Виктор Михайлович - кандидат-физико-математических наук, КОРОЛЕВ Юрий Павлович -кандидат физико-математических (Институт морской геологии и геофизики ДВО РАН, Южно-Сахалинск), РАЗ-ЖИГАЕВА Надежда Глебовна - кандидат геолого-минералогических наук (Тихоокеанский институт географии ДВО РАН, Владивосток), ПОЛУХИН Николай Владимирович (Институт прикладной физики РАН, Нижний Новгород), ЗАЙЦЕВ Андрей Иванович (Нижегородский государственный технический университет).
жертвами среди населения. Уровенными приборами это цунами было зафиксировано в Атлантическом и Тихом океанах. Сразу после него учеными ряда стран были организованы специальные экспедиции, которым предстояло на различных участках побережья Индийского океана обследовать проявления цунами, замерить его конкретные параметры и выяснить характер прохождения, проанализировать воздействие на побережье и изучить последствия. Изучение осадков, что оставляет после себя цунами, позволяет реконструировать его проявления в далеком прошлом, это особенно важно для тех районов, где историческая летопись подобных событий непродолжительна.
Наиболее сильно воздействию стихии подверглось побережье северной Индонезии, здесь с 16 января по 2 февраля 2005 г. работала международная экспедиция (30 человек), в которой приняли участие авторы статьи. Финансирование нашей группы в основном осуществлялось по грантам Президиума ДВО РАН и РФФИ. В экспедиции участвовала еще одна российская группа, в которую входили заведующий лабораторией цунами Института вычислительной математики и математической геофизики СО РАН д.ф.-м.н. Вячеслав Константинович Гусяков (Новосибирск), к.г.н. Татьяна Константиновна Пинеги-на, Вадим Александрович Чернобров («Космопоиск», Москва) и к.ф.-м.н. Вадим Александрович Салтыков из Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН (Петропавловск-Камчатский).
В экспедиции участвовала большая группа японских исследователей под руководством проф. И.Цудзи (Earthquake Research Institute, the University of Tokyo), американские ученые: проф. Андре Мур (Kent State University), проф. Г.Гельфенбан (USGS), проф. Брайан Мак-Аду из Швейцарии (Institute of Geology, Zurich), турецкая группа: проф. Ахмет Ялчи-нер (Middle east Technical University, Ankara), проф. Доган Перинчек и Шукру Ерсой (Yildiz Technical University, Istanbul). Принимающая сторона - индонезийские коллеги Гегар Пра-сетья, Рахман Хидайат (Coastal Dynamic Research Center Agency for the Assessment of Application Technology, Yogyakarta), непосредственно участвовавшие в обследовании, а также проф. Види Агоес Пратикто и д-р Субандоно Дипосаптоно (Ministry of Fisheries and Marine Affairs) - снабдили нас полезной исходной информацией.
Начиная с 1990-х годов стало традицией проведение международных экспедиций по обследованию проявлений современных цунами. Так, американские специалисты принимали участие в таких работах на южных Курильских островах в 1994 г. Однако до 2005 г. российские специалисты в натурном изучении цунами за пределами России участвовали эпизодически, в 2005 г. вклад российской стороны впервые был таким значительным.
Экспедиция проводилась в трудных условиях, поскольку побережье сильно пострадало от землетрясения и цунами: были разрушены почти все мосты, причалы, прибрежные аэродромы. Дополнительные сложности создавала и неустойчивая политическая ситуация в провинции Ачех на севере Индонезии, наиболее пострадавшей от цунами. Вначале предполагалось, что обследование берегов о-ва Суматра и близлежащих островов будет проведено на судне, но его передали Красному Кресту для гуманитарных целей. Поэтому наша экспедиция разделилась на группы, направившиеся в разные районы севера Индонезии, чтобы получить данные по разным участкам побережья.
Японская группа во главе с проф. И.Цудзи и часть американских коллег направились в г. Банда-Ачех, российская группа под руководством д.ф.-м.н. В.К.Гусякова обследовала побережье в районе порта Сиболги (северо-запад о-ва Суматра), затем перебралась на о-в Нияс, оттуда - в окрестности г. Банда-Ачех. Наша группа с коллегами из Турции и проф. Б.Мак-Аду сначала работала в окрестности порта Белаван на северо-востоке Суматры, а потом обследовала побережье о-ва Симелуэ, максимально приближенного к очагу землетрясения.
Наиболее сильно цунами проявилось на севере и крайнем северо-западе Индонезии. Нашими японскими коллегами по меткам затопления на стенах чудом уцелевших зданий
Распределение максимальных высот цунами вокруг о-ва Симелуэ
двух мечетей и католической школы было установлено, что в районе г. Банда-Ачех высота волны составляла более 12 м. Максимальная высота заплеска зафиксирована на северозападном побережье острова - 34,5 м. Здесь цунами полностью затопило обширный низменный перешеек, зайдя по нему с двух сторон и распространившись на 10 км вглубь суши. Большая высота волны (15 м) установлена и для района г. Мелабо, здесь цунами накрыло пальмы, вторая волна, которую местные жители назвали «кобра», шла уступом с гребнем. Город был полностью разрушен, как и большинство поселков между Мелабо и Банда-Ачех. Береговая линия на месте затопления сильно изменила свои очертания за счет интенсивного размыва: возможно, на некоторых участках во время землетрясения произошло косейс-мическое опускание берега. Активная эрозия во время прохождения цунами привела на некоторых участках к полному размыву почвы и подстилающих отложений вплоть до коренных пород. На космоснимках зоны затопления хорошо оконтуриваются по смене цвета с зеленого на буро-желтый. В районе г. Сиболга и г. Медан высота заплеска не превышала 2,5 м, на о-ве Нияс максимальные заплески наблюдались на западном берегу острова (до 5,3 м) (по данным В.К.Гусякова и др., 2005 г.).
Основным районом наших исследований был о-в Симелуэ, расположенный примерно в 40 км от очага землетрясения. Землетрясение и цунами вызвали здесь существенные разрушения: рухнули все мосты, на открытом побережье острова смыты почти все поселки. В некоторых местах на склонах произошли оползни, на побережье у подножия клифов -обвалы. В районе пос. Ланги жители наблюдали интересное явление: во время подземных толчков на участке заболоченной террасы около ручья открывались и закрывались трещины, из которых в течение 15 мин фонтаном била вода на высоту до 2,5 м. Около пос. Сангги-ран, на северо-востоке острова, в теле кораллового рифа произошло обрушение и образовался колодец глубиной 18 м и шириной около 3 м в верхней части, расширяющийся с глубиной. Вероятно, здесь обрушился свод подводной пещеры, существовавшей до землетрясения.
Землетрясение вызвало разнонаправленные тектонические движения. Север о-ва Симелуэ поднялся на 1,5-2 м, на поверхность вышла мелководная часть коралловых рифов,
Оползень вблизи пос. Бутураги, вызванный землетрясением
Дот, построенный в 1941 г. японской армией, медленно погружался в океан вместе с берегом в течение шести десятилетий и быстро поднялся на высоту более 1 м во время землетрясения
Сломанные ветки дерева как индикатор высоты цуна- Южная часть о-ва Симелуэ в районе пос. Бусунг опус-ми (на фото - 8,8 м) тилась примерно на 0,5 м
Коралловый риф у о-ва Панджанг (северная оконечность о-ва Симелуэ), поднятый во время землетрясения на высоту около 1,5 м и покрытый песком и обломками кораллов
в пределах которой сохранились отдельные кораллы, возвышающиеся на 0,8-0,9 м над поверхностью рифовой платформы. До землетрясения глубина на таких участках была около 1 м. Хорошим индикатором разнонаправленных тектонических движений этой части острова служил дот, построенный в начале 1940-х годов недалеко от уреза воды. 60 лет он медленно погружался вместе с прилегающей территорией острова до уровня, отмеченного на его стенах темной полосой, а во время землетрясения дот поднялся и сейчас стоит на сухом берегу. В небольшом порту Сибиго поднятыми оказались и сваи причала, покрытые обрастателями, по которым удалось измерить амплитуду подъема (около 1,3—1,5 м). Южная же часть острова опустилась, здесь часто встречаются участки с затопленным лесом протяженностью до 120 м. Примерно 0,5 м — так оценивают местные жители опускание побережья. Подобная картина наблюдалась на о-ве Нияс и побережье северо-западной Суматры.
Высота и дальность проникновения цунами, а также характер подхода и число волн на о-ве Симелуэ сильно различались на участках побережья. Максимальные заплески были установлены на севере острова, где их высота достигла отметки 8,8 м. Первая волна пришла через 15 мин после землетрясения, а жители побежали на ближайшие склоны и наблюдали, как в течение нескольких часов одна за другой приходили и уходили океанские волны. Некоторые небольшие островки вокруг Симелуэ (их более четырех десятков) полностью накрывались волной. На одном из таких островков, Пулау-Панджанг, расположенном в центре небольшого полузакрытого залива около пос. Ланги, удалось измерить высоту заплеска при фронтальном подходе цунами — она составила около 15 м. Остров почти полностью затапливался, выше поверхности воды оставалась только вершина небольшой горы. Мористый склон горы был сильно эродирован, возможно, динамический удар цунами вызвал здесь оползень. Во время морской катастрофы здесь была полностью уничтожена пальмовая роща и сильно пострадал мангровый лес, который на протяжении 200 м был будто срублен гигантским топором. Поваленные пальмы и сломанные деревья — обычная картина на побережье, где наблюдалась сильная эрозия, особенно активно действовавшая в приустьевых частях рек. В долины рек морская вода вошла на расстояние до 3 км, оставляя мусор от разрушенных домов и уничтоженной растительности. В пос. Ланги недалеко от береговой линии жители наблюдали, как на месте небольшого озерка образовались два крупных водоворота, они оставили после себя следы эрозии в подстилающих лагунных илах.
В центральной части острова высота цунами была существенно меньше. На его западной стороне на открытом берегу (поселки Лантик, Салур) высота волн немногим превысила 3 м. Однако цунами сопровождалось мощными потоками: среди мусора мы видели пятидесятикилограммовый мешок цемента, который был перенесен на расстояние около 200 м от строящегося моста. Зона эрозии здесь была ограничена узкой полосой пляжа и мористого склона первого берегового вала.
На восточной стороне острова, в районе порта Синабанг и в 10 км к северу, высота заплесков цунами также не превышала 5 м (обычно 2,5—3 м). На отдельных участках (пос. Гуданг), закрытых от прямого воздействия волны мангровыми островами, высота зап-леска составила не более 2,5 м. Но и здесь цунами вызывало существенные изменения контура береговой линии. По словам местных жителей, в районе пос. Латалинг берег отступил на 50 м. Волна была способна двигать лежащие на земле огромные бревна диаметром более 1,5 м, снимая ими почву, как бульдозером. Цунами перемещало крупные глыбы известняков, ударяя их одну о другую, от них откалывались обломки, которые уносились на несколько десятков метров. На поверхности почвы встречаются крупные раковины.
На юго-восточной оконечности острова цунами почти полностью разрушило крупный пос. Лабухан Баяу. Высота волн здесь достигала 4 м. По опросам очевидцев, волн было несколько, и одна из них пришла только вечером, вероятно отразившись от берегов Суматры.
На юге острова (пос. Синебук) на берегу небольшой бухты, закрытой мысами от прямого воздействия цунами, высота заплеска была не более 3 м.
Следует отметить одну существенную особенность о-ва Симелуэ, выделяющую его среди других районов северной Индонезии, где сильные проявления цунами вызвали массовые жертвы среди местного населения. На этом острове 120 км длиной с более чем 73-тысячным населением от цунами погибли 7 человек. На самом деле этот факт объясним: жители побережья острова адекватно отреагировали на сильное землетрясение и понижение уровня океана: ушли на возвышенные места. Людей спасла память поколений. Население острова использует свой термин <«шоп£», означающий цунами на одном из трех наречий, используемых на острове.
К сожалению, во многих других местах люди стояли на побережье, с интересом смотрели на уходящий океан и не использовали предоставленный им шанс спастись.
Во время цунами сильно пострадали коралловые рифы, особенно на участках, испытавших тектонический подъем. От них отламывались огромные глыбы, которые переносились вглубь суши на десятки и сотни метров. Самую большую глыбу рифовых известняков, размерами 0,9 х 1,4 х 2,25 м, перенесенную волной более чем на 200 м и поднятую на высоту около 2 м в районе пос. Ланги, местные жители хотят оставить как памятник этому страшному событию. Среди обломков кораллов преобладают виды, обитающие на мелководье, но иногда встречаются и кораллы, живущие на глубинах 5-12 м и более. Как правило, ветвистые формы полностью разрушены, их обломки покрывают берег. Подводная часть рифов также сильно пострадала и завалена обломками мертвых кораллов. Поднятые на дневную поверхность коралловые рифы и та их часть, которая в настоящее время находится в приливно-отливной зоне, поросли ярко-зелеными нитчатыми водорослями.
Экологический эффект последствий цунами весьма значителен. Затопление морской водой сильно повлияло на растительность: некоторые деревья не вынесли воздействия морской воды (например, манго и другие лиственные) и после прохождения цунами засохли, в отличие от кокосовых пальм. По-разному реагируют на затопление и травянистые растения: одни его переносят, другие засыхают (растительность очень четко показывает границы зоны затопления).
На всех участках, которые нам удалось обследовать, цунами оставило осадки. При высоте заплеска более 5 м образовывались сплошные песчаные покровы небольшой мощности (до 24 см), протягивающиеся до 400-500 м вглубь суши. При небольших зап-лесках песок лежит пятнами и его толщина сильно зависит от микрорельефа подстилающей поверхности. Как правило, зона максимального накопления осадков отстоит от береговой линии на десятки метров. По структурно-вещественному составу цунамигенные пески сильно варьируют и зависят от источника материала. Наиболее крупнозернистые, плохо сортированные осадки образовывались на участках разрушения коралловых рифов и в местах, где происходила сильная эрозия. На участках, где переоткладывался материал с пляжа и штормовых валов, накапливались хорошо сортированные пески. В окрестностях г. Медан цунамигенный материал сложен крупнозернистым кварцевым песком. На участках размыва мангровых илов, лагунных и озерных отложений на поверхности песка в небольших углублениях встречается корка ила (до 5 мм толщиной). Интересными находками были слоистые разрезы, где выделяется несколько серий, в основании которых выходит более крупный материал, а в верхней части может присутствовать алев-ропелитовый ил. Такие «слоеные пироги» образуются при прохождении нескольких волн цунами, когда одна волна догоняет другую и обратный поток не успевает размыть накопившиеся ранее осадки.
В процессе работы нами проводился и поиск отложений цунами, которые происходили в прошлом. Наиболее перспективным в этом отношении оказалось западное побережье о-ва Симелуэ, где в районе пос. Бусунг в шурфе под песком, нанесенным современным
цунами, и почвой обнаружены два слоя карбонатного песка, лежащие на илах. Осадки палеоцунами прослеживаются на несколько десятков метров вглубь суши (до высоты около 5 м), что указывает на то, что событие было соизмеримо с современным. Здесь же, на поверхности почвы, лежат глыбы рифовых и обломочных известняков, которые, вероятно, были перенесены сюда палеоцунами.
В этой же части острова найдено обнажение, где вскрываются древние отложения - смесь обломков кораллов разного размера, раковин, разнозернистого песка, в нижней части разреза встречено большое количество сгоревшей древесины и мелкого угля, в верхней - крупные блоки рифовых известняков. Мощность этой толщи более 2 м. Вероятно, найденные отложения являются свидетельством какой-то катастрофы, возможно очень крупного цунами в прошлом. По характеру разреза этот слой может относиться к позднему плейстоцену, но точная датировка будет установлена после проведения анализов отобранных образцов.
Во время экспедиции исследовано более двух десятков профилей с замерами параметров цунами, сделаны описания, проведены нивелирование, множество фотосъемок, опрос местных жителей, собран материал по осадкам, который сейчас обрабатывается.
К настоящему времени подобные экспедиции организованы на побережья Таиланда, Шри Ланки, Индии, Сейшельских, Мальдивских островов и Западной Африки (Сомали). И пока следы цунами хорошо различимы, полевые работы будут продолжаться с максимальной интенсивностью. Результаты обследования доступны на ряде постоянно обновляющихся сайтов: http://tsun.sscc.ru/tsulab; http://www.eri.u-tokyo.ac.jp/namegaya/sumatera/ surveylog/eindex.htm; http://tsun.sscc.ru/tsulab/20041226.htm; http://yalciner.ce.metu.edu.tr/ sumatra/survey; http://walrus.wr.usgs.gov/tsunami/srilanka05/method.html; http://ioc.unesco.org/ iosurveys/seychelles/sey4.htm.
