Определение масштаба цунами по «округлости» отложенного гравия

Учёные из Токийского столичного университета и Университета Ритсумэйкан обнаружили связь между распределением «округлости» отложений цунами и тем, как далеко цунами проникают вглубь суши. Они проанализировали «округлость» гравия от разных цунами в Коядори (Япония) и обнаружили общее резкое изменение состава отложений примерно на расстоянии 40% от общей дистанции затопления от береговой линии, независимо от магнитуды цунами. Оценки размеров древних цунами по геологическим отложениям могут помочь в разработке эффективных мер по снижению риска бедствий.

Цунами — одно из самых разрушительных природных явлений, и понимание их масштаба и механизма имеет первостепенное научное и социально-экономическое значение. Однако, несмотря на все усилия по их изучению, их редкая повторяемость затрудняет количественные исследования; вызывающие цунами сейсмические события в зонах субдукции происходят раз в 100–1000 лет, что значительно сокращает число точно задокументированных случаев. Крайне желательно получать информацию, изучая геологические отложения. Но, несмотря на успехи в определении количества и возраста прошлых событий, оценить магнитуду древних цунами, особенно в узких прибрежных низменностях, до сих пор не удавалось.

Доцент Дайсукэ Исимура и научный сотрудник Кэйтаро Ямада провели исследование образцов гравия, собранных из скважин и траншей в Коядори. Были взяты образцы, соответствующие трём цунами (1611, 1896 и 201 годов), чья дистанция затопления известна. Используя автоматизированный анализ изображений для определения «округлости» каждой частицы гравия, учёные получили в 10–100 раз больше данных, чем при ручных методах. Сравнив распределения с измерениями современного пляжевого и речного гравия, они смогли определить соотношение между ними в отложениях. Было обнаружено, что это соотношение резко меняется на определённом расстоянии от моря. Эта точка была названа «Точкой перегиба гравия цунами» (Tsunami Gravel Inflection Point, TGIP). Считается, что она возникает из-за того, что накатывающие волны несут пляжевый материал вглубь суши, а откатывающие — уносят материал с суши в сторону моря. Хотя TGIP для каждого события находилась в разных местах, она всегда составляла примерно 40% от дистанции затопления. Применив это открытие к образцам более древних цунами, исследователи впервые оценили масштабы событий на побережье Санрику за последние примерно 4000 лет.

Хотя учёные полагают, что это соотношение специфично для местной топографии, тот же анализ может быть применён для характеристики других подверженных цунами районов. Точная оценка масштабов древних цунами расширит базу событий для будущих исследований их механизмов, что поможет в планировании мер по снижению риска бедствий и развитии прибрежных сообществ.