Uno scienziato oceanico spiega la fisica di queste onde distruttive
Il 15 gennaio 2022, il vulcano Hunga Tonga-Hunga Ha’apai a Tonga è esploso, provocando uno tsunami che ha attraversato l’Oceano Pacifico in tutte le direzioni.
Quando la notizia dell’eruzione si è diffusa, le agenzie governative delle isole circostanti e in luoghi lontani come la Nuova Zelanda, il Giappone e persino la costa occidentale degli Stati Uniti hanno emesso allerta tsunami. Solo circa 12 ore dopo l’eruzione iniziale, onde di tsunami alte pochi metri hanno colpito le coste della California, a più di 8.000 Km di distanza dall’eruzione.
Le onde alte pochi metri che colpiscono una spiaggia in California potrebbero non suonare come le onde distruttive che il termine richiama alla mente, né come si vede nei filmati di tragici del passato. Ma gli tsunami non sono onde normali, indipendentemente dalle dimensioni. Quindi, in che modo sono diversi dalle altre onde oceaniche? Cosa li genera? Come fanno a viaggiare così velocemente? E perché sono così distruttivi?
Spostamento profondo
La maggior parte delle onde sono generate dal vento mentre soffia sulla superficie dell’oceano, trasferendo energia e spostando l’acqua. Questo processo crea le onde che vedi in spiaggia ogni giorno.
Gli tsunami sono creati da un meccanismo completamente diverso. Quando un terremoto sottomarino, un’eruzione vulcanica o una frana spostano una grande quantità di acqua, quell’energia deve andare da qualche parte, quindi genera una serie di onde. A differenza delle onde guidate dal vento in cui l’energia è confinata allo strato superiore dell’oceano, l’energia in una serie di onde di tsunami si estende per l’intera profondità dell’oceano. Inoltre, molta più acqua viene spostata rispetto a un’onda spinta dal vento.
Immagina la differenza tra le onde che si creano se soffiassi sulla superficie di una piscina rispetto alle onde che si creano quando qualcuno si tuffa a palla di cannone. L’immersione a palla di cannone sposta molta più acqua rispetto al soffiare in superficie, quindi crea una serie di onde molto più grandi.
I terremoti possono facilmente spostare enormi quantità di acqua e causare pericolosi tsunami. Lo stesso vale per le grandi frane sottomarine.
Le onde dello tsunami viaggiano veloci
Indipendentemente dalla causa di uno tsunami, dopo che l’acqua si è spostata, le onde si propagano verso l’esterno in tutte le direzioni, in modo simile a quando un sasso viene lanciato in uno stagno.
Poiché l’energia delle onde dello tsunami raggiunge il fondo dell’oceano, la profondità del fondale marino è il fattore principale che determina la velocità con cui si muovono le onde. Calcolare la velocità di uno tsunami è in realtà abbastanza semplice. Moltiplichi semplicemente la profondità dell’oceano – in media 4.000 metri – per gravità e prendi la radice quadrata. In questo modo, ottieni una velocità media di circa 700 chilometri orari. Questo è molto più veloce della velocità delle onde tipiche, che può variare da circa 15 a 50 km/h.
Questa equazione è ciò che gli oceanografi usano per stimare quando uno tsunami raggiungerà le coste lontane. Lo tsunami del 15 gennaio ha colpito Santa Cruz, in California, 12 ore e 12 minuti dopo l’eruzione iniziale a Tonga. Santa Cruz si trova a 8.528 chilometri da Tonga, il che significa che lo tsunami ha viaggiato a 697 km/h, quasi identica alla stima della velocità calcolata utilizzando la profondità media dell’oceano.
Distruzione a terra
Gli tsunami sono rari rispetto alle onnipresenti onde spinte dal vento, ma spesso sono molto più distruttivi. Lo tsunami del 2004 nell’Oceano Indiano ha ucciso 225.000 persone. Più di 20.000 persone hanno perso la vita nello tsunami giapponese del 2011.
Cosa rende gli tsunami molto più distruttivi delle normali onde?
In mare aperto, le onde dello tsunami possono essere piccole e persino non rilevabili da una barca in superficie. Ma quando si avvicinano alla terraferma, l’oceano diventa progressivamente meno profondo e tutta l’energia delle onde che si estendeva per migliaia di metri fino al fondo dell’oceano profondo viene compressa. L’acqua spostata deve andare da qualche parte. L’unico posto dove può andare è in alto, quindi le onde diventano sempre più alte man mano che si avvicinano alla riva.
Quando gli tsunami arrivano a riva, spesso non raggiungono la cresta e non si rompono come una tipica onda oceanica. Invece, sono più simili a un grande muro d’acqua che può inondare la terra vicino alla costa. È come se il livello del mare si alzasse improvvisamente di qualche metro o più. Ciò può causare allagamenti e correnti molto forti che possono facilmente spazzare via persone, automobili ed edifici.
Fortunatamente, gli tsunami sono rari e non sono così sorprendenti come una volta. Ora esiste una vasta gamma di sensori di pressione del fondo, chiamati boe DART, in grado di rilevare un’onda di tsunami e consentire alle agenzie governative di inviare avvisi prima dell’arrivo dello tsunami.
Se vivi vicino a una costa, in particolare sull’Oceano Pacifico dove si verifica la stragrande maggioranza degli tsunami, assicurati di conoscere la via di fuga per raggiungere un’altura e ascolta gli avvisi di tsunami se ne ricevi uno.
L’eruzione del vulcano Hunga Tonga-Hunga Ha’apai ha interrotto il principale cavo di comunicazione che collega la popolazione di Tonga al resto del mondo. Sebbene la scienza degli tsunami possa essere affascinante, si tratta di gravi disastri naturali.
Autore
Sally Warner, Brandeis University
