Sendu inn spurningu

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=

Hvað er sjávarskafl eða tsunami?

Hér er einnig svarað spurningunni:
Er eitthvað til í því að risaflóðbylgjur sem myndast við jarðskjálfta eða skriðuföll geti náð hátt í 1000 km hraða? Ef svo er hver er þá ástæðan?

Árið 1963 sammæltust vísindamenn um að nota orðið tsunami yfir langar bylgjur á yfirborði sjávar sem magnast uppi við landsteina og verða oft að hamfarabylgjum. Orðið tsunami er japanskt að uppruna og bein þýðing þess er „bylgja í höfn“ - sem er reyndar mjög fjarri því að gefa greinargóða lýsingu á fyrirbærinu. Jón Eyþórsson notaði orðið sjávarskafl til að lýsa þessu fyrirbæri og verður hér notast við þá nafngift. Orðið skjálftaflóðbylgja (e. seismic sea wave) hefur einnig verið notað en það orð lýsir vel uppruna flestra sjávarskafla.

Sjávarskaflar eru furðanlega algengir. Að meðaltali verða 57 slíkar flóðbylgjur á hverjum áratug, en þó fæstar mjög stórar. Á síðasta áratug 20. aldar er talið að um 4000 manns hafi farist í rúmlega 80 flóðbylgjum.

Oftast er talað um þrjár meginástæður sjávarskafla. Í fyrsta lagi eru það sjávarskaflar sem rekja má til jarðskjálfta, til dæmis á flekamótum þar sem flekar rekast saman (sniðgengi eða samgengi). Þetta er langalgengasta orsök sjávarskafla. Nýlegasta dæmið er sjávarskaflinn í Bengalflóa 26. desember 2004. Hann orsakaðist af mjög öflugum jarðskjálfta (9 á Richterkvarða) nærri Súmötru. Líklegt er að að minnsta kosti 240 þúsund manns hafi farist í þessum hamförum (jarðskjálftanum og flóðbylgjunni sem fylgdi í kjölfarið) og allt að 800 þúsund hafi misst heimili sín.

Sjávarskaflar eru algengastir í Kyrrahafi, enda mikil jarðskjálftavirkni umhverfis það. Tæplega 90% sjávarskafla í Kyrrahafi verða af völdum jarðskjálfta. Sjávarskaflarnir verða þó ekki alltaf stórir. Þeir stærstu ferðast þvert yfir Kyrrahafið og valda eyðileggingu á svæði sem liggur þúsundum kílómetra frá upptökum. Til dæmis fylgdi stórum jarðskjálfta í Chile árið 1960 sjávarskafl sem olli verulegu manntjóni við Hiloflóa á Hawaii og eignatjóni í Japan. Síðast náði bylgja af þessu tagi yfir Kyrrahafið árið 1964.


Smellið til að skoða stærri útgáfu af myndinni
Mynd sem sýnir ferðatíma sjávarskaflsins sem stafaði af jarðskjálfta undan ströndum Chile árið 1960. Það tók fljóðbylgjuna 15 tíma að berast til Hawaii, og um 22 tíma að berast til Japan. (Mynd gerð af USGS,

smellið á myndina til að fá nánari upplýsingar).

Í öðru lagi eru sjávarskaflar af völdum skriðufalla neðansjávar, til dæmis ef stór spilda hrynur úr landgrunnsbrún. Sjávarskaflar sem myndast af þessum sökum eru minni og staðbundnari en þeir sem myndast við stóra jarðskjálfta. Árið 1998 myndaðist sjávarskafl í kjölfar skriðufalla við Skagway í Alaska. Lítið manntjón varð en skemmdir urðu á hafnarmannvirkjum. Verr fór við Nýju-Gíneu sama ár, en þá létust um 2000 manns vegna sjávarskafls sem talið er að hafi orsakast af skriðuföllum (þó hugsanlega í bland við jarðskjálfta) undan ströndum eyjarinnar.


Smellið til að skoða stærri útgáfu af myndinni
Yfirborð sjávar getur fallið snögglega við skriðuföll neðansjávar. Yfirborðsbylgja myndast svo þegar hafflöturinn leitar að jafnvægi. (Mynd gerð af Jennifer Wells frá Memorial háskólanum á Nýfundnalandi, smellið á myndina til að fá frekari upplýsingar).

Í þriðja lagi eru sjávarskaflar af völdum eldgosa eins og til dæmis gerðist í kjölfar hamfaragoss í Krakatá í Indónesíu árið 1883 en þá mynduðust gríðarstórir sjávarskaflar. Talið er að allt að 40 þúsund manns hafi látist í þeim hamförum. Dæmi eru um sjávarskafla af þessum sökum í Karíbahafinu og einnig er talið að stór flóðbylgja hafi myndast þegar eldfjall á eyjunni Santorini í Eyjahafi sprakk árið 1490 f.Kr.

Sjávarskaflar geta einnig orsakist af samblandi ofangreindra þátta og af öðrum ástæðum. Oftast verða jarðskjálftar samhliða skriðuföllum neðansjávar og eins geta skriðuföll af landi ofan í sjó hleypt af stað sjávarskafli. Aðrir þættir eru hugsanlegir, til dæmis er augljóst að loftsteinn sem lendir í sjó getur sett af stað mikla flóðbylgju.

Ef litið er aðeins nánar á bylgjurnar sjálfar þá hafa þær mjög mikla öldulengd (tugir til hundruða km) en að sama skapi mjög lítið útslag (oft um metra) og verður þeirra því ekki vart á hafi úti. Það er ekki fyrr en þær koma upp að landi sem þær hækka og segja má að þá fyrst verði sjávarskaflsins vart.

Útbreiðsluhraði yfirborðsbylgna ræðst af öldulengd og dýpt sjávar. Ef öldulengdin er lítil er hún ráðandi í útbreiðsluhraðanum en ef hún er nægilega löng verður dýpt sjávar ráðandi.

Þær öldur sem við þekkjum best orsakast af vindi og er öldulengd þeirra gjarnar nokkrir metrar, en undiralda getur reyndar haft hundruða metra öldulengd. Bylgjur með litla öldulengd eru kallaðar djúpvatnsbylgjur þar sem dýpt sjávar er mun meiri en öldulengdin. Hraði þeirra stendur í beinu hlutfalli við kvaðratrót öldulengdarinnar. Bylgjur með mikla öldulengd fara því hraðar og þannig má sjá undirölduna fara hraðar en „styttri“ öldur á yfirborði sjávar.

Eftir því sem öldulengdin verður meiri fara áhrif sjávardýptar á útbreiðsluhraðann að verða takmarkandi. Þegar öldulengdin er orðin tuttugföld dýpt sjávar er útbreiðsluhraðinn orðinn eingöngu háður sjávardýpt og stendur í beinu hlutfalli við kvaðratrót dýptarinnar. Nánar tiltekið er útbreiðsluhraðinn kvaðratrót af margfeldi þyngdarhröðunar (um 9.8 ms-2) og hafdýptarinnar. Slíkar bylgjur eru nefndar grunnvatnsbylgjur þar sem sjórinn er grunnur miðað við bylgjulengdina.

Meðaldýpt hafsins er um 4 km en við slíka dýpt ferðast sjávarskafl með rúmlega 710 km hraða á klukkustund. Á stórum hluta Kyrrahafsins er 6 km dýpi og þar ná grunnvatnsbylgjur um 870 km hraða á klukkustund. Þó dýpið sé ekki nema 1 km nær sjávarskaflinn samt 350 km hraða á klukkustund.

Í Súmötruskjálftanum var frekar grunnt hafsvæði (um 1000 - 1500 m) milli upptaka skjálftans og strandar Tælands, en um 2500 - 3000 m djúpt hafsvæði í Bengalflóa milli upptakanna og Srí Lanka. Þó í síðara tilvikinu væri meira en tvöfalt lengri leið að fara munaði ekki miklu í komutíma fyrstu sjávarskafla. Fyrstu bylgjurnar skullu á Tælandi um einum og hálfum tíma eftir jarðskjálftann, en á Srí Lanka um tveimur stundum eftir skjálftann.


Smellið til að skoða stærri útgáfu af myndinni
Ferðatími sjávarskaflsins sem myndaðist í kjölfar Súmötruskjálftans. Upptök skjálftans eru á sprungu undan ströndum Súmötru (merkt með litlum svörum punkti). Takið eftir að ferðatími milli Tælands og Srí Lanka er svipaður þó í síðara tilvikinu sé um mun lengri leið að fara (mynd gerð af NOAA, smellið á myndina til að fá nánari upplýsingar).

Þegar grunnvatnsbylgjur koma á grunnsævi hægja þær á sér. Við það hækkar bylgjan, og getur brotnað. Slíkt gerist meðal annars á kóralrifjum eða víðáttumiklum grynningum. Ef bylgjan brotnar ekki áður en hún nær að ströndinni þá breytist sjávaryfirborð mjög snögglega.


Smellið til að skoða stærri útgáfu af myndinni
Ýkt mynd af því hvernig bylgjuhæð snarhækkar þegar sjávarskafl skellur á ströndu. (Mynd frá BBC, smellið á myndina til að fá nánari upplýsingar)

Það er algengur misskilningur að sjávarskafl myndi alltaf krappa flóðbylgju sem skelli á ströndinni eins og risavaxin alda. Þó slíkt geti að vísu gerst er hitt algengara að yfirborð sjávar einfaldlega stígi mjög skyndilega. Það fer eftir strandlínu og lögun sjávarbotnsins hvernig skaflinn skellur á landi. Í flóum og fjörðum getur hæð bylgjunnar magnast verulega.

Oftast eru nokkrar bylgjur í hverjum sjávarskafli og getur sjórinn hörfað verulega rétt áður en þær skella á landi. Algengast er að nokkrar mínútur líði á milli bylgna, en stundum getur tímabilið orðið allt að klukkutími. Manntjón verður oft í síðari bylgjunum þar sem fólk hefur talið óhætt að snúa heim aftur eftir fyrstu bylgjuna.

Jarðskjálftar af því tagi sem valda sjávarsköflum eru mun óalgengari við Atlantshafið. Árið 1755 varð stór jarðskjálfti undan strönd Portúgal og myndaðist þá stór sjávarskafl. Einnig hefur verið rædd hættan af flóðbylgju sem gæti myndast við hrun eldfjallsins Cumbre Vieja á eyjunni La Palma í Kanaríeyjaklasanum. Því hefur verið haldið fram að slíkur atburður geti leitt til 50 m sjávarskafls í Karíbahafinu. Ýtarlegri greining hefur þó sýnt að þessi umfjöllun var mjög ýkjukennd. Í verstu tilvikum yrðu sjávarskaflar í Karíbahafinu vart hærri en 1 - 3 metrar. Slíkur sjávarskafl myndi samt valda verulegu tjóni.

Við Ísland eru ekki þekkt sjávarflóð vegna jarðskjálfta en dæmi eru um minniháttar flóð vegna skriðufalla og snjóflóða í sjó fram. Hugsanlegt er að sjávarskaflar vegna skriðufalla neðansjávar gætu gert usla á Íslandi, en ekki er vitað um staðfest tilvik vegna þessa. Þekkt er að Kötluhlaup hafa valdið flóðum í nágrenni Mýrdalssands og óljósar heimildir geta um flóð víðar.

Algengustu flóð á Íslandi verða í kjölfar djúpra lægða. Á Eyrarbakka og Stokkseyri urðu nokkrar skemmdir á mannvirkjum vegna sjávargangs árin 1925, 1936,1975, 1977 og 1990. Þessi flóð eru mjög ólík sjávarsköflum en geta vissulega valdið tjóni.

Þekktasta flóð í Íslandssögunni er svokallað Básendaflóð (eða Bátsendaflóð). Í Básendum á Reykjanesskaga var verslun og útræði en staðurinn eyðilagðist í miklu sjávarflóði aðfaranótt 9. janúar 1799. Flóðið hreif með sér flest hús á staðnum, en einungis einn maður fórst.

Í kjölfar hamfaranna í suðaustur Asíu hefur vefsíðum um sjávarskafla fjölgað mjög (leitarorð: Tsunami). Hér fyrir neðan eru tenglar á nokkrar síður, kort og greinar.

Almennt um sjávarskafla
  • Aðgengilegar upplýsingar um sjávarskafla má sjá hjá safni helguðu sjávarsköflum í Hilo Hawaii.
  • Bandaríska veðurstofan (NOAA) er einnig með góða síðu með upplýsingum um sjávarskafla, viðvörunarkerfi fyrir Kyrrahafið og marga áhugaverða tengla.
  • Þó að útlit þessarar síðu sé meingallað eru upplýsingarnar þar áreiðanlegar.

Um einstaka sjávarskafla

Um Súmötruskjálftann og sjávarskaflinn sem fylgdi í kjölfarið

Um Básendaflóðið
  • Staðsetningu Básenda má sjá á korti frá Ferðaþjónustu Reykjaness.
  • Sveinn Pálsson skrifaði nokkuð um Básendaflóðið. Um þessi skrif má lesa í grein Haraldar Jónssonar sem birtist í Veðrinu 1973 [1,2,3].

Á Vísindavefnum er að finna fleiri svör um flóðbylgjur og jarðskjálfta, til dæmis:

Útgáfudagur

8.4.2005

Spyrjandi

Rúnar Guðjónsson
Eiríkur Gardner

Höfundur

Halldór Björnsson

veðurfræðingur

Tilvísun

Halldór Björnsson. „Hvað er sjávarskafl eða tsunami?“ Vísindavefurinn, 8. apríl 2005. Sótt 13. nóvember 2019. http://visindavefur.is/svar.php?id=4877.

Halldór Björnsson. (2005, 8. apríl). Hvað er sjávarskafl eða tsunami? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=4877

Halldór Björnsson. „Hvað er sjávarskafl eða tsunami?“ Vísindavefurinn. 8. apr. 2005. Vefsíða. 13. nóv. 2019. <http://visindavefur.is/svar.php?id=4877>.

Chicago | APA | MLA

Sendu inn spurningu
eða

Vísindadagatalið

Viðar Guðmundsson

1955

Viðar Guðmundsson er prófessor í eðlisfræði við HÍ. Rannsóknir Viðars hafa snúist um líkanagerð af ýmsum eiginleikum rafeindakerfa í skertum víddum í manngerðum hálfleiðurum.