سرعت سونامی: وابسته به عمق آب، هرچه آب عمیق‌تر باشد سرعت بیشتر است.

سرعت سونامی: شتاب در اعماق اقیانوس

سونامی چیست و چگونه متولد می‌شود؟

تصور کنید یک سنگ بزرگ را در وسط یک حوضچه آب بیندازید. از نقطه برخورد، حلقه‌های موج به بیرون پخش می‌شوند. سونامی هم شبیه همین است، اما در مقیاسی غول‌پیکر! منبع ایجاد سونامی معمولاً زلزله‌های زیر دریا²، فوران آتشفشان یا حتی لغزش‌های بزرگ خاک در کف اقیانوس است. این حوادث، حجم عظیمی از آب را به سرعت جابجا می‌کنند و انرژی زیادی به آن منتقل می‌کنند. این انرژی خود را در قالب موج‌هایی با طول موج³ بسیار بلند (گاهی صدها کیلومتر) نشان می‌دهد.

برخلاف موج‌های معمولی دریا که فقط سطح آب را تحت تاثیر قرار می‌دهند، سونامی از کف دریا تا سطح آب در حرکت است. به همین دلیل است که یک قایق در وسط اقیانوس ممکن است متوجه عبور یک سونامی نشود؛ چون ارتفاع موج در آب‌های عمیق خیلی کم است، اما طول و سرعت آن بسیار زیاد است.

رابطهٔ جادویی عمق و سرعت: فرمول ساده

سرعت سونامی با یک فرمول ریاضی نسبتاً ساده قابل محاسبه است. دانشمندان دریافته‌اند که سرعت ($v$) به جذر حاصلضرب شتاب گرانش زمین ($g$) و عمق آب ($d$) بستگی دارد.

جذر گرفتن یعنی چه؟ اگر عمق آب ۴ برابر شود، سرعت فقط ۲ برابر می‌شود (چون جذر ۴ برابر، ۲ برابر است). این رابطه را می‌توانیم در جدول زیر به وضوح ببینیم:

همانطور که در جدول می‌بینید، در عمق 4000 متری، سرعت سونامی به اندازه سرعت یک هواپیما می‌رسد. این یعنی یک سونامی ایجاد شده در نزدیکی ژاپن می‌تواند فقط در عرض چند ساعت به ساحل آلاسکا برسد!

آزمایش ذهنی: دویدن در استخر کم‌عمق و عمیق!

برای درک این رابطه، یک آزمایش فکری انجام دهیم. فرض کنید می‌خواهید در آب بدوید.

• حالت اول (آب کم‌عمق): در قسمت کم‌عمق استخر که آب تا قوزک پاست، به راحتی می‌توانید سریع بدوید. آب مقاومت کمی ایجاد می‌کند.
• حالت دوم (آب عمیق): حالا به قسمت عمیق استخر بروید که آب تا سینه است. حالا چقدر می‌توانید سریع بدوید؟ خیلی کمتر! زیرا حجم بیشتری از آب در مقابل پاهای شما مقاومت می‌کند و سرعت شما کم می‌شود.

اما برای سونامی، این داستان برعکس است! سونامی مانند پای دویدن شما نیست، بلکه مانند انرژی منتقل شده به کل ستون آب است. در آب‌های عمیق، ستون آب بلندتری وجود دارد که می‌تواند این انرژی را با کارآیی بیشتری منتقل کند، درست مانند یک قطار طولانی که اگر از ابتدا به آن نیرو بدهید، در خط صاف با سرعت بیشتری حرکت می‌کند. در آب کم‌عمق (نزدیک ساحل)، کف دریا مانند ترمز عمل می‌کند. اصطکاک با کف دریا سرعت موج را شدیداً کاهش می‌دهد، اما در عوض این انرژی صرف چه می‌شود؟ افزایش ارتفاع موج. به همین دلیل است که سونامی در ساحل به شکل دیواره‌ای عظیم از آب درمی‌آید و به خشکی می‌زند.

اشتباهات رایج و پرسش‌های مهم

پاورقی

¹ سونامی (Tsunami): از واژه‌های ژاپنی "tsu" (بندر) و "nami" (موج) گرفته شده است. به مجموعه‌ای از امواج با طول موج بسیار بلند گفته می‌شود که در اثر جابجایی ناگهانی حجم عظیمی از آب اقیانوس ایجاد می‌شود.
² زلزله زیر دریا (Submarine Earthquake): زمین‌لرزه‌ای که کانون آن در کف اقیانوس یا دریا قرار دارد.
³ طول موج (Wavelength): فاصله بین دو قله متوالی یک موج. در سونامی این فاصله می‌تواند به صدها کیلومتر برسد.
⁴ باتیمتری (Bathymetry): علم اندازه‌گیری عمق اقیانوس‌ها و نقشه‌برداری از توپوگرافی کف دریا.