Российские ученые смоделировали оползневые цунами с учетом начального положения оползневой массы и наклона поверхности и выяснили, что максимальный набег волны происходит, когда оползневая масса находится на берегу. Новую модель, которая поможет прогнозировать будущие цунами и лучше понимать причины прошлых, опубликовали в журнале Landslides.

В последние десятилетия наблюдались аномально сильные цунами, которые иногда не сопровождались сейсмическими толчками, а происходили от источников, расположенных на шельфе. Причиной этих волн во многих случаях могут быть мощные оползни на подводном склоне, но рассчитать накат цунами на берег в этом случае довольно сложно. Необходимо учитывать нелинейный характер наката, рассеяния и обрушения волн, а также сложную геометрию шельфовой зоны. Для описания цунами существует ряд моделей, однако они все основаны на гидродинамике, поэтому анализ детальной структуры оползня и его механических характеристик затруднен.

Ученые из МФТИ совместно с коллегами из Нижнего Новгорода использовали упругопластическую модель с программным кодом FLAC3D, которая учитывает свойства оползня, а также берет в расчет характер процессов, протекающих в его теле. Физики разделили моделирование на элементы, образующие трехмерную сетку, соответствующую форме моделируемого объекта. Каждый элемент ведет себя в соответствии с заданным законом напряжения — деформации в ответ на приложенные силы или граничные условия. Сетка деформируется и перемещается вместе с материалом, который она представляет.

Оказалось, что для одного и того же тела оползня величина наката волны на берег может различаться в зависимости от исходного расположения оползня на склоне шельфа. Такой эффект не учитывался в наиболее часто используемых моделях, так как они рассматривали движение оползня вниз по стационарному склону. Кроме того, важную роль играют имеющиеся на склоне осадки — максимальное воздействие достигается, когда оползневая масса находится на сухом берегу.

«Мы не пытались внедрить новую методологию расчета модели оползня, а использовали уже знакомую модель, только внесли в нее дополнительные граничные условия. Наши результаты демонстрируют, что динамика береговой линии существенно зависит от исходного положения тела оползня, который сдвигает прибрежную часть дна. Этот признак может дать некоторую информацию о местоположении подводного оползня с соответствующим решением обратной задачи уже после цунами. Однако хорошо известно, что решение обратной задачи даже при нахождении местоположения сейсмического очага цунами — довольно сложный процесс, который не всегда приводит к адекватным результатам. Мы уже начали исследования в этом направлении и надеемся верно оценить места расположения этих оползней и их характер», — дополняет академик РАН Леопольд Лобковский.

https://indicator.ru/earth-science/model-opolznevukh-tsunami-13-10-2020.htm