Anak Krakatau wywołał tsunami przez zawalenie zbocza, nie wielkie trzęsienie ziemi
22 grudnia 2018 roku tsunami w Cieśninie Sundajskiej powstało po częściowym zawaleniu się zbocza Anak Krakatau podczas trwającej aktywności wulkanicznej. Duża masa materiału gwałtownie przemieściła się do morza i wyparła wodę, generując fale, które uderzyły w wybrzeża Jawy i Sumatry. Mechanizm był więc inny niż w typowym tsunami tektonicznym: nie potrzeba było potężnego trzęsienia przesuwającego dno oceanu. Wulkaniczna wyspa sama stała się źródłem osuwiska i impulsu dla fali. Takie źródło tsunami jest trudniejsze do rozpoznania systemami nastawionymi głównie na wielkie trzęsienia tektoniczne.
Tsunami bez klasycznego wielkiego trzęsienia
Większość osób poznaje tsunami na przykładzie gwałtownego pionowego przemieszczenia dna morskiego podczas trzęsienia ziemi. Anak Krakatau pokazał inną możliwość. 22 grudnia 2018 roku zawaliła się część wulkanicznego stożka, a materiał osunął się do morza. Badania opublikowane w Nature Communications połączyły kolaps z tsunami i odtworzyły sekwencję wydarzeń na podstawie danych satelitarnych, sejsmicznych i obserwacji terenowych.
Dlaczego młoda wyspa może być niestabilna
Wulkaniczne wyspy potrafią rosnąć szybko z luźnego materiału piroklastycznego i kolejnych potoków lawy. Strome zbocza mogą opierać się na skomplikowanym, częściowo podmorskim podłożu. W miesiącach poprzedzających kolaps Anak Krakatau był intensywnie aktywny i rozbudowywał fragmenty stożka. Badania wskazały również wcześniejsze oznaki deformacji południowo-zachodniego sektora. Nowo zbudowany teren nie musi więc być mechaniczną konstrukcją o dużym marginesie bezpieczeństwa.
Co generuje falę
Kluczowy jest nie sam fakt, że skały wpadają do wody, lecz szybkość i objętość przemieszczonej masy. Osuwisko porusza i wypiera wodę, tworząc fale rozchodzące się od źródła. W przypadku Anak Krakatau część procesu zachodziła także pod powierzchnią morza. Badania batymetryczne po wydarzeniu pokazały rozległy osad osuwiskowy na dnie, co pozwoliło lepiej odtworzyć skalę i geometrię kolapsu.
Dlaczego taki mechanizm jest trudniejszy do ostrzegania
Systemy ostrzegania przed tsunami były historycznie rozwijane głównie wokół dużych trzęsień ziemi. Osuwisko wulkaniczne może nie wytworzyć tak jednoznacznego sygnału tektonicznego, a w pobliżu źródła fala dociera do brzegu szybko. W 2018 roku wulkaniczny mechanizm i brak typowego silnego trzęsienia utrudniały natychmiastowe rozpoznanie zagrożenia. To ważna lekcja dla wysp wulkanicznych, gdzie monitoring powinien uwzględniać także stabilność zboczy.
Kaskada zagrożeń
Anak Krakatau pokazuje, że katastrofy geologiczne nie muszą należeć do jednej kategorii. Aktywność wulkaniczna może doprowadzić do destabilizacji zbocza; destabilizacja tworzy osuwisko; osuwisko generuje tsunami. Każdy etap ma własną fizykę, ale razem tworzą jeden ciąg przyczynowy. Dzięki temu wydarzenie jest szczególnie wartościowym przykładem tego, dlaczego ocena ryzyka wulkanicznego nie może kończyć się na pytaniu, dokąd doleci popiół lub dopłynie lawa.
Osuwiskowe tsunami zachowuje się inaczej niż źródło tektoniczne
Trzęsienie ziemi może przemieścić bardzo duży fragment dna na szerokim obszarze, przez co tsunami rozchodzi się na ogromne odległości. Osuwisko ma zwykle bardziej lokalne źródło, ale blisko niego może wytworzyć bardzo wysokie fale i skomplikowany wzór propagacji. W Anak Krakatau geometria wysp Cieśniny Sundajskiej dodatkowo wpływała na kierowanie i odbijanie fal. Dlatego zagrożenie było szczególnie duże dla pobliskich wybrzeży mimo braku megatrzęsienia.
Badania pod wodą ujawniły brakującą część katastrofy
Po kolapsie naukowcy mapowali dno sonarami i porównywali je z danymi sprzed wydarzenia. Znaleziono wielkie bloki i osady, które pozwoliły odtworzyć podmorską część osuwiska. To ważne, bo zdjęcia satelitarne pokazują tylko to, co stało się nad powierzchnią morza. Pełny bilans masy wymagał połączenia obserwacji lądu i dna. Dopiero wtedy można lepiej modelować objętość przemieszczonego materiału i wytworzone tsunami.