Sóng thần là gì? Nguyên nhân gây ra sóng thần

Cô Nguyễn Thanh Phương 28/09/2023

Mời các em theo dõi nội dung bài học về Sóng thần là gì? Nguyên nhân gây ra sóng thần do thầy cô trường THCS Bình Chánh biên soạn. Hy vọng sẽ là tài liệu hữu ích giúp các em học tốt và hoàn thành tốt bài tập của mình.

Mục lục

Sóng thần là gì?

Sóng thần (tsunami) là một loạt các đợt sóng tạo nên khi một thể tích lớn của nước đại dương bị chuyển dịch chớp nhoáng trên một quy mô lớn. Động đất cùng những dịch chuyển địa chất lớn bên trên hoặc bên dưới mặt nước, núi lửa phun và va chạm thiên thạch đều có khả năng gây ra sóng thần. Hậu quả tai hại của sóng thần có thể ở mức cực lớn, giết chết bằng nhấn chìm trong nước đến hàng trăm ngàn người trong vài giờ.

Sóng thần có những đặc điểm giống với sóng nước nông (shallow-water waves). Sóng nước nông khác với sóng mà chúng ta vẫn nhìn thấy ở bờ biển. Sóng biển được hình thành do gió thổi trên mặt biển (wind-generated waves). Sóng biển thường có tính chu kỳ, thời gian giữa các sóng kế tiếp, là khoảng từ 5 đến 20 giây, bước sóng khoảng từ 100 m đến 200 m.

Bạn đang xem: Sóng thần là gì? Nguyên nhân gây ra sóng thần

Đối với sóng thần, thời gian giữa các sóng kế tiếp có thể là 10 phút, có trường hợp đến 2 giờ đồng hồ và bước sóng có thể đạt 500 km. Do có bước sóng lớn, sóng thần có những đặc điểm giống với sóng nước nông. Một sóng được coi như là giống sóng nước nông khi tỷ lệ giữa độ sâu thềm biển và bước sóng rất nhỏ.

Tốc độ của sóng nước nông là căn bậc hai của tích gia tốc trọng trường với độ sâu thềm biển.

Tốc độ của sóng nước nông là căn bậc hai của tích gia tốc trọng trường với độ sâu thềm biển. Tốc độ suy giảm năng lượng của sóng tỷ lệ nghịch với độ dài bước sóng. Vì vậy, với bước sóng lớn, sóng thần thất thoát rất ít năng lượng trong quá trình lan truyền.

Sóng thần di chuyển với tốc độ rất nhanh, có thể tới 890 km/h ở vùng biển sâu 6100 m. Nó có thể đi xuyên qua Thái Bình Dương chỉ trong vòng chưa đầy 1 ngày. Vì tốc độ lan truyền của sóng liên quan mật thiết đến độ sâu mực nước, cùng với sự giảm độ sâu mực nước là sự giảm tốc độ của sóng. Tuy nhiên, do năng lượng toàn phần được bảo toàn, nên khi tốc độ của sóng giảm thì năng lượng của nó sẽ tạo nên những con sóng khổng lồ, thẳng đứng, có thể cao đến trên 10 m, thậm chí có thể đến 30 m. Điều này cho phép chúng ta giải thích vì sao sóng thần hầu như không thể nhận biết ở những vùng biển sâu nhưng lại bất ngờ đổ ập vào bờ với những con sóng khổng lồ có sức tàn phá ghê gớm. Sự có mặt của những rạn san hô, địa hình cao đáy biển, cửa sông, vịnh, độ dốc của thềm lục địa… đều có thể làm giảm bớt năng lượng của sóng thần giúp cho ảnh hưởng của sóng thần đến những vùng ven bờ sẽ giảm đi phần nào.

Hiếm khi sóng thần trở thành sóng đổ lớn và có dạng cột. Đôi khi, sóng thần bị hóa giải từ khi còn xa bờ. Hoặc trong những trường hợp hiếm hoi, chúng có thể trở thành triều xoáy – “sóng bậc thang” đổ dốc về phía trước. Sóng thủy triều dâng cao cũng có thể xuất hiện nếu như sóng thần di chuyển từ vùng biển sâu vào nơi vịnh nông hoặc cửa sông. Mực nước có thể lên cao đến vài mét. Trong một số trường hợp cá biệt, mực nước dâng cao hơn 15 m đối với sóng thần xa nguồn và có thể lên đến hơn 30 m đối với những sóng hình thành gần chấn tâm. Đợt sóng đầu tiên chưa hẳn đã có mức tàn phá lớn nhất trong chuỗi các sóng. Một vùng bờ biển có thể không quan sát được sự tác động của sóng, trong khi những vùng khác, sóng thần có thể rất lớn và mãnh liệt.

Sóng thần có thể gây lũ lụt lan sâu vào trong đất liền đến 305 m, thậm chí xa hơn, nước và các mảnh vụn bao phủ cả vùng rộng lớn. Lũ do sóng thần gây ra có xu hướng cuốn trôi sinh mạng và tài sản ra phía đại dương. Sóng thần đạt độ cao lớn nhất khi đến bờ, được gọi là “mức dâng của sóng tại bờ”.

Nguyên nhân gây ra sóng thần

Chúng ta có thể giải thích về nguyên nhân gây ra hiện tượng sóng thần như sau: Sóng thần có thể hình thành do bất cứ một biến động nào trong lòng biển mà biến động đó có thể chiếm một thể tích lớn nước làm mất trạng thái cân bằng. Trượt lở đất ngầm, các trận động đất lớn có thể sản sinh ra sóng thần.

Trong quá trình trượt lở, trạng thái cân bằng của mực nước biển bị biến đổi do sự dịch chuyển của đất đá trên thềm biển. Tương tự như vậy, những phun trào mãnh liệt của núi lửa ngầm tạo ra một lực đẩy vô cùng lớn, chiếm chỗ cột nước và hình thành sóng thần. Khối lượng lớn đất đá do bị sạt lở trên bờ, rơi xuống làm xáo động nước biển từ phía trên mặt. Khối đất đá này cũng chiếm chỗ nước, phá vỡ trạng thái cân bằng của nước và kết quả là sự hình thành sóng thần. Không giống như sóng thần được tạo thành do động đất, những dạng sóng thần được hình thành không mang yếu tố địa chấn thường tan biến một cách nhanh chóng và rất hiếm khi tác động được đến vùng bờ biển ở xa.

Các đặc điểm của sóng thần

Sóng thần diễn biến rất khác biệt tùy theo kiểu sóng: chúng chứa năng lượng cực lớn, lan truyền với tốc độ cao và có thể vượt khoảng cách lớn qua đại dương mà chỉ mất rất ít năng lượng. Một trận sóng thần có thể gây ra thiệt hại trên bờ biển cách hàng nghìn cây số nơi nó phát sinh, vì thế chúng ta có thể có nhiều tiếng đồng hồ chuẩn bị từ khi nó hình thành tới lúc ập vào một bờ biển, nó xuất hiện một thời gian khá dài sau khi sóng địa chấn hình thành từ nơi xảy ra sự kiện lan tới. Năng lượng trên mỗi mét dài trong sóng tỷ lệ với nghịch đảo của khoảng cách từ nguồn phát.

Thậm chí một trận sóng thần riêng biệt có thể liên quan tới một loạt các đợt sóng với những độ cao khác nhau. Ở vùng nước rộng, các cơn sóng thần có chu kỳ rất dài (thời gian để đợt sóng sau tới vị trí một điểm sau đợt sóng trước), từ nhiều phút tới nhiều giờ, và chiều dài sóng dài lên tới hàng trăm kilômét. Điều này rất khác biệt so với các con sóng hình thành từ gió bình thường trên mặt đại dương, chúng thường có chu kỳ khoảng 10 giây và chiều dài sóng 150 mét.

Chiều cao thực của một đợt sóng thần trên đại dương thường không tới một mét. Điều này khiến những người ở trên tàu giữa đại dương khó nhận ra chúng. Bởi vì chúng có chiều dài sóng lớn, năng lượng của một cơn sóng thần điều khiển toàn bộ cột nước, hướng nó xuống phía đáy biển.

Các cơn sóng đại dương ở vùng nước sâu thường xuất hiện do chuyển động của nước tính từ bề mặt đến một độ sâu bằng một nửa chiều dài sóng. Điều này có nghĩa rằng sự di chuyển của sóng bề mặt đại dương chỉ đạt tới độ sâu khoảng 100 m hay ít hơn. Trái lại, những cơn sóng thần hoạt động như những con sóng vùng nước nông giữa biển khơi (bởi chiều dài của chúng ít nhất lớn gấp 20 lần chiều sâu nơi chúng hoạt động), bởi sự phân tán chuyển động của nước ít xảy ra nơi nước sâu.

Con sóng đi qua đại dương với tốc độ trung bình 500 dặm một giờ. Khi tiến tới đất liền, đáy biển trở nên nông và con sóng không còn di chuyển nhanh được nữa, vì thế nó bắt đầu “dựng đứng lên”; phần phía trước con sóng bắt đầu dựng đứng và cao lên, và khoảng cách giữa các đợt sóng ngắn lại. Tuy một người ở ngoài đại dương có thể không nhận thấy dấu hiệu sóng thần, nhưng khi vào bờ nó có thể đạt chiều cao một tòa nhà sáu tầng hay hơn nữa. Quá trình dựng đứng lên này tương tự như khi ta vẩy một chiếc roi da. Khi sóng tiến từ phía cuối ra đầu roi, cùng một lượng năng lượng phân bố trong khối lượng vật liệu ngày càng nhỏ, khiến chuyển động trở nên mãnh liệt hơn. Càng đi vào đất liền, tốc độ di chuyển sẽ chậm lại nhưng ngọn sóng cao.

Một con sóng trở thành một con “sóng nước nông” khi tỷ lệ giữa độ sâu mặt nước và chiều dài sóng của nó rất nhỏ, và bởi vì sóng thần có chiều dài sóng rất lớn (hàng trăm kilômét), các cơn sóng thần hoạt động như những cơn sóng nước nông ngay bên ngoài đại dương. Những con sóng nước nông di chuyển với tốc độ bằng căn bậc hai của tích giữa gia tốc trọng trường (9.8m/s2) và chiều sâu nước. Ví dụ, tại Thái Bình Dương, với độ sâu trung bình 4000m, một cơn sóng thần di chuyển với tốc độ khoảng 200m/s (720km/h hay 450 dặm/giờ) và mất ít năng lượng, thậm chí đối với những khoảng cách lớn. Ở độ sâu 40m, tốc độ sẽ là 20m/s (khoảng 72km/h hay 45 dặm/giờ), nhỏ hơn tốc độ trên đại dương nhưng rõ ràng con người không thể chạy nhanh hơn tốc độ này.

Dấu hiệu của một đợt sóng thần sắp tới

Những dấu hiệu sau đây thường báo trước một cơn sóng thần:

– Cảm thấy động đất. Nếu cảm thấy nền đất rung lắc mạnh đến mức không còn đứng vững được, thì nhiều khả năng sẽ xảy ra một trận sóng thần.

– Các bong bóng chứa khí gas nổi lên mặt nước làm ta có cảm giác như nước đang bị sôi.

– Nước trong sóng nóng bất thường.

– Nước có mùi trứng thối (khí hyđro sulfua) hay mùi xăng, dầu.

– Nước làm da bị mẩn ngứa.

– Nghe thấy một tiếng nổ như là: tiếng máy nổ của máy bay phản lực, tiếng ồn của cánh quạt máy bay trực thăng, hay là tiếng huýt sáo.

– Biển lùi về sau một cách đáng chú ý.

– Mây đen vần vũ đầy trời.

– Vệt sáng đỏ ở đường chân trời.

– Khi sóng thần ập vào bờ, sẽ có tiếng gầm rú giống như chuyến tàu hỏa đang đến gần.

– Hàng triệu con chim hải âu bay ngược biển.

– Nhiều đất nước khi có sóng thần, thường hay có những tiếng còi cảnh báo rú lên.

Tại sao sóng thần rất nguy hiểm?

Sóng thần không phải lúc nào cũng là những con sóng khổng lồ khi chúng vào bờ. Theo USGS, “hầu hết các cơn sóng thần không tạo ra những đợt sóng như sóng lướt bình thường ở bãi biển cuộn lại khi chúng tiến vào bờ. Thay vào đó, chúng xuất hiện giống như thủy triều rất mạnh và rất nhanh – nghĩa là mực nước biển dâng nhanh, cục bộ”.

Đến bây giờ, bạn hẳn đã có một ý tưởng khá rõ ràng về lý do tại sao sóng thần lại nguy hiểm đến vậy. Chúng có thể rất dài (thường là 100 km), rất cao (sóng thần Nhật Bản năm 2011 đo được có chiều cao hơn 10 mét) và có thể di chuyển cực nhanh mà không mất nhiều năng lượng. Một trận động đất lớn trong đại dương có thể gây ra một số cơn sóng thần tàn khốc cách đó hàng trăm, thậm chí hàng nghìn km.

Năm 2004, một trận động đất có tâm chấn ngoài khơi bờ biển phía Tây Sumatra, Indonesia xảy ra với cường độ 9,1–9,3 độ richter. Mảng Ấn Độ bị mảng Miến Điện hút chìm và gây ra một loạt sóng thần tàn khốc, một số cao hơn 30 mét. Sóng thần đã giết chết hơn 230.000 người ở 14 quốc gia, và nó cũng trở thành một trong những thảm họa thiên nhiên lớn nhất trong lịch sử nhân loại. Đó chỉ là một trong nhiều ví dụ bi thảm làm nổi bật sức mạnh khủng khiếp của sóng thần.

***

Trên đây là nội dung bài học Sóng thần là gì? Nguyên nhân gây ra sóng thần do thầy cô trường THCS Bình Chánh biên soạn và tổng hợp. Hy vọng sẽ giúp các em hiểu rõ nội dung bài học và từ đó hoàn thành tốt bài tập của mình. Đồng thời luôn đạt điểm cao trong các bài thi bài kiểm tra sắp tới. Chúc các em học tập thật tốt.

Đăng bởi THCS Bình Chánh trong chuyên mục Học tập