Когда землетрясение происходит на берегу моря и особенно на дне прибрежной области океана, то создаются огромные волны. В отличие от ветровых волн, эти волны захватывают всю толщу вод, до самого дна океана. Их называют цунами.
В 1863 году, во время извержения вулкана на острове Кракатау, в Зондском проливе образовалась волна, достигавшая 35 метров высоты и 524 километров длины. Эта волна была зарегистрирована на всем земном шаре. У Цейлона она имела высоту в 2,5 метра, у Капштадта — 0,25 метра, а у мыса Горн — 0,18 метра. В месте зарождения волна смыла с небольших близлежащих островов все, включая и почву. Она нанесла громадные опустошения и другим островам Малайского архипелага. Стоявшую у острова Ява канонерку занесло на 3 километра вглубь суши. Распространяясь в стороны, волна пересекла Тихий океан и через 23 часа 30 минут достигла южной оконечности Америки, мыса Горн. Далее, распространяясь через Атлантический океан, она через 32 часа 30 минут дошла до берегов Франции. Таким образом, менее чем за двое суток волна прошла 20 тысяч километров.
В 1896 году, во время землетрясения в Японии, возникла волна высотою в 15 метров. Через 10 часов 30 минут она пересекла Тихий океан и достигла Сан-Франциско. Волна произвела в Японии страшное опустошение, погибло около 27 тысяч человек.
Волны от подводных землетрясений часто обрушиваются на Гавайские острова, лежащие открыто в океане. Так, 1 апреля 1946 года от подводного землетрясения, происшедшего вблизи острова Унимак (в группе Алеутских островов), возникли гигантские волны. Распространиться далеко на север они не могли — мешала Алеутская гряда. Здесь волны достигли огромной высоты, были разрушены дома, стоявшие на высоте в 30 метров над уровнем моря. Зато на юг открывалась широкая дорога. Через 5 часов волны достигли Гавайских островов. Волна «пробежала» расстояние в 3700 километров со скоростью 750 километров в час. Эту волну наблюдали и у берегов Калифорнии. Она обрушилась с громадной силой на берег, ломая скалы и бетонные сооружения. Находившимся в океане судам волны не причинили вреда. Ведь расстояние между гребнями волн было около 150 километров! При такой длине волны даже самые высокие волны выглядят в открытом океане мелкими «бугорками».
Волны в открытом море никакого ощутимого вреда живым существам не причиняют. Совсем другое дело в прибрежной области. Здесь организмам пришлось приспособиться к жизни в условиях физического воздействия волн.
Как ни ужасны разрушения, причиняемые прибоем, но все же эти массы воды не могут прекратить интенсивной жизни в прибрежных районах моря. Сотни и тысячи раз согнется и опять разогнется мягкая морская водоросль под действием волны, но останется цела. Волне легче поднять со дна пудовый камень и выбросить его за десяток метров далеко на берег, чем отодрать накрепко приросших ко дну различных моллюсков, балянусов, червей или губок. Многие организмы устроились и того проще — у них развились присоски. Начнет шуметь море — одни рыбки и рачки уплывут подальше от опасных прибрежных скал, другие зароются в песок и ил. Останутся только те, кто может крепко присосаться к скалам на дне моря. Еще лучше мелким организмам. Размер волны для них так велик, что они ее и «не замечают».
Удивительные явления можно видеть на берегу моря! Обычно дважды, реже — раз в сутки, море то уходит от берегов, то приходит к нему. Придя в разное время суток в порт Мурманск, несведущий в морских явлениях человек не поверит своим глазам. Вот стоит траулер. На его палубу он взошел шесть часов назад прямо с пристани, а сейчас траулер как бы провалился, над причалом торчит только часть мачт. Обнажились и стойки причала и даже часть дна у берега. Чтобы попасть на палубу, надо спускаться по трапу. Все объясняется очень просто. Первый раз человек пришел в прилив, второй раз — в отлив.
Во время отлива на десятки метров обнажается большая полоса дна моря у берега. Там, где несколько часов перед этим плескались волны, теперь бродят птицы, разыскивая червей, рачков или рыбок, оставшихся в небольших ямках, наполненных водой, или закопавшихся под камни или в песок.
Берег моря в прилив.
В открытом океане приливы незаметны. Разность уровня полной и малой воды у острова Св. Елены, находящегося далеко в океане, меньше одного метра. Зато в прибрежной области материков высота прилива измеряется метрами. Особенно велики приливы в суживающихся местах. На Мурмане амплитуда приливов — 4,5 метра, у входа в Горло Белого моря — 5,5 метра, в Мезени — 12 метров. Почти такие же приливы можно наблюдать в Пенжинской губе в Охотском море. Наибольшая разность наблюдается в заливе Фанди в Северной Америке: 16–18 метров.
Берег моря в отлив.
Совершенно очевидно, что приливы и отливы имеют огромное значение для мореплавателей. Не зная, когда начнется отлив, корабль, стоящий в какой-либо гавани невдалеке от берега, легко может оказаться на мели, если во-время не снимется с якоря.
Величина и характер приливов в разных местах и в разное время различны. Обычно приливы бывают полусуточными, то-есть за 12 часов совершается прилив и отлив воды. Но в некоторых местах бывают суточные приливы, когда изменение уровня происходит всего один раз в сутки.
Приливы и отливы образуют течения. В узких местах приливо-отливное течение достигает огромной скорости; в Горле Белого моря в некоторых местах скорость приливо-отливного течения равна 15 километрам в час. Еще большие скорости приливных течений наблюдаются между островом Ванкувер и Британской Колумбией — около 20 километров в час.
В некоторых местах приливо-отливные течения образуют даже водовороты. Известные по «Одиссее» чудовища Сцилла и Харибда, обитавшие в Мессинском проливе и по древнему преданию топившие через определенные промежутки времени корабли, на самом деле были просто сменой быстрых приливо-отливных течений. В узком месте пролива они создавали сильные круговороты и препятствовали плаванию несовершенных кораблей древней Греции. Что ж удивительного, что «пройти между Сциллой и Харибдой» стало поговоркой, означающей преодоление больших трудностей.
Приливные явления сказываются и в дельтовых пространствах рек. В Амазонке прохождение прилива отмечалось на расстоянии 1400 километров от океана.
По своей природе приливные колебания уровня относятся к волнам. Но эти волны «невидимы» благодаря своей огромной длине. Длина приливной волны в северных полярных морях равна почти 2 тысячам километров. Следовательно, длина волны более ее высоты в 100 с лишним тысяч раз. Заметим, что при обычных волнах отношение высоты к длине обычно составляет от 1 : 10 до 1 : 20.
Скорость приливной волны тоже очень велика — 160 километров в час. Беда, если, увлекшись сборами коллекций на обнажившемся в отлив дне, вы отойдете далеко от берега и забудете о времени наступления прилива. Убежать от прибывающей воды будет очень трудно.
Каковы же причины этого удивительного явления? Оказывается, главным «виновником» приливов является Луна и, в меньшей степени, Солнце.
Жители морского побережья давно уже заметили связь между приливами и движением этих светил. В течение лунных суток (то-есть за 24 часа 50 минут) дважды происходят приливы и отливы. Также и в течение солнечных суток происходит дважды поднятие и опускание воды. Лунный прилив запаздывает по отношению к солнечному, и это является одной из причин ежедневных различий в моментах и высотах полных и малых вод. Кроме того, на силу приливов в данном месте влияет то обстоятельство, что в течение месяца меняется расстояние от Земли до Луны, а в течение года — от Земли до Солнца.
Хотя масса Солнца во много раз больше массы Луны, но притягательное воздействие Луны на воды Земли оказывается сильнее, так как Луна значительно ближе к Земле, чем Солнце. На частицы воды оказывает воздействие также и центробежная сила, происходящая от вращения Земли.
Если бы на поверхности Земли не было материков и вся Земля была бы покрыта ровным слоем воды, то воздействие Луны на Мировой океан проявилось бы так: в ближайшей к Луне области океана в силу притяжения произошел бы подъем воды навстречу Луне, то-есть образовалась бы выпуклость — полная вода. Одновременно в противоположной части Мирового океана центробежная сила (действующая всегда в направлении от Луны) вызвала бы подъем воды — прилив. В частях океана, расположенных перпендикулярно к линии воздействия Луны, силы притяжения Луною и центробежная действуют взаимно противоположно. Следовательно, равнодействующая этих двух сил направлена к центру Земли. Здесь уровень вод падает, здесь наблюдалась бы малая вода.
Схема образования прилива.
Наличие материков и различие глубин в океанах искажает «теоретическую» картину приливо-отливных явлений. Так, в закрытом Черном море приливов почти нет.
Равнодействующая сил притяжения и центробежной называется приливообразующей силой. Одновременно приливообразующая сила оказывает различное влияние на частицы воды, находящиеся в различных точках Земли. Но в течение суток ее влиянию подвергнутся все точки водной поверхности Земли. Подъем вод будет следовать за движением Луны вокруг Земли. Так как Луна обойдет в течение 24 часов 50 минут земной шар, то, очевидно, в Мировом океане в каждом месте дважды в течение суток — в ближайшем к Луне месте и в противоположном — произойдет поднятие, а в других местах дважды опускание вод в результате следования приливной волны за движением Луны.
Вычисления показали, что приливообразующая сила Солнца немного менее половины (0,43) приливообразующей силы Луны. Когда Солнце и Луна располагаются по одной прямой с Землей, то частицы воды находятся под действием обоих светил, и, естественно, это вызовет максимальный прилив. Такие приливы называются сизигийными. Но может быть и противоположное явление, когда Луна и Солнце находятся на линиях, перпендикулярных друг к другу; при этом силы двух светил направлены в разные стороны. Такие приливы называют квадратурными. Приливообра