In de Volkskrant van 5 november 2022 wordt uitgelegd hoe gevaarlijk een tsunami is:
“De afgelopen 100 jaar hebben 58 tsunami’s het leven gekost aan ruim 260.000 mensen. De tsunami in 2004 veroorzaakte in o.a. Indonesië, Sri Lanka, India en Thailand naar schatting 227.000 doden. Sinds 2004 is er een netwerk van boeien, dat de Indische en Grote oceaan in de gaten houdt”.
Het artikel maakt gebruik van de gegevens van de Amerikaanse NOAA (National Ocean and Atmospheric Administration). In deze animatie is te zien waar en in welk jaar en met welke oorzaak tsunami’s plaatsvonden vanaf 1850 tot 2020.
a) Probeer te achterhalen wat is de meest voorkomende oorzaak van een tsunami is.
Zet in de animatie eerst alle oorzaken uit en schakel vervolgens achtereenvolgens de oorzaken (Earthquakes, Volcanoes, Landslides en Unknown) aan en weer uit. Laat bij iedere oorzaak de animatie lopen.
Opvallend is dat de meeste tsunami’s veroorzaakt worden door aardbevingen die ontstaan op de breuklijnen van de aardkorst. Op de breuklijnen verschuiven de platen ten opzichte van elkaar. Daarbij is het meestal zo dat de ene plaat onder of boven de andere schuift. Daarbij ontstaat in de zeebodem een aardbeving met tot gevolg een beweging van het water omhoog. Die beweging komt aan de oppervlakte als een golf.
In figuur 1 zie je een tabel die de relatie geeft tussen diepte van de zee en de snelheid van een door een aardbeving in de bodem opgewekte golf en de golflengte van die golf. Let op: de schalen horizontaal en verticaal zijn niet lineair.
b) Bereken met deze gegevens de frequentie van de trilling waarmee de golven zijn gemaakt door een aardbeving op een diepte van 4000 m.
v = 713 km/h = 198 m/s
$v=\lambda f \rightarrow f =\frac{v}{\lambda}=\frac{198}{213\cdot 10^3}=0,001~\mathrm{Hz}$
c) Laat zien dat deze frequentie van de golven niet verandert.
In dezelfde figuur zie je dat de golflengte kleiner wordt naarmate de tsunami de kust nadert en de zee ondieper wordt.
d) Welk effect heeft dat op de hoogte van de golven?
De golven worden hoger.
e) Geef een verklaring hiervoor.
Bij het naderen van de kust komen de golven in steeds ondieper water waardoor de voortplantingssnelheid afneemt (v = λ∙f).
Dit heeft een afname van de golflengte tot gevolg, maar, vanwege behoud van energie, ook een toename van de golfhoogte. Dicht bij de kust treedt er vervorming op doordat de hogere delen sneller gaan lopen dan de lagere. Alles bijeen is het gevolg dat met name de voorzijde van de golven, gezien vanuit de kust, sterk steiler kan worden en soms overslaan (branden). De hoogte die daarbij bereikt kan worden boven het ongestoorde zeeniveau kan wel tot tien keer de golfhoogte op dieper water bedragen.
