The magnitude 7.5 earthquake, and subsequent tsunami, that struck Indonesia days ago has resulted in at least 1,200 deaths.

Władze wciąż oceniają zakres zniszczeń, ale jasne jest, że trzęsienie ziemi i tsunami miało niszczycielski wpływ na region Sulawesi, a w szczególności na miasto Palu.

To nie pierwszy raz kiedy trzęsienia ziemi powodują masowe zniszczenia i śmierć w Indonezji. Tsunami, które po nich następują są szczególnie niszczące. Ale dlaczego?

Połączenie płyt tektonicznych w regionie, kształt linii brzegowej, wrażliwe społeczności i niezbyt solidny system wczesnego ostrzegania sprawiają, że indonezyjskie tsunami są szczególnie niebezpieczne.

Płyty tektoniczne

Indonezja obejmuje wiele złożonych środowisk tektonicznych. Wiele szczegółów tych środowisk jest wciąż słabo poznanych, co utrudnia nam przewidywanie ryzyka trzęsień ziemi i tsunami.

Największe trzęsienia ziemi na Ziemi to trzęsienia w „strefie subdukcji”, które występują tam, gdzie stykają się dwie płyty tektoniczne.

W grudniu 2004 i marcu 2005, było parę trzęsień ziemi w strefie subdukcji wzdłuż Rowu Sunda u zachodnich wybrzeży Sumatry. W szczególności trzęsienie o magnitudzie 9,1 w grudniu 2004 roku wywołało niszczycielskie tsunami, które zabiło prawie ćwierć miliona ludzi w krajach i na wyspach otaczających Ocean Indyjski.

Ale tylko uważanie na tego rodzaju trzęsienia ziemi może nas oślepić na inne niebezpieczeństwa. Wschodnia Indonezja ma wiele małych mikropłyt, które są wstrząsane przez ruch dużych płyt Australii, Sunda, Pacyfiku i Morza Filipińskiego.

Wrześniowe trzęsienie ziemi zostało spowodowane przez tak zwany uskok „strike-slip” we wnętrzu jednej z tych małych płyt. Rzadko się zdarza – choć nie jest to nieznane – aby tego rodzaju trzęsienia powodowały tsunami.

Systemy uskoków są dość duże, a przez procesy erozyjne stworzyły szerokie doliny rzeczne i ujścia rzek. Dolina rzeki Palu, i jej ujście, w którym znajduje się stolica regionu Palu, zostały uformowane przez ten złożony system uskoków. Badania prehistorycznych trzęsień ziemi wzdłuż tego systemu uskoków sugerują, że uskok ten produkuje trzęsienia ziemi o magnitudzie 7-8 mniej więcej co 700 lat.

Dno morza kształtuje falę

Kolejnym ważnym czynnikiem dla tsunami jest głębokość i kształt dna morskiego. Determinuje to prędkość początkowych fal. Silne trzęsienia ziemi w strefie subdukcji na dnie oceanu mogą spowodować uniesienie całego słupa wody oceanicznej, a następnie ponowne zanurzenie się w dół. Ponieważ woda ma pęd, może spaść poniżej poziomu morza i wytworzyć silne oscylacje.

Wybrzuszenie wody poruszające się na zewnątrz od centrum trzęsienia ziemi może mieć ograniczoną wysokość (rzadko więcej niż metr), ale masa wody jest bardzo duża (w zależności od powierzchni poruszonej przez trzęsienie ziemi).

Fale tsunami mogą poruszać się bardzo szybko, osiągając prędkość odrzutowca. W wodzie o głębokości 2 km mogą poruszać się z prędkością 700 km na godzinę, a nad bardzo głębokim oceanem mogą osiągać prędkość 1000 km na godzinę.

Gdy fala zbliża się do płytszego brzegu, jej prędkość maleje, a wysokość wzrasta. Tsunami może mieć wysokość 1m na otwartym oceanie, ale na wybrzeżu wzrasta do 5-10m. Jeśli podejście do linii brzegowej jest strome, efekt ten jest wyolbrzymiony i może tworzyć fale o wysokości kilkudziesięciu metrów.

Mimo że fale zwalniają w pobliżu wybrzeża, ich ogromne prędkości początkowe oznaczają, że płaskie obszary mogą być zalane na kilometry w głąb lądu. Topografia dna oceanu wpływa na prędkość fal tsunami, co oznacza, że poruszają się one szybciej nad głębokimi obszarami, a wolniej nad podmorskimi ławicami. Bardzo stromy ląd, nad lub pod wodą, może nawet ugiąć i odbić fale.

Linie brzegowe archipelagu indonezyjskiego są uwypuklone, w szczególności we wschodniej części, a zwłaszcza na Sulawesi. Palu ma wąską, głęboką i długą zatokę: doskonale zaprojektowaną, aby fale tsunami były bardziej intensywne i bardziej śmiertelne.

Ta złożona konfiguracja sprawia również, że bardzo trudno jest modelować potencjalne tsunami, więc trudno jest wydać na czas dokładne ostrzeżenia dla ludzi, którzy mogą zostać dotknięci katastrofą.

Udaj się na wyższy teren

Najbezpieczniejszą i najprostszą radą dla ludzi w obszarach przybrzeżnych, które zostały dotknięte trzęsieniem ziemi, jest natychmiastowe udanie się na wyższy teren i pozostanie tam przez kilka godzin. W rzeczywistości jest to dość złożony problem.

Hawaje i Japonia mają wyrafinowane i skuteczne systemy wczesnego ostrzegania. Powielenie ich w Indonezji stanowi wyzwanie, biorąc pod uwagę brak infrastruktury komunikacyjnej i dużą różnorodność języków używanych na rozległym archipelagu wysp.

Po katastrofie na Oceanie Indyjskim w 2004 r. podjęto międzynarodowe wysiłki w celu usprawnienia sieci ostrzegania przed tsunami w tym regionie. Obecnie indonezyjski system ostrzegania przed tsunami działa w oparciu o sieć 134 stacji pomiaru pływów, 22 boje połączone z czujnikami na dnie morza w celu przekazywania wcześniejszych ostrzeżeń, sejsmografy lądowe, syreny w około 55 miejscach oraz system rozpowszechniania ostrzeżeń za pomocą wiadomości tekstowych.

Jednakże finansowanie i utrzymanie systemu wczesnego ostrzegania w dłuższej perspektywie czasowej stanowi poważny problem. Same boje kosztują około 250 000 USD każda do zainstalowania i 50 000 USD rocznie na utrzymanie.

Trzy główne indonezyjskie agencje odpowiedzialne za łagodzenie skutków trzęsień ziemi i tsunami ucierpiały z powodu cięć budżetowych i wewnętrznych walk o określenie ról i obowiązków.

Na koniec, wydarzenie tsunami w Palu pokazało, że nasze obecne modele tsunami są niewystarczające. Nie uwzględniają one odpowiednio wielokrotnych trzęsień ziemi, ani podwodnych osuwisk potencjalnie spowodowanych takimi trzęsieniami.

Żaden system wczesnego ostrzegania nie jest w stanie zapobiec silnym trzęsieniom ziemi. Tsunami i wynikające z nich uszkodzenia infrastruktury oraz ofiary śmiertelne z pewnością wystąpią w przyszłości. Jednak dzięki dobrze rozwiniętemu i niezawodnemu systemowi wczesnego ostrzegania oraz lepszej komunikacji i świadomości społecznej możemy zminimalizować ich tragiczne skutki.

W przypadku trzęsień ziemi, które występują bardzo blisko plaży – co często ma miejsce w Indonezji – nawet idealny system nie byłby w stanie wystarczająco szybko rozpowszechnić niezbędnych informacji. Geografia Indonezji i wrażliwe osady nadmorskie sprawiają, że tsunami są jeszcze bardziej niebezpieczne, dlatego potrzebujemy większych i zgodnych wysiłków, aby stworzyć społeczności odporne na trzęsienia ziemi i tsunami.