miniatura|Simulación dun tsunami en 3D. miniatura|dereita|Diagrama explicativo.
Un tsunami (do xaponés 津波: tsu, "porto" e nami, "onda") é unha serie de ondas xeradas cando a auga de superficie, por exemplo dun lago ou océano, se despraza rapidamente a escala masiva. Os derrubamentos (de xeo nos glaciares ou de terra na beiramar), as erupcións volcánicas (terrestres ou submarinas) ou un meteorito grande teñen o potencial de xerar un tsunami pero o 90 % deles son provocados por terremotos, e nese caso reciben o nome de tsunamis tectónicos.
Este tipo de ondas desprazan unha cantidade de auga moi superior ás ondas superficiais producidas polo vento. Calcúlase que o 75% destes fenómenos son provocados por terremotos, nese caso reciben o nome máis correcto e preciso de «tsunamis tectónicos». A enerxía dun maremoto depende da súa altura, da súa lonxitude de onda e da lonxitude da súa fronte. A enerxía total descargada sobre unha zona costeira tamén dependerá da cantidade de picos que leve o tren de ondas.Boris Levin, Mikhail Nosov: Physics of tsunamis. Springer, Dordrecht 2009, ISBN 978-1-4020-8855-1. É frecuente que un tsunami que viaxa grandes distancias diminúa a altura das súas ondas, pero sempre manterá unha velocidade determinada pola profundidade sobre a cal o tsunami desprázase. Normalmente, no caso dos tsunamis tectónicos, a altura da onda de tsunami en augas profundas é da orde dun metro, pero a lonxitude de onda pode alcanzar algúns centos de quilómetros. Isto é o que permite que aínda cando a altura en océano aberto sexa moi baixa, esta altura creza de forma abrupta ao diminuír a profundidade, co cal, ao diminuír a velocidade da parte dianteira do tsunami, necesariamente crece a altura por transformación de enerxía cinética en enerxía potencial. Desta forma unha masa de auga dalgúns metros de altura pode arrasar ao seu paso cara ao interior.
A enerxía dun tsunami depende da súa altura (amplitude da onda) e velocidade de translación. A enerxía total descargada sobre unha zona costeira tamén dependerá da cantidade de picos que leve o tren de ondas (no tsunami do Índico de 2004 houbo 7 picos). Este tipo de vagas removen unha cantidade de auga moi superior ás ondas superficiais producidas polo vento. Un tsunami tectónico producido nun fondo oceánico de 5 km de profundidade removerá toda a columna de auga desde o fondo ata a superficie. O desprazamento vertical pode ser tan só de centímetros pero, de se producir a suficiente profundidade, a velocidade será moi alta e a enerxía transmitida á onda será enorme. Aínda así, na mar a fóra a onda case non se aprecia xa que queda diluída entre as ondas superficiais. Con todo, destacan pola falta de tranquilidade do fondo mariño, que se axita en toda a súa profundidade.
A Organización das Nacións Unidas (ONU) declarou o 5 de novembro como o Día Mundial de Concienciación sobre os Tsunamis, co obxectivo de promover medidas de alerta e prevención de danos.
Causas O principal mecanismo de xeración dun tsunami é o desprazamento dun volume substancial de auga ou a perturbación do mar. Este desprazamento de auga adoita estar causado por terremotos, pero tamén se pode atribuír a deslizamentos de terra, erupcións volcánicas, desprendementos de glaciares ou, máis raramente, a meteoritos e probas nucleares. Non obstante, debátese a posibilidade de que un meteorito cause un tsunami. Sismicidade Os tsunamis pódense xerar cando o fondo mariño se deforma bruscamente e despraza verticalmente a auga que o cobre. Os terremotos tectónicos son un tipo particular de terremoto asociado á deformación da codia terrestre; cando estes terremotos ocorren baixo o mar, a auga sobre a área deformada desprázase da súa posición de equilibrio. Máis concretamente, pódese xerar un tsunami cando as fallas de acabalgamento asociadas a límites de placas converxentes ou destrutivos se moven bruscamente, o que resulta nun desprazamento da auga debido ao compoñente vertical do movemento implicado. O movemento nas fallas normais (extensionais) tamén pode causar o desprazamento do fondo mariño, pero só os maiores destes eventos (normalmente relacionados coa flexión no oleaxe da trincheira exterior) causan un desprazamento suficiente para dar lugar a un tsunami significativo, como os eventos de Sumba de 1977 e Sanriku de 1933.
A maioría dos maremotos son orixinados por terremotos de gran magnitude baixo a superficie acuática. Para que se orixine un maremoto o fondo mariño debe ser movido abruptamente en sentido vertical, de xeito que unha gran masa do océano sexa impulsada fóra do seu equilibrio normal. Cando esta masa de auga trata de recuperar o seu equilibrio xera ondas. O tamaño do maremoto estará determinado pola magnitude da deformación vertical do fondo mariño, ademais doutros parámetros como a profundidade do leito mariño. Non todos os terremotos baixo a superficie acuática xeran tsunamis, senón só aqueles de gran magnitude, con hipocentro no punto de profundidade axeitado.
Un maremoto tectónico producido nun fondo oceánico de 5 km de profundidade removerá toda a columna de auga dende o fondo ata a superficie. O desprazamento vertical pode ser só de centímetros, mais se se produce a suficiente profundidade a velocidade será moi alta e a enerxía transmitida á onda será enorme. Aínda así, en mar a fóra a onda pasa case desapercibida, xa que queda camuflada entre as ondas superficiais. En cambio, destacan na quietude do fondo mariño, que se axita en toda a súa profundidade.
Debido ao cinto de fogo, a zona de sismos máis activa do planeta, o océano Pacífico é o lugar máis afectado por este tipo de fenómenos. En particular, Xapón é o país máis golpeado polos tsunamis, por mor da súa localización xeográfica. Por iso, esta área do Pacífico é a única cun sistema de alertas verdadeiramente eficaz.
Física dos tsunamis tectónicos miniatura|Esquema dun tsunami. miniatura|Animación dunha onda en augas superficiais. Non existe un límite claro respecto da magnitude precisa dun sismo para xerar un tsunami. Os elementos determinantes para que aconteza o tsunami son, entre outros, a magnitude do sismo orixinador, a profundidade do hipocentro e a morfoloxía das placas tectónicas involucradas. Isto fai que para algúns lugares do planeta se requiran grandes sismos para xerar un tsunami mentres que para outros chegue con tremores de menor magnitude. É dicir, a xeoloxía local, a magnitude e a profundidade focal son parte dos elementos que definen a ocorrencia ou non dun tsunami de orixe tectónica. A pesar disto, existen estudos que relacionan a coda das ondas-p, axuntado ao perfil da costa, coa presenza de tsunamis permitindo mellorar a efectividade dos sistemas de alerta temperá.
A velocidade das ondas pode determinarse a través de ecuación: , onde D é a profundidade da auga que está directamente sobre o sismo e g, a gravidade terrestre (9,8 m/s²).
Ás profundidades típicas de 4-5 km as ondas viaxarán a velocidades arredor dos 600 quilómetros por hora ou máis. A súa amplitude superficial ou altura da crista H pode ser pequena, mais a masa de auga que axitan é enorme e por iso a súa velocidade é tan grande, igual que tamén o é a distancia entre os picos. É habitual que a lonxitude de onda da cadea de tsunamis sexa de 100 km, 200 km ou máis.
O intervalo entre cristas (período da onda) pode durar dende menos de dez minutos ata media hora ou máis. Cando a onda entre na plataforma continental, a diminución drástica da profundidade fai que a súa velocidade diminúa e comece a aumentar a súa altura. Ao chegar á costa, a velocidade decreceu ata uns 50 km/h mentres que a altura será xa duns 3 a 30 m, dependendo do tipo de relevo que atope. A distancia entre cristas tamén se estreitará preto da costa.
Debido a que a onda se propaga en toda a columna de auga, dende a superficie ata o fondo, pódese facer a aproximación á teoría linear da hidrodinámica. Así, o fluxo de enerxía E calcúlase como: , sendo 'd' a densidade do fluído.
A teoría linear predí que as ondas conservarán a súa enerxía mentres non rompan na costa. A disipación da enerxía preto da costa dependerá das características do relevo mariño e a maneira na que se disipa esa enerxía antes de romper depende da relación H/h. Unha vez que chega á terra firme a forma en que a onda rompe depende da relación H/L. Como L sempre é moito maior ca H as ondas romperán como o fan as ondas baixas e planas. Esta forma de disipar a enerxía é pouco eficiente, e leva a onda a adentrarse na terra como unha gran marea.
Ao chegar á costa a altura aumentará, mais seguirá a ter forma de onda plana. Pódese dicir que hai un transvasamento de enerxía de velocidade a amplitude. A onda frea mais gaña altura. Con todo, a amplitude non abonda para explicar o poder destrutor da onda e mesmo un nun tsunami de menos de 5 m os efectos poden ser devastadores. O que acontece é que a onda arrastra unha masa de auga moito maior que calquera onda convencional, polo que o primeiro impacto da fronte da onda vén seguido do pulo do resto da masa de auga perturbada que preme, facendo que o mar se adentre máis na terra.
Antes da súa chegada, o mar adoita retirarse distancias variables da costa, que no caso de fondos relativamente planos, pode chegar a varios centos de metros como unha rápida baixamar. Dende ese momento ata que chega a onda principal poden pasar de 5 a 10 minutos, e mesmo existen casos en que transcorreron horas ata chegar á terra. Ás veces, antes de chegar a cadea principal de ondas do tsunami, que realmente arrasará a zona, poden aparecer «micro tsunamis» de aviso. Así ocorreu o 26 de decembro de 2004 nas costas de Sri Lanka onde, minutos antes da chegada da onda forte, pequenos tsunamis entraron uns cincuenta metros praia dentro, provocando o desconcerto entre os bañistas antes de que se lles botase encima a onda maior. Segundo testemuños, «víronse rápidas e sucesivas mareas baixas e altas, daquela o mar retirouse por completo e só sentiuse o estrondo atronador da grande onda que viña».
Debido a que a enerxía dos tsunamis tectónicos é case constante, poden chegar a cruzar océanos e afectar costas moi afastadas do lugar do suceso. A traxectoria das ondas pode modificarse polas variacións do relevo abisal, fenómeno que non ocorre coas ondas superficiais. Nos tsunamis tectónicos, dado que se producen debido ao desprazamento vertical dunha falla, a onda que xeran adoita ser especial. A súa fronte de onda é recta en case toda a súa extensión e só nos extremos vai diluíndose a enerxía ao se curvar. A enerxía concéntrase polo tanto nunha fronte de onda recta, o que fai que as zonas situadas xusto na dirección da falla se vexan relativamente pouco afectadas, en contraste coas zonas varridas pola onda, aínda que se sitúen moito máis lonxe. A peculiar fronte da onda fai que a onda non perda enerxía por simple dispersión xeométrica, sobre todo na súa zona máis central. O fenómeno é parecido a unha onda encaixada nun canal ou río. A onda, ao non poder dispersarse matén constante a súa enerxía. Nun tsunami si existe certa dispersión, mais sobre todo concéntrase nas zonas máis afastadas do centro da fronte de onda recta. Dispersión da enerxía debido ao alongamento da fronte de onda Hai quen sostén que os tsunamis son exemplos dun tipo especial de ondas non lineais denominadas solitóns.
O fenómeno físico dos solitóns foi descrito, no século XIX, por J. S. Russell en canles de auga de pouca profundidade, e son observables tamén noutros lugares. Respecto diso expresouse que:
Tsunamis con outros tipos de orixes miniatura|upright|Impresión artística dun meteorito caendo no océano