התחזית: סוער

מודל חדשני שפותח בטכניון מבקש לספק "התרעות צונאמי" ולהציל את חייהם של רבים

מודל חדשני לחיזוי צונאמי הוצג בטכניון במסגרת יום עיון של היחידה להנדסת סביבה, מים וחקלאות. המודל פותח על ידי פרופ' מיכאל שטיאסני. אירועי צונאמי, הגובים לעתים את חייהם של מאות אלפי אנשים ביום אחד, הם תולדה של אירועים גיאולוגיים בלב ים. התרוממות הקרקע מתחת למים יוצרת גל נמוך מאוד (בגובה עשרות סנטימטרים) וארוך מאוד (40 קילומטרים בין שיא של גל אחד לשיא של הגל הבא). גל זה נע בתחילה במהירות של כ־200 מטרים בשנייה ומאט בהדרגה. כאשר הגל מתקרב לחוף הוא מתרומם לגובה של מטרים ספורים ואף לעשרות מטרים, כתוצאה מ"דחיסת" האנרגיה האצורה בו, וגורם במקרים רבות לנזק עצום ברכוש ובחיי אדם. תופעה זו – התרוממות הגל בהתקרבו לחוף – העניקה לו את שמו היפני, צונאמי, שפירושו "גל־נמל".

המודל שפותח על ידי פרופ' שטיאסני מבוסס על זיהוי גלים אקוסטיים־גרביטציוניים הנוצרים במקביל לגל הצונאמי כתוצאה מרעידת האדמה התת ימית. בעוד גל הצונאמי נע במהירות התחלתית של 200 מטרים לשנייה, הגל האקוסטי נע במהירות גבוהה פי 7.5: 1,500 מטרים בשנייה. במקרה שרעידת האדמה מתרחשת במרחק רב מהחוף – 1,000 קילומטרים ויותר – מגיעים שני הגלים הללו לחוף בהפרש ניכר (שעה ואף יותר מכך). לפיכך עשוי הגל האקוסטי להוות התרעה להתקרבותו של גל צונאמי, וכך לאפשר פינוי מוקדם של האוכלוסייה.

האתגר הבא, הסביר שטיאסני בהרצאתו, היה איתור אותם גלים אקוסטיים. מאחר שמדובר בגלים נמוכים מאוד (כ־10 סנטימטרים) קשה לאתרם מתוך גלי הרוח. עם זאת, ייחודם של גלים אלה בכך, שבניגוד לגלי הרוח, מהירותם ועוצמתם סמוך לקרקעית נשמרות במהלך התנועה, ולכן ניתן למדוד אותם באמצעות חיישנים תת־מימיים. באופן זה מאפשרים גלים אלה התרעה אפקטיבית, לפחות במקרים שבהם רעידת האדמה התרחשה הרחק מהחוף.

פרופ' שטיאסני שערך את המחקר עם שלושה סטודנטים שלו – ד"ר אוסמה קאדרי, הדוקטורנטית גלי הנדין והמסטרנט ארז איוב – הסביר כי המודל התיאורטי לוקח בחשבון את דחיסותם של מי הים. "מאחר שדחיסותם של נוזלים היא שולית למדי, נהוג לחקור גלים וזרמים בים מתוך הנחה שהמים הם בלתי דחיסים. כאן, כאמור, נלקחה בחשבון דחיסותם של המים, והנחה זו הובילה לממצאים החדשים." פרופ' שטיאסני מציין כי למודל האמור יש ערך נוסף מלבד חיזוי צונאמי: שחזור הפרמטרים השונים (משך, מיקום, גודל התזוזה וכו') של רעידת האדמה שחוללה את הגלים.

במחקר אחר, שערכו פרופ' שטיאסני והסטודנט יהושע טוביאס, נבדקה ההיתכנות לגלי צונאמי בחופי ישראל. על פי המידע ההיסטורי שנאסף במחקר נערכו כמה ניבויים. באחד מהם (המבוסס על זמן־חזרה של אלף שנה) נמצא כי גלי צונאמי בחיפה יגיעו לגובה 1.80 מ', ובתל אביב לכ־1.20 מ'. "ראוי לציין כי ככל שהולכים אחורה בזמן, המידע בנושא זה אינו מידע מדעי מדויק אלא בעיקר תיעוד עממי של אירועים," מציין פרופ' שטיאסני.

גלים בהיסטוריה

ההיסטוריה של הצונאמי ארוכה ועתירת קורבנות. גלי צונאמי שנגרמו מהתפרצות הר געש בסנטוריני הכחידה ככל הנראה את התרבות המינואית בכרתים. ב־1958 היכה באלסקה גל הצונאמי הגבוה בהיסטוריה – 60 מטר – שמקורו בנפילת שבר־קרחון ענק למים, ושנתיים לאחר מכן הלמו גלים גדולים בחופי צ'ילה כתוצאה מרעש האדמה החזק ביותר שתועד בהיסטוריה: 9.5 בסולם ריכטר. ב־1998 היכה גל צונאמי את פפואה־גינאה החדשה, וב־2004 חוללה רעידת אדמה חזקה במיוחד (9 בסולם ריכטר) גלי צונאמי שהרגו כמעט רבע מיליון איש באזור אינדונזיה, תאילנד והודו.

אפשר כמובן להיערך יותר מבחינת בניית תשתיות אולם מאחר שמדובר באירוע אלים ומורכב אי אפשר לבנות תשתית הֶרמטית שתהיה עמידה בפני כל אירוע של צונאמי. אסון פוקושימה, מאירועי הצונאמי המפורסמים בשנים האחרונות, היה חלק מרעידת אדמה חזקה (9 בסולם ריכטר) שהרעידה את קרקע הים בעומק של 32 קילומטרים, כ־70 קילומטרים מחופי יפן. הרעידה, שהתרחשה ביום שישי, 11 במרץ 2011, בשעה 14:46, שיגרה גל  צונאמי שחדר כ־10 קילומטרים לתוך היבשה, ובין השאר גרם להתכה חלקית של ליבת הכור בפוקושימה. הכור אמנם היה מוגן בחומות שגובהן 5.70 מטרים, אך גל הצונאמי היה גבוה יותר: 7.30 מטרים.

הדוגמה של פוקושימה רק ממחישה את הקושי בהגנה פיזית מפני גלי צונאמי, ואת חיוניותה של "התרעת צונאמי" שתאפשר לכל הפחות לפנות תושבים מהאזור הנתון בסכנה. פיתוחה של התרעה כזו מעסיק כיום מדינות, גופים וחוקרים רבים, אך עד היום לא נמצא מנגנון התרעה אמין ומדויק דיו. אחת הסיבות לכך היא שגל הצונאמי נמוך מאוד בלב הים ולכן קשה לאתרו; הוא נהיה גבוה רק בהתקרבו לחוף.

פיתוחן של מערכות ל"התרעת צונאמי" החל כבר בשנות ה־50, אולם מערכות אלו אינן אמינות, ורבות מההתרעות שלהן שגויות (התרעות שווא) או מאוחרות מדי. זה הרקע לפיתוחו של המודל החדשני שהוצג לאחרונה בטכניון.