miniatura|Esquema d'un tsunami Un tsunami (en japonès 津波 , 'ona de port'; kunrei-shiki: tunami) és una sèrie d'ones massives que poden tenir lloc després d'un terratrèmol, activitat volcànica, esllavissaments submarins, impactes de meteorits en el mar, o fins i tot grans trossos d'illa esllavissant-se al mar. En el cas més freqüent, els moviments tectònics, els tsunamis són importants a partir de terratrèmols de magnitud de més de 6,4 en l'escala de Richter i són molt devastadors a partir de la magnitud 7 en l'escala de Richter. Els megatsunamis són els tsunamis més potents i devastadors. El Japó, per la seva ubicació geogràfica, és el país més colpejat pels tsunamis.
Descripció física del fenomen Es tracta d'un seguit d'onades al mar causades per una ona de gran període T (entre 5 i 60 minuts) i de longitud d'ona L molt llarga (fins a 800 km). A alta mar tenen una altura d'ona H molt baixa (difícilment més de 3 m), de manera que es tracta d'ones extremadament planes i són difícilment apreciables a alta mar.
Com que la profunditat (o calat) del mar h és molt petita en comparació de la longitud d'ona dels tsunamis, es pot fer l'aproximació d'aigües somes en la teoria lineal de la hidrodinàmica, de manera que són vàlides les següents relacions entre la celeritat de propagació del tsunami c i el flux d'energia Eg.
on d és la densitat de l'aigua i g l'acceleració de la gravetat.
D'aquestes fórmules se'n desprenen dues coses: Que l'energia transportada per un tsunami és elevadíssima, i si no es dissipa (i aquesta és una altra característica dels tsunamis), pot causar greus destrosses a les zones costaneres. La velocitat de propagació dels tsunamis és elevadíssima. Per una profunditat normal en els oceans (4000 m), la velocitat dels tsunamis és de 713 km/h. Això significa que si es detecta un tsunami, es disposa de molt poc temps per prendre mesures a la zona de la costa.
A mesura que una onada es troba amb calats menys profunds (quan s'acosta a la costa), i mentre l'onada encara no ha trencat, existeix un procés d'augment de l'altura de l'onada que es pot descriure mitjançant l'equació de l'energia escrita més amunt (l'energia s'ha de conservar quan el calat h va disminuint). Aquest efecte, conegut com a shoalling, és el que fa créixer l'altura dels tsunamis dels no més de 3 metres a alta mar fins a més de 25 m al costat de la costa. Mentrestant, la velocitat de l'onada va disminuint.
La teoria lineal assegura que l'energia de les ones roman constant mentre aquestes no trenquin. El procés de ruptura de les onades és un procés complicat pel qual l'ona perd simetria i comença a dissipar energia quan el calat i l'altura de l'onada són del mateix ordre de magnitud (hi ha diverses teories sobre la relació H/h: McCowan, Weggel, Goda, etc.).
Es distingeixen quatre tipus de ruptura de les onades segons el seu número d'Iribarren, que depèn fonamentalment de la relació H/L o peralt de l'onada. Pel cas dels tsunamis, donat que L és extremadament gran comparada amb H, la forma de ruptura és en oscil·lació (o surging) que és la ruptura típica de les onades menys peraltades (típicament, baixes i planes i només planes en el cas dels tsunamis): l'aigua puja i baixa pel pla inclinat d'una platja sense gaires turbulències. És per tant la forma de ruptura menys eficient des del punt de vista de la dissipació d'energia.
D'aquesta manera, els tsunamis comencen a dissipar energia molt a prop de la costa i d'una forma molt poc eficient. El tipus de ruptura fa que el tsunami penetri literalment a la terra, devastant tot el que troba i causant gran destrucció al llarg de tota la costa. La manca de mecanismes altament dissipatius (com les turbulències o els col·lapses) fa que la distància que penetren terra endins sigui aproximadament de centenars de metres o inclús quilòmetres, de manera que el tsunami és percebut més aviat com una gran riuada més que com una gran onada. Un cop l'onada ha penetrat, el mar torna al seu lloc tornant a devastar per segona vegada tot el paisatge costaner.
Abans de l'arribada del tsunami a la costa, el nivell de l'aigua del mar comença a descendir considerablement (és que ja ha arribat la vall de l'onada). Quan hom es troba a la platja i detecta un descens que no es correspon amb la marea, hauria d'avisar a tots els banyistes i refugiar-se al cim del turó més proper. Si hom rep un avís de tsunami quan es troba navegant el més segur que pot fer és anar a alta mar on ni tan sols apreciarà el tsunami.
Altres tipus de tsunamis miniatura|Un tsunami apropant-se a la costa. Un declivi menys accentuat fa que les onades d'un tsunami perdin força i alçada. miniatura|Un declivi amb més profunditat fa que les onades d'un tsunami siguin més altes i potencialment destructives. Hi ha altres mecanismes generadors de sismes submarins menys corrents que també poden produir-se per erupcions volcàniques, esllavissades de terra, meteorits o explosions submarines. Aquests fenòmens poden produir onades enormes, molt més altes que les dels sismes submarins corrents. Es tracta dels anomenats megastsunamis, terme que, si bé no és científic, pot usar-se de forma poc rigorosa per referir-se als tsunamis generats per causes no tectòniques. De totes aquestes causes alternatives, la més comuna és la de les esllavissades de terra produïts per erupcions volcàniques explosives, que poden enfonsar illes o muntanyes senceres al mar en qüestió de segons. També hi ha la possibilitat de despreniments naturals tant en la superfície com sota d'ella. Aquest tipus de sismes submarins difereixen dràsticament dels tsunamis tectònics.
En primer lloc, la quantitat d'energia que intervé. Hi ha el terratrèmol de l'oceà Índic de 2004, amb una energia desenvolupada d'uns 32.000 MT. Només una petita fracció d'aquesta es traspassarà al sisme submarí. Per contra, un exemple clàssic de megatsunami seria l'explosió del volcà Krakatoa, l'erupció va generar una energia de 300 MT. Això no obstant, es va mesurar una altitud en les onades de fins a 50 m, molt superior a la de les mesures pels sismes submarins de l'oceà Índic. La raó d'aquestes diferències rau en diversos factors. D'una banda, el major rendiment en la generació de les ones per part d'aquest tipus de fenòmens, menys energètics però que transmeten gran part de la seva energia al mar. En un sisme, la major part de l'energia s'inverteix a moure les plaques. Però, tot i així, l'energia dels tsunamis tectònics segueix sent molt més gran que la dels megatsunamis. Una altra de les causes és el fet que un sisme submarí tectònic distribueix la seva energia al llarg d'una superfície d'aigua molt més gran, mentre que els megatsunamis parteixen d'un succés molt puntual i localitzat. En molts casos, els megatsunamis també pateixen una major dispersió geomètrica, degut justament a l'extrema localització del fenomen. A més, solen produir-se en aigües relativament poc profundes de la plataforma continental. El resultat és una onada amb molta energia en amplada superficial, però de poca profunditat i menor velocitat. Aquest tipus de fenòmens són increïblement destructius a les costes properes al desastre, però es dilueixen amb rapidesa. Aquesta dissipació de l'energia no només es dona per una major dispersió geomètrica, sinó també perquè no solen ser onades profundes, la qual cosa comporta turbulències entre la part que oscil·la i la que no. Això comporta que la seva energia disminueixi força durant el trajecte.
miniatura|Recreació gràfica d'un sisme submarí aproximant-se a la costa. L'exemple típic, i més cinematogràfic, del megatsunami és el causat per la caiguda d'un meteorit en l'oceà. En cas d'ocórrer tal cosa, es produirien ones corbes de gran amplitud inicial, bastant superficials, que sí que tindrien dispersió geomètrica i dissipació per turbulència, de manera que, a grans distàncies, potser els efectes no serien tan perjudicials. Una vegada més els efectes estarien localitzats, sobretot, en les zones properes a l'impacte. L'efecte és exactament el mateix que el de llançar una pedra a un estany. Evidentment, si el meteorit fos prou gran, donaria igual com de lluny es trobés el continent de l'impacte, ja que les onades l'arrasarien de totes formes amb una energia inimaginable. Sismes submarins apocalíptics d'aquesta magnitud van haver de produir-se fa 65 milions d'anys quan un meteorit va caure en l'actual península de Yucatán. Aquest mecanisme generador és, sens dubte, el més rar de tots, de fet, no es tenen registres històrics de cap onada causada per un impacte.
Alguns geòlegs especulen que un megatsunami podria produir-se en un futur proper (en termes geològics) quan es produeixi un lliscament en el volcà de la part inferior de l'illa de La Palma, a les Illes Canàries. Això no obstant, encara que existeix aquesta possibilitat (de fet algunes valls de Canàries, com el de Güímar (Tenerife) o el del Golf (El Hierro) es van formar per episodis geològics d'aquest tipus), no sembla que això pugui passar a curt termini, sinó dins de centenars o milers d'anys. Aquesta especulació ha causat una certa polèmica, sent tema de discussió entre diferents geòlegs. Un sisme submarí és un perill per al lloc on es trobi o s'origini, però també aquest fenomen té avantatges cap al nostre planeta...
Sistemes d'avís Moltes ciutats al voltant del Pacífic, sobretot a Mèxic, Japó, l'Equador, el Perú, Xile i Hawaii, disposen de sistemes d'alarma i plans d'evacuació en cas d'un sisme submarí perillós. Diversos instituts sismològics de diferents parts del món es dediquen a la previsió de sismes submarins, i l'evolució d'aquests és monitoritzada per satèl·lits. El primer sistema, bastant rudimentari, per alertar de l'arribada d'un sisme submarí va ser posat a prova a Hawaii a la dècada de 1920. Posteriorment es van desenvolupar sistemes més avançats a causa dels sismes submarins l'1 d'abril de 1946 i el 23 de maig de 1960, que van causar una gran destrucció a Hilo (Hawaii). Els Estats Units van crear el Centre de Prevenció de tsunamis al Pacífic (Pacific Tsunami Warning Center) el 1949, que va passar a formar part d'una xarxa mundial de dades i prevenció en 1965.
miniatura|esquerra|Senyal que avisa del perill de sisme submarí, a la península de Seward, Alaska. Un dels sistemes per a la prevenció de sismes submarins és el projecte CREST (Consolidated Reporting of Earthquakes and Seaquakes) (Informació Consolidada sobre terratrèmols i sismes submarins), que és utilitzat en la costa oest nord-americana (Cascadia), a Alaska i Hawaii pel United States Geological Survey (Centre d'Estudis Geològics dels Estats Units), la National Oceanic and Atmospheric Administration (l'Administració Nord-americana Oceànica i Atmosfèrica), la xarxa sismogràfica del nord-est del Pacífic i altres tres xarxes sísmiques universitàries.
La predicció de sismes submarins continua sent poc precisa. Encara que es pot calcular l'epicentre d'un gran terratrèmol subaquàtic i el temps que pot trigar a arribar un sisme submarí, és gairebé impossible saber si hi ha hagut grans moviments del sòl marí, que són els que produeixen sismes submarins. Com a resultat de tot això, és molt comú que es produeixin alarmes falses. A més, cap d'aquests sistemes serveix de protecció contra un sisme submarí imprevist.
Malgrat tot, els sistemes d'alerta no són eficaços en tots els casos. De vegades el terratrèmol generador pot tenir el seu epicentre molt prop de la costa, de manera que el lapse entre el sisme i l'arribada de l'ona serà molt reduït. En aquest cas, les conseqüències són devastadores, ja que no es compta amb temps suficient per evacuar la zona i el terratrèmol per si mateix ja ha generat una certa destrucció i caos previs, el que fa que resulti molt difícil organitzar una evacuació ordenada. Aquest va ser el cas del sisme submarí de l'any 2004, ja que, tot i disposar d'un sistema adequat d'alerta a l'oceà Índic, aquesta zona no hagués escapat del desastre.
Causes dels tsunamis