miniatura|Esquema de un tsunami. miniatura|Simulación de un tsunami.
Un tsunami (forma recomendada) o sunami (del japonés [tsu], 'puerto' o 'bahía', y [nami], 'ola'), también llamado maremoto (del latín mare, 'mar', y motus, 'movimiento'), es un evento complejo que involucra un grupo de olas en un cuerpo de agua de gran energía y de tamaño variable que se produce cuando se desplaza verticalmente una gran masa de agua por algún fenómeno extraordinario, por ejemplo, terremotos, erupciones volcánicas, detonaciones nucleares submarinas, deslizamientos de terreno, impacto de meteoritos, etc. A diferencia de las olas oceánicas normales producidas por el viento, y de las mareas, que son generadas por la atracción gravitatoria del Sol y la Luna, un tsunami es generado por el desplazamiento de agua. Los tsunamis con olas excepcionalmente altas se denominan megatsunamis.
Este tipo de olas desplazan una cantidad de agua muy superior a las olas superficiales producidas por el viento. Se calcula que el 75 % de estos fenómenos son provocados por terremotos, en cuyo caso reciben el nombre más correcto y preciso de «tsunamis tectónicos». La energía de un maremoto depende de su altura, de su longitud de onda y de la longitud de su frente. Del mismo modo, la energía total descargada sobre una zona costera también dependerá de la cantidad de picos que lleve el tren de ondas.Boris Levin, Mikhail Nosov: Physics of tsunamis. Springer, Dordrecht 2009, ISBN 978-1-4020-8855-1. Es frecuente que un tsunami que viaja grandes distancias disminuya la altura de sus olas, pero siempre mantendrá una velocidad determinada por la profundidad sobre la cual el tsunami se desplaza. Normalmente, en el caso de los tsunamis tectónicos, la altura de la onda de tsunami en aguas profundas es del orden de un metro, pero la longitud de onda puede alcanzar algunos cientos de kilómetros. Esto es lo que permite que aun cuando la altura en océano abierto sea muy baja, esta altura crezca de forma abrupta al disminuir la profundidad, con lo cual, al disminuir la velocidad de la parte delantera del tsunami, necesariamente crece la altura por transformación de energía cinética en energía potencial. De esta forma, una masa de agua de algunos metros de altura puede resultar destructiva tierra adentro.
Causas y fenomenología miniatura|izq|Animación de una ola en aguas someras.
Antiguamente, el término tsunami se utilizaba para referirse a las olas producidas por huracanes y temporales que podían entrar tierra adentro, pero estas no dejaban de ser olas superficiales producidas por el viento. Tampoco se debe confundir con la ola producida por la marea conocida como macareo. Este es un fenómeno regular y mucho más lento, aunque en algunos lugares estrechos y de fuerte desnivel pueden generarse fuertes corrientes.
La mayoría de los tsunamis son originados por terremotos de gran magnitud bajo la superficie acuática. Para que se origine un tsunami, el fondo marino debe ser movido de manera abrupta en sentido vertical, de modo que una gran masa de agua del océano sea impulsada fuera de su equilibrio normal. Cuando esta masa de agua trata de recuperar su equilibrio genera olas. El tamaño del tsunami estará determinado por la magnitud de la deformación vertical del fondo marino entre otros parámetros como la profundidad del lecho marino. No todos los terremotos bajo la superficie acuática generan tsunamis, sino solo aquellos de gran magnitud, con hipocentro en el punto de profundidad adecuado.
Un tsunami tectónico producido en un fondo oceánico de 5 km de profundidad desplazará toda la columna de agua desde el fondo hasta la superficie. El desplazamiento vertical puede ser tan solo de centímetros; pero, si se produce a la suficiente profundidad, la velocidad será muy alta y la energía transmitida a la onda será enorme. Aun así, en alta mar la ola pasa casi desapercibida, ya que queda camuflada entre las olas superficiales. Sin embargo, destacan en la quietud del fondo marino, el cual se agita en toda su profundidad.
Debido al cinturón de fuego, la zona de sismos más activa del planeta, el océano Pacífico es el lugar más afectado por este tipo de fenómenos. En particular, Japón es el país más golpeado por los tsunamis, a causa de su ubicación geográfica.
Física de los tsunamis tectónicos
No existe un límite claro respecto de la magnitud necesaria de un sismo como para generar un tsunami. Los elementos determinantes para que ocurra un tsunami son la magnitud del sismo originador, la profundidad del hipocentro y la morfología de las placas tectónicas involucradas. Esto hace que para algunos lugares del planeta se requieran grandes sismos para generar un tsunami, en tanto que para otros baste con sismos de menor magnitud. En otros términos, la geología local, la magnitud y la profundidad focal son parte de los elementos que definen la ocurrencia o no de un tsunami de origen tectónico. A pesar de esto, existen estudios que relacionan la coda de las ondas-p, aunado al perfil de la costa, con la presencia de tsunamis permitiendo mejorar la efectividad de los sistemas de alerta temprana.
La velocidad de las olas puede determinarse a través de la ecuación:
,
donde D es la profundidad del agua que está directamente sobre el sismo y g, la gravedad terrestre (9,8 m/s²).
A las profundidades típicas de 4-5 km las olas viajarán a velocidades en torno a los 600 kilómetros por hora o más. Su amplitud superficial o altura de la cresta H puede ser pequeña, pero la masa de agua que agitan es enorme, y por ello su velocidad es tan grande; y no solo eso, pues la distancia entre picos (longitud de onda) también lo es. Es habitual que la longitud de onda de la cadena de olas de un tsunami sea de 100 km, 200 km o más.
thumb|Cuando la ola entra en aguas poco profundas, se ralentiza y aumenta su amplitud (altura). El intervalo de tiempo entre cresta y cresta (período de la onda) puede durar desde menos de diez minutos hasta media hora o más. Cuando la ola entra en la plataforma continental, la disminución drástica de profundidad hace que la velocidad de la ola disminuya y empiece a aumentar su altura. Al llegar a la costa, la velocidad habrá decrecido hasta unos 50 kilómetros por hora, mientras que la altura ya será de unos 3 a 30 m, dependiendo del tipo de relieve que se encuentre. La distancia entre crestas (longitud de onda L) también se estrechará cerca de la costa.
Debido a que la onda se propaga en toda la columna de agua, desde la superficie hasta el fondo, se puede hacer la aproximación a la teoría lineal de la hidrodinámica. Así, el flujo de energía E se calcula como:
,
siendo 'd' la densidad del fluido.
La teoría lineal predice que las olas conservarán su energía mientras no rompan en la costa. La disipación de la energía cerca de la costa dependerá de las características del relieve marino. La manera como se disipa dicha energía antes de romper depende de la relación H/h. Una vez que llega a tierra, la forma en que la ola rompe depende de la relación H/L. Como L siempre es mucho mayor que H, las olas romperán como lo hacen las olas bajas y planas. Esta forma de disipar la energía es poco eficiente, y lleva a la ola adentrarse en tierra como una gran marea.
A la llegada a la costa la altura aumentará, pero seguirá teniendo forma de onda plana. Se puede decir que hay un trasvase de energía de velocidad a amplitud. La ola se frena pero gana altura. Pero la amplitud no es suficiente para explicar el poder destructor de la ola. Incluso en un tsunami de menos de 5 m los efectos pueden ser devastadores. La ola arrastra una masa de agua mucho mayor que cualquier ola convencional, por lo que el primer impacto del frente de la onda viene seguido del empuje del resto de la masa de agua perturbada que presiona, haciendo que el mar se adentre mucho en tierra. Por ello, la mayoría de los tsunamis tectónicos se asemejan a una poderosa riada, en la cual es el mar el que inunda a la tierra, y lo hace a gran velocidad.
Antes de su llegada, el mar acostumbra a retirarse de la costa, que en caso de fondos relativamente planos, puede llegar a varios centenares de metros, como una rápida marea baja. Desde entonces hasta que llega la ola principal pueden pasar de 5 a 10 minutos, como también existen casos en los que han transcurrido horas para que la marejada llegue a tierra. A veces, antes de llegar la cadena principal de olas del tsunami, que realmente arrasará la zona, pueden aparecer «micro tsunamis» de aviso. Así ocurrió el 26 de diciembre de 2004 en las costas de Sri Lanka donde, minutos antes de la llegada de la ola fuerte, pequeños tsunamis entraron unos cincuenta metros playa adentro, provocando el desconcierto entre los bañistas antes de que se les echara encima la ola mayor. Según testimonios, «se vieron rápidas y sucesivas mareas bajas y altas, luego el mar se retiró por completo y solo se sintió el estruendo atronador de la gran ola que venía».
thumb|250px|En la animación del tsunami del Índico de 2004 se puede observar cómo la onda se curva por los extremos y cómo Bangladés apenas sufre sus efectos, mientras que Sri Lanka, en la dirección de la zona central de la ola, la recibe de lleno. Debido a que la energía de los tsunamis tectónicos es casi constante, pueden llegar a cruzar océanos y afectar a costas muy alejadas del lugar del suceso. La trayectoria de las ondas puede modificarse por las variaciones del relieve abisal, fenómeno que no ocurre con las olas superficiales. En los tsunamis tectónicos, dado que se producen debido al desplazamiento vertical de una falla, la onda que generan suele ser un tanto especial. Su frente de onda es recto en casi toda su extensión. Solo en los extremos se va diluyendo la energía al curvarse. La energía se concentra, pues, en un frente de onda recto, lo que hace que las zonas situadas justo en la dirección de la falla se vean relativamente poco afectadas, en contraste con las zonas que quedan barridas de lleno por la ola, aunque estas se sitúen mucho más lejos. El peculiar frente de onda es lo que hace que la ola no pierda energía por simple dispersión geométrica, sobre todo en su zona más central. El fenómeno es parecido a una onda encajonada en un canal o río. La onda, al no poder dispersarse, mantiene constante su energía. En un tsunami existe cierta dispersión pero, sobre todo, en las zonas más alejadas del centro del frente de onda recto.
Dispersión de la energía debido al alargamiento del frente de onda
Hay quienes sostienen que los tsunamis son ejemplos de un tipo especial de ondas no lineales denominadas solitones.
El fenómeno físico de los solitones fue descrito, en el , por J. S. Russell en canales de agua de poca profundidad, y son observables también en otros lugares. Al respecto se ha expresado que:
Tsunamis con otros tipos de orígenes
Existen otros mecanismos generadores de tsunamis menos corrientes que también pueden producirse por erupciones volcánicas, deslizamientos de tierra, meteoritos, explosiones submarinas y de origen meteorológico conocidos como meteotsunami. Estos fenómenos pueden producir olas enormes, mucho más altas que las de los tsunamis corrientes. De todas estas causas alternativas, la más común es la de los deslizamientos de tierra producidos por erupciones volcánicas explosivas, que pueden hundir islas o montañas enteras en el mar en cuestión de segundos. También existe la posibilidad de desprendimientos naturales tanto en la superficie como debajo de ella. Este tipo de maremotos difieren drásticamente de los maremotos tectónicos.