En los últimos años hemos oído hablar de tsunamis en los medios de comunicación, especialmente después de lo sucedido en el océano Indico en 2004 y más recientemente en Japón en 2011 con el tsunami que además causó el accidente en la central nuclear de Fukushima. En líneas generales sabemos que los tsunamis son producidos por terremotos en el mar. Pero, ¿cómo? También sabemos que son peligrosos sólo cuando se acercan a la costa: ¿por qué en mar abierto son inofensivos? Y, ¿qué les sucede cerca de la costa para que se vuelvan tan destructivos? En este artículo responderemos a estas cuestiones.
Así se forman los tsunamis
Un tsunami es una onda (ola) que se propaga en el mar y que es originada por un terremoto submarino, un corrimiento de tierras, una erupción volcánica o la caída de un meteorito. Como la primera causa es la más frecuente nos vamos a centrar en ella. La gran mayoría de terremotos se producen en fallas. Estas son fracturas en la corteza terrestre que acumulan tensión, la cuál es liberada en el terremoto: algo así como si estiramos un elástico hasta que se nos escapa.
Lo que sucede es que las dos porciones de corteza terrestre separadas por la falla se deslizan una respecto a otra. Ese deslizamiento puede ser completamente vertical, lo que supone literalmente la caída de uno de los lados de la falla, totalmente horizontal o algo intermedio. La clave para que un terremoto submarino origine un tsunami es que que el movimiento tenga una componente vertical; si es totalmente horizontal no se producirá. El movimiento de la falla es tan rápido que el “escalón” que se produce en el fondo oceánico se refleja instantáneamente en la superficie del mar, que se deforma exactamente igual que el fondo. Todos sabemos que un “escalón” en el agua no es estable, la superficie tiende a recuperar la horizontalidad. El agua más alta desciende y viceversa, lo que da origen a una serie de ondas que se propagan en todas direcciones desde el lugar del terremoto: el tsunami.
¿Cómo se propaga un tsunami?
Una característica de los tsunamis es que su longitud de onda, es decir, la distancia entre dos olas consecutivas, cuando se generan es típicamente de unos 10 a 100 km. Esto supone una profundidad mucho mayor que la del mar, por lo que se consideran “ondas largas”. Como la altura de la ola es de unos pocos metros, la pendiente de la misma es inapreciable – unos pocos metros de desnivel en decenas de km-, siendo el tsunami totalmente inofensivo. Eso sí, una propiedad de las ondas largas es que la velocidad de propagación crece como la raíz cuadrada de la profundidad, sólo dependiendo de ésta. Por ejemplo, si la profundidad es 4 km la ola se mueve a 700 km/h, la misma velocidad que alcanza un avión a reacción. En resumen: el tsunami es inofensivo pero se mueve a gran velocidad, cruzando un océano en unas pocas horas.
Cuando llegan a la costa…
Cuando el tsunami se acerca a la costa su velocidad disminuye según lo dicho arriba, pues la profundidad decrece. Si por ejemplo la profundidad baja a 30 metros, la velocidad de la ola será de sólo 60 km/h. Por conservación de la energía, si la velocidad de la ola disminuye, su altura aumenta. También nos podemos imaginar que el agua se acumula al frenarse, creciendo la altura de la ola. La longitud de onda también disminuye, con lo que la pendiente de la ola -más altura en menos distancia- crece amenazadoramente. La ola puede romper si la pendiente supera un límite. Si la costa tiene una pendiente muy suave el tsunami se manifiesta como una “marea rápida”, en la que el nivel del mar sube muy rápidamente: menos de 10 minutos. En ocasiones, si la pendiente de la ola es muy grande, el tsunami se comporta como una “pared de agua” que avanza formando un ángulo de unos 45º con el suelo. Es el caso más destructivo pero menos frecuente.
Simulando los tsunamis del pasado
Finalmente queda comentar que los tsunamis pueden simularse en un ordenador resolviendo numéricamente las ecuaciones que describen la dinámica de fluidos. En nuestro grupo hemos realizado simulaciones para estudiar si un tsunami pudo destruir la ciudad de Tartesos, en las actuales marismas del Guadalquivir, o si otro pudo ser el responsable de la “apertura de las aguas” y destrucción del ejército egipcio en el episodio del éxodo. Las respuestas, publicadas en la revistas científicas Journal of Marine Systems y Marine Science and Engineering, fueron ambas negativas.