自然界中有四種環境的遽變可以形成海嘯,一、海底地震。二、海底火山爆發。三、海岸或海底大山崩。四、隕石撞擊。其中以海底大地震引發的海嘯最為常見,約數年或十數年之間就會發生一次災害性海嘯事件。1990年以來(2004年南亞海嘯除外),海嘯災害共有十次,其中以1998年在新幾內亞俾斯麥海的海嘯造成約2000人的死亡最為嚴重(表二)。海底火山爆發與海底大山崩產生的海嘯頻率可能是數百年至千年,歷史中火山爆發引發海嘯造成最重大傷亡的是1883年於印尼外海地克雷克圖爾海底火山爆發,造成約36000人死亡(表三)。另外,隕石撞擊引發的海嘯最為少見,數十萬年至數百萬年才可能發生。這些形成海嘯的成因,則以最為少見的隕石撞擊所造成的衝擊最為慘重;6500萬年前的隕石撞擊事件中造成地球上約80%的生物死亡,同時也造成眾所皆知恐龍與菊石的絕滅。
海底地震形成海嘯的原因是大地震時海底地殼會產生巨大的變動,如同921地震造成車籠埔斷層上盤地殼被抬升了1-10公尺。蘇門答臘外海的隱沒帶發生規模9.0地震(百年來第四大地震),造成海底地殼抬升了16公尺,同時蘇門答臘島也向西移動30公尺。面積廣大的海床在瞬間被抬升時,海床上方幾千公尺深的海水同時也被向上掀起數公尺,並形成數公尺高的波浪以同心圓狀向四面八方傳遞,表面波浪則以數百公里的時速傳播;海浪的傳播速度與水深有關(v=√g×h,
v速度,h水深,g重力加速度),海深愈深時海嘯速度愈快。但是外海深水環境的浪高僅有數公尺(1-3公尺),當海浪傳播到近岸淺海時,浪高會突增十數公尺至數十公尺,而速度則減慢(時速還具有數十公里)。因此海嘯近岸還具有十數公尺浪高,以及數十公里流速,才會造成沿海地帶慘重的災情。
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