"Поднялась к нему волна
высоты неизмеримой, 
закрыла грудью полнеба и,
качая белым хребтом, 
согнулась, переломилась, 
упала на берег и страшной 
тяжестью своею покрыла 
трупы, здания, орбломки,
раздавила, задушила живых и,
не удержавшись на берегу, 
хлынула назад, увлекая 
за собой все схваченное - 
лодки, двери, мебель, 
женщин, детей: 
Смыла весь береги, 
отступая далеко в море, 
снова, уже обессиленная,
ударилась о скалы, 
добивая тех, кто 
еще был жив:"

М. Горький.

"Землетрясение в Калабрии и Сицилии".

ПОЧЕМУ ПОГИБЛА АТЛАНТИДА? ЦУНАМИ НА ВОЛГЕ

:..Мы кратко обсуждали поведение частиц, ведущих себя, как волны. А сейчас рассмотрим волны со всеми признаками частиц. Речь пойдет о совершенно необычных волнах, названных солитонами (от английского solitary wave - уединенная волна). Впервые с солитоном встретился Дж. С. Рассел - выдающийся инженер и кораблестроитель. Наверное, солитоны попадались на глаза людей и ранее, но на сей раз одну из сторон представлял инженер-физик. Дадим, однако, слово самому Расселу. "Я следил за движением баржи, которую быстро тянула по узкому каналу пара лошадей, когда баржа неожиданно остановилась; но масса воды, которую баржа привела в движение, не остановилась. Вместо этого она собралась около носа судна в состоянии бешеного движения, затем неожиданно оставила его позади, катясь вперед с огромной скоростью и принимая форму большого одиночного возвышения, то есть округлого гладкого и четко выраженного водяного холма, который продолжал свой путь вдоль канала, нисколько не меняя своей формы, и не снижая скорости. Я последовал за ним верхом, и когда я нагнал его, он по-прежнему катился вперед со скоростью приблизительно восемь или девять миль в час, сохранив свой первоначальный профиль возвышения длиной около тридцати футов и высотой от фута до фута с половиной. Его высота постепенно уменьшалась, и после одной или двух миль погони я потерял его в изгибах канала". "Доклад о волнах", 1844 г.

:..Сообщение Рассела вызвало уничтожающую критику его современников-профессионалов в области волновых явлений и гидродинамики. Все, что они знали о свойствах волн, говорило им: уединенная волна существовать не может. Она должна распадаться, и довольно быстро. Более поздние исследования голландских ученых Дидерика Кортевега и Де Вриза, а также М. Ф. Лаврентьева и Курта Фридрихса подтвердили правоту Рассела. Были проведены и соответствующие эксперименты. Что же такое солитон? Давайте вспомним о двух интересных свойствах волн. Одно из них вы можете наблюдать, бросив камень в спокойный водоем. От места падения камня начнут расходиться так хорошо знакомые нам с детства круги на воде. Как странно - камень уже утонул, а круги все еще идут! Дело в том, что в месте падения произошло, как говорят, возмущение поверхности воды. Причем это возмущение носит колебательный характер и содержит в своем спектре большое количество различных частот. Поверхность жидкости обладает упругими свойствами, как, например, кожа, обтягивающая барабан. Если в невесомости вытряхнуть воду из сосуда, то, как известно, она. примет форму шара (из-за поверхностного натяжения). Подув на этот шар, мы увидим, как он заколышется, причем визуально можно будет различить несколько различных колебаний. Похожее явление можно наблюдать при столкновении расплавленных в глицерине восковых шаров в оригинальном светильнике "Радуга". Родившись после падения камня, колебательные процессы на поверхности воды начнут распространяться но ней дальше. Побегут волны, причем их скорость, как показывает опыт, зависит от частоты. Явление это

называется дисперсией. Теперь становится ясным, почему бегут круги по воде: возмущение расползается с различными скоростями, зависящими от частоты колебаний. Пока амплитуда волн невелика, они ведут себя вполне адекватно синусоидальному колебательному закону. Но стоит амплитуде волн увеличиться, как они начнут проявлять любопытную тенденцию к опрокидыванию, которую каждый из нас наблюдал на море. Итак, волне с достаточно большой амплитудой хочется одновременно и расползтись, и опрокинуться. Два эти "желания" вполне могут уравновесить друг друга, и тогда рождается солитон. Подобное уравновешивание - довольно тонкий эффект, и поэтому для солитонов важен вопрос об их устойчивости. Описанный здесь в очень упрощенной форме процесс относится к области физики нелинейных явлений. Коротко смысл нелинейности можно пояснить следующим образом. Если в какой-то среде распространяются два типа колебаний вида и , то результатом их распространения будет просто суперпозиция этих двух волн: . Здесь важно понять вот что: волны проходят сквозь среду, не взаимодействуя между собой. Как правило, это волны с малыми амплитудами. Такие процессы называются линейными. А вот в случае немалых амплитуд волны могут активно взаимодействовать и трансформировать друг друга. Нелинейные волны не только взаимодействуют друг с другом, но и меняют состояние среды, в которой распространяются. Известен, например, занятный эффект, названный самофокусировкой, в котором нелинейная электромагнитная волна меняет на своем пути коэффициент преломления среды (увеличивает его). В результате на пути волны образуется ею же самой созданное уплотнение, как бы линза, фокусирующая породившую ее волну.

:..Но вернемся к нашим солитонам. Как вы сами понимаете, в реальной жизни амплитуды различных волновых процессов сплошь и рядом немалы. Поэтому реальная физика - это физика нелинейных процессов. Солитоны и солитоноподобные явления обнаружены практически во всех областях физики, и не только физики. Распространяющиеся в живых организмах по нервным волокнам импульсы - это самые натуральные солитоны. Большинство цунами имеет солитонный характер. Солитоны распространяются в твердых телах, в магнетиках, в плазме. Не исключено, что процесс нашего мышления строится на взаимодействии огромного количества солитонов. Как уже говорилось, солитоны чрезвычайно напоминают частицы. В процессе столкновения двух солитонов они могут вести себя, как упругие мячи с выполнением законов сохранения энергии и импульса. Налетев на стенку (например набережной), под углом, солитон упруго отразится от нее под тем же углом. Ну прямо как луч света от поверхности зеркала! С солитонами может происходить и нечто вроде "ядерных реакций". Например, столкнувшись, два больших солитона способны рассыпаться на несколько более мелких солитонов. Обратный процесс, естественно, возможен тоже. Существуют и стоячие, то есть неподвижные солитоны. И уж совсем ошеломляющий факт в ключе Изумрудной Скрижали Гермеса: зависимость энергии некоторых солитонов от их скорости такая же, как и в теории относительности Эйнштейна:

,

.

где m - эффективная масса солитона,

v - его скорость,

с - скорость распространения обычных волн малой амплитуды в той среде, в которой бежит солитон.

:..И более того, подобно тому, как существуют частицы и античастицы, могут существовать солитоны и антисолитоны! Два солитона отталкиваются друг от друга. Солитон же и антисолитон - притягиваются и даже могут образовать нечто вроде солитонного атома. Поистине мир устроен удивительным образом! И я бы дорого дал за возможность рассказать Гермесу Трисмегисту обо всех этих чудесах. Интересно, что многие солитоны были предсказаны много лет назад, но к работам этим не было проявлено должного внимания. Ныне же "солитонизации" подверглись обширные разделы физики. Английский ученый Т. Скирм вы сказал мысль о том, что по крайней мере некоторые из наблюдаемых

элементарных частиц могут представлять собой солитоны взаимодействующих полей. Важность изучения солитонов для практической жизни трудно переоценить. Как уже говорилось выше, цунами - нелинейная волна солитонного характера, и знание причин ее возникновения и законов распространения жизненно необходимо. Согласно преданиям, легендарную Атлантиду погубил вулканический взрыв одного из островов в Эгейском море. Последствием этого взрыва была огромная волна, уничтожившая почти все живое на близлежащих островах и участках побережья. Взрывы подводных вулканов и землетрясения - основная причина возникновения цунами. (Дословный перевод японского слова "цунами" означает "большая волна в гавани".) 26 августа 1883 года недалеко от Индонезии взорвался вулкан Кракатау. Маленький островок площадью около 50 км2 взлетел на воздух на несколько десятков метров и рухнул обратно в воду. В Зондском проливе образовалась цунами высотой до 45 метров. Погибло свыше 36 тысяч человек. По оценкам специалистов, этой катастрофе соответствует одновременный взрыв 250 тысяч атомных бомб типа той, что взорвалась над Хиросимой. Энергия, выделившаяся при таком взрыве, порядка 2·1019 джоулей (Дж). Для справки: энергия, соответствующая недавнему землетрясению в Армении, эквивалентна одновременному взрыву 100 водородных бомб. Трагедии такого масштаба надолго остаются в памяти человечества. Наибольшая высота естественного солитона-цунами была зарегистрирована на Аляске 10 июля 1958 г. Со склона горы Фэйруэзер с высоты около 1 км в бухту Ли-туя сошла лавина, содержащая 300 млн. м3 горной породы. Высота волны составила 524 м. И это при том, что типичная высота цунами не превышает 50 метров. Во время взрыва американской водородной бомбы вблизи атолла Бикини (1954) высота цунами составила 54 м.

:..А вот поразительный факт из нашей истории о Нижегородской цунами 1456 года. Летописец оставил нам воспоминание о ней: "Вверх и вниз по Волге всего на версту появились щели великие. Монастырь стоял на большой горе. И начала гора осыпаться с лесом. И начал быти шум великий и треск от лесу. И обвалилась та гора в Волге и учинились в Волге бугры великие". При вхождении волн (цунами) в устье рек, а долины рек способствуют распространению цунами далеко в глубь побережья, могут образоваться ударные волны - особый тип нелинейной волны, возникающей при взрыве.

При этом высота волны-цунами начинает расти обратно пропорционально уменьшению глубины h, и при достижении высотой Н волны критического значения (H / h ~ 0,8) верхушка волны становится неустойчивой и срывается с гребня. Такой процесс наблюдался в устье реки Ага-но при Ниигатском землетрясении 16 июня 1964 года (Япония). Более двух тысяч лет назад катастрофа - оползень постигла легендарный город Диоскурию, возможно, и ныне лежащий на дне Сухумской бухты в Абхазии. Построенный Кастором и Полидевком, спутниками Язона, город был назван Диоскурией в честь братьев-близнецов, полубогов Диоскуров. До сих пор шторм выносит на берег древние монеты и черепки глиняной посуды... Трудолюбивые греки основали на берегу новый город вместо погибшего и назвали его Себастополис. Кстати, а какое отношение имеет современный Севастополь к тому древнему городу Себастополису? У этого тождества названий есть своя интересная история. Во времена присоединения к России северного Причерноморья городам на побережье Черного моря решено было дать древние названия. Историки знали, что где-то был Себастополис, Керчь, Феодосия, - но где именно, точно не знали. И "паспорта" некоторых городов оказались перепутаны. Настоящий Себастополис - это современный Сухуми, сменивший за свою долгую и бурную историю шесть имен: Акуа (древнее абхазское название), Диоскурия, Себастополис, Цхум, Сухум-Кале и Сухуми. В государственном историческом музее Абхазии хранится мраморная надгробная стела, поднятая со дна Сухумской бухты и прекрасно сохранившаяся. На стеле - женщина с лицом, исполненным страдания и скорби, рядом - служанка, у ног женщины - мальчик, протягивающий к ней руки...V - IV век до нашей эры. Стела украшала собой некрополь Диоскурии. Она была свидетельницей катастрофы. Как это происходило? Ушла ли Диоскурия под воду постепенно или это произошло стремительно, породив цунами; спаслись ли жители - мы не знаем и не узнаем, наверно, уже никогда: