ידענים: גאולוגיה

מאת 15 בינואר 2015 אין תגובות

המודל הוצג במסגרת יום עיון של היחידה להנדסת סביבה, מים וחקלאות בטכניון. המודל פותח על ידי פרופסור מיכאל שטיאסני (Stiassnie) מהפקולטה להנדסה אזרחית וסביבתית בטכניון.

לפני ואחרי הצונאמי במזרח יפן שהתרחש ב-11 במארס 2011. צילום: נאס"א

לפני ואחרי הצונאמי במזרח יפן שהתרחש ב-11 במארס 2011. צילום: נאס"א

מודל שפותח על ידי פרופסור מיכאל שטיאסני (Stiassnie) מהפקולטה להנדסה אזרחית וסביבתית בטכניון והמאפשר חיזוי צונאמי בהתראה קצרה הוצג השבוע במסגרת יום עיון של היחידה להנדסת סביבה, מים וחקלאות בטכניון.

ארועי צונאמי, הגובים לעתים את חייהם של מאות אלפי אנשים ביום אחד, הם תולדה של רעידות אדמה בלב ים. התרוממות הקרקע מתחת למים יוצרת גל נמוך מאוד (בגובה עשרות סנטימטרים) וארוך מאוד (40 קילומטרים). גל זה נע בתחילה במהירות של כ-200 מטרים בשנייה, ומאט בהדרגה. למרות האטה זו מתרומם הגל, כאשר הוא מתקרב לחוף, לגובה של מטרים ספורים ואף עשרות מטרים, ולכן גורם במקרים רבות נזק עצום ברכוש ובחיי אדם.

פיתוחה של 'התרעת-צונאמי', העשויה להציל רבים, מעסיק כיום מדינות, גופים וחוקרים רבים. עם זאת, עד היום לא נמצא מנגנון התראה אמין ומדויק דיו. הבעיה באיתור גלי הצונאמי בשלב התהוותם נובעת מכך שכאמור, אלה גלים נמוכים מאוד.

במחקר שנערך בטכניון פותח מודל המבוסס על זיהוי גלים אקוסטיים-גרביטציוניים הנוצרים במקביל לגל הצונאמי כתוצאה מרעידת האדמה התת-ימית. בעוד גל הצונאמי נע במהירות התחלתית של 200 מטרים לשנייה, נע הגל האקוסטי במהירות גבוהה פי 7.5: 1,500 מטרים בשנייה. במקרה שרעידת האדמה מתרחשת במרחק רב מהחוף – 1,000 קילומטרים ויותר – מגיעים שני הגלים הללו לחוף בהפרש ניכר (שעה ואף יותר מכך). לפיכך עשוי הגל האקוסטי להוות התרעה להתקרבותו של גל צונאמי, וכך לאפשר פינוי מוקדם של האוכלוסייה.
האתגר הבא, הסביר פרופסור שטיאסני בהרצאתו, היה איתורם של אותם גלים אקוסטיים. מאחר שמדובר בגלים נמוכים מאוד (כ-10 סנטימטרים) קשה לאתרם מתוך גלי הרוח. עם זאת, ייחודם של גלים אלה בכך שבניגוד לגלי הרוח, מהירותם ועוצמתם סמוך לקרקעית נשמרות במהלך התנועה, ולכן ניתן למדוד אותם באמצעות חיישנים תת-מימיים. באופן זה מאפשרים גלים אלה התרעה אפקטיבית, לפחות במקרים שבהם רעידת האדמה התרחשה הרחק מהחוף. פרופסור שטיאסני, שערך את המחקר עם שלושה סטודנטים שלו – ד"ר אוסמה קאדרי, הדוקטורנט גלי הנדין והמסטרנט ארז איוב – הסביר כי המודל התיאורטי לוקח בחשבון את דחיסותם של מי הים. "מאחר שדחיסותם של נוזלים היא שולית למדי, נהוג לחקור גלים וזרמים בים מתוך הנחה שהמים הם בלתי-דחיסים. כאן, כאמור, נלקחה בחשבון דחיסותם של המים, והנחה זו הובילה לממצאים החדשים." פרופסור שטיאסני מציין כי למודל האמור יש ערך נוסף מלבד חיזוי צונאמי: שיחזור הפרמטרים השונים (משך, מיקום, גודל התזוזה וכו') של רעידת האדמה שחוללה את הגלים.

פרופסור מיכאל שטיאסני. קרדיט: שרון צור, דוברות הטכניון

פרופסור מיכאל שטיאסני. קרדיט: שרון צור, דוברות הטכניון

הרצאתו של פרופסור שטיאסני פתחה את יום העיון של היחידה להנדסת סביבה, מים וחקלאות בטכניון, והתקיימה לזכרו של פרופסור פטר אינדלמן. פרופסור אינדלמן, שהיה חבר סגל ביחידה, נולד ברוסיה, ובשנת 1980 סיים את הדוקטורט שלו באוניברסיטת קזאן, בנושא "אי-יציבות של זרימה דו-פאזית בתווך הטרוגני". מאז הוא עסק בזרימה במצע נקבובי (קרקע, בעיקר), והיה לאחד מ'נפילי היחידה שלנו', כהגדרתו של פרופסור שטיאסני. "לצערנו, פטר נפטר ב-2005, אך הפרסומים שלו עדיין מהדהדים בקהילה המקצועית. המאמרים שלו גרפו יותר מ-700 ציטוטים, ובשנת 2011 לבדה הוא צוטט חמישים פעמים – כלומר, עבודותיו רלוונטיות ועכשוויות גם היום."

יום העיון כלל שורה של הרצאות של חברי היחידה: פרופסור יוחאי כרמל ("דחיקה תחרותית בטבע: תיאוריה או מיתוס"), פרופסור יעקב ממן ("ארבעים שנות מחקר בנושאי זיהום אוויר"), פרופסור דן ליברזון ("גלי רוח: היווצרות, התפתחות ופיזור כיווני", פרופסור שמואל חסיד ("זרימת שיכבה רבודה בעלת סימטריה צירית"), ופרופסור גיא רמון ("ממברנות 'חכמות' למניעת אילוח בתהליכי התפלה").

 

הוספת תגובה

  • (will not be published)