Нове дослідження НАСА ставить під питання давно існуючу теорію про те, що цунамі утворюються і набувають свою енергію головним чином від вертикального руху морського дна.
Незаперечним фактом було те, що більшість цунамі є наслідком масивного зміщення морського дна — зазвичай через субдукції, або ковзання однієї тектонічної плити під іншу під час землетрусу. Експерименти, проведені в хвильових резервуарах у 1970-х роках, показали, що вертикальне підняття дна може викликати хвилі, подібні цунамі. У наступному десятилітті японські вчені змоделювали горизонтальні зміщення морського дна і помітили, що отримана енергія була незначною. Це призвело до широко поширеної думки, що вертикальне переміщення морського дна є основним фактором у генерації цунамі.
У 2007 році Тоні Сонг, океанограф Лабораторії реактивного руху НАСА, піддав сумніву цю теорію після аналізу потужного землетрусу на Суматрі в Індійському океані в 2004 році. Дані сейсмографа та GPS показали, що горизонтальне зміщення дна теж необхідно враховувати, так як вертикальне піднімання не дає достатньої кількості енергії для створення потужного цунамі. Ці результати збіглися з даними про цунамі, зібраними супутниками NASA/CNES, GEOSAT і Envisat.
«У мене були всі ці дані, які суперечили загальноприйнятій теорії, але потрібно більше доказів», — згадує Сонг. Пошук додаткових доказів ґрунтувався на фізиці, а саме на тому факті, що горизонтальний рух морського дна створює кінетичну енергію, яка пропорційна глибині океану і швидкості руху морського дна. Після критичної оцінки експериментів з хвильовим резервуаром 1980-х років Сонг виявив, що резервуари, які використовуються, неточно відображали одну з цих двох змінних. Вони були надто дрібними, щоб відтворити фактичне співвідношення між глибиною океану і рухом морського дна, яке існує при цунамі. І стінка в резервуарі, які імітувала рух горизонтального морського дна, пересувалася дуже повільно, щоб відтворити фактичну швидкість, з якою тектонічна плита рухається під час землетрусу.
«Тоді я почав думати, що ці два спотворення відповідають за давно прийнятий, але оманливий висновок, що горизонтальний рух справляє лише невелику кількість кінетичної енергії».
Щоб перевірити свої припущення, Сонг і дослідники з Університету штату Орегон в Корвалліс змоделювали землетрусу на Суматрі і Тохоку в 2004 році, використовуючи як прямі вимірювання, так і супутникові спостереження. Як і в експериментах 80-х, вони імітували горизонтальне переміщення суші в двох різних резервуарах, переміщаючи вертикальну стінку, але при цьому використовували поршневий хвилевід, здатний генерувати більш високі швидкості. Також вони краще враховували відношення глибини води до величини горизонтального зміщення при фактичних цунамі.
Нові експерименти показали, що горизонтальне зміщення морського дна забезпечувало більш ніж половину енергії, яка викликала цунамі 2004 і 2011 років. «З нашого дослідження випливає, що необхідно розглядати не тільки вертикальний, але і горизонтальний рух морського дна, щоб отримати повну енергію, передану океану, і передбачити цунамі», — сказав співавтор Соломон Йім.
Метод, розроблений Сонгом і його колегами, що використовує технологію GPS для визначення розміру і сили цунамі для ранніх попереджень. Мета команди, за його словами, полягає в тому, щоб визначати розмір цунамі ще до формування.