Gräver ett dike för att stoppa en tsunami

LOS ANGELES – Jordbävningar, vulkaner och andra massiva rörelser djupt inne i jorden stör allt som lever ovanför dem. När de uppstår under hav kan deras rörelser producera gigantiska vågor som kallas tsunamis. Dessa vågor, som kan vara 10 meter (32 fot) höga eller mer, kommer rasande mot stranden med liten varning och orsakar död och förstörelse för människor som bor nära kusten. Boyd Kane, 16, ville se om de kunde stoppas. Sophomore vid Diocesan College i Kapstaden, Sydafrika, byggde sin egen vågtank från grunden för att visa att ett dike på havsbotten kan vara tillräckligt för att förvandla en tsunami till en ofarlig våg.

Tonåringen presenterade sina resultat vid den 62:a årliga International Science and Engineering Fair. Skapat av Society for Science & the Public och sponsrat av Intel, samlar ISEF gymnasieelever från hela världen för att presentera sina vetenskapsprojekt. (SSP publicerar också Science News for Students och den här bloggen).

Boyd antog att ett dike i havsbotten kan hjälpa till att ta energin ur stora vågor när de kommer mot stranden. “Grundkonceptet är, om du skulle gräva ett dike under vattnet i vägen för en tsunami, skulle effekten bli att tsunamin skulle komma och den skulle falla ner i diket, och den skulle förlora all sin energi,” han förklarar.

För att testa hur bred ett sådant dike skulle behöva vara för att absorbera en enorm våg, byggde Boyd en vågtank. Tanken var cirka två meter (6,6 fot) lång och gjord av trä på tre sidor med en tydlig vägg så att han kunde observera vågorna. Boyd använde remskivor med vikter fästa på dem för att höja ena änden av sin “havsbotten”. Det stigande golvet skapade en våg som var proportionell mot mängden vikt han använde för att höja golvet. I andra änden av sin stridsvagn satte Boyd upp block för att simulera ett dike, var som helst från 5 till 110 centimeter breda (1,9 till 43,25 tum).

För att ta reda på hur hans dike höll emot tsunamin, mätte Boyd hur hög vågen var när den träffade den motsatta änden av hans vågtank. Ett effektivt dike skulle minska vågens höjd. Kane kunde visa att ett dike som var cirka 70 centimeter (27,5 tum) brett kunde minska höjden på hans experimentella tsunami med upp till 80 procent.

Naturligtvis är det en sak att simulera ett dike genom att arrangera träblock i en vågtank, och en helt annan sak att gräva en mil lång och hundratals meter bred på havsbotten. Kane behöver göra fler tester (och skaffa en större vågtank), men han hoppas att hans dike kan rädda många liv. ”Det skulle inte vara lätt att implementera”, säger han, ”men då behöver du inte täcka hela kustlinjen. Du kan prova utvalda platser som hamnar eller stora städer.” Vem vet, någon gång kanske folk gräver en större version av hans skyttegrav för att stoppa enorma vågor.

Följ Eureka! Lab på Twitter

Power Words

jordbävning En plötslig och ibland våldsam skakning av marken, som ibland orsakar stor förstörelse, som ett resultat av rörelser i jordskorpan eller av vulkanisk verkan.

tsunami En eller flera långa höga havsvågor orsakade av jordbävning, undervattensskred eller annan störning.