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科學家透過教育電玩模擬阿拉斯加450公尺海嘯

Tsunami
Foto: Tsunami - Foto: Philip Thurston/istock

一款革命性的電玩遊戲讓大眾能夠以數位方式體驗世界上有史以來最高的海嘯之一。南加州大學的研究人員和國際合作者重現了 2023 年 8 月襲擊阿拉斯加特雷西阿姆的災難性事件,當時海浪高達 450 公尺。該計畫將先進的建模技術與遊戲互動性相結合,以提高沿海社區對自然災害的認識。該模擬將玩家置於以 112 公里時速駕駛摩托艇的視角,面對巨大的水牆。該團隊的研究結果發表在六月的科學期刊《科學》上。

海嘯改變了冰川景觀

2023 年 8 月 10 日凌晨 5 點 30 分,南索耶冰川入口附近的整個斜坡崩塌,產生了毀滅性的波浪。該坡度超過975米,比世界最高建築哈利法塔還要高。一億六千五百萬噸岩石從山上被撕裂,直接落入峽灣。由此產生的波浪在對岸上升到450米,超過了馬來西亞吉隆坡雙子星大樓的高度。

這次撞擊徹底改變了特雷西阿姆的地形。整個森林消失了,取而代之的是垂直的岩牆。樹木被連根拔起,瓦礫遍布整個地區。儘管這次事件的暴力程度非常嚴重,但由於災難發生時該地區無人居住,因此沒有造成人員傷亡。令人高興的是。

巨大的海嘯引發了罕見的二次反應:狹窄入口內劇烈翻騰的波浪引發了地震。這種能量級聯只是科學界對這種現象的第二次觀察。地球許多地方連續幾天都有震感。

公眾理解的數位建模

南加州大學海嘯模擬專家 Patrick Lynett 教授在活動結束幾個月後與他的研究團隊拜訪了 Tracy Arm。他形容這一幕「令人難以置信」和「讓你懷疑自己的眼睛」。這次破壞如此嚴重,科學家們提出了一個重要問題:如何向大眾充分傳達這些現象的嚴重程度?

對於一群工程師來說,該解決方案是非常規的:將模擬轉變為視訊遊戲。萊內特承認,她並不是在尋找複雜的平面藝術技術,但這是傳達活動真實規模的最佳方式。該視頻遊戲使觀眾能夠以身臨其境且難忘的方式數位化地體驗這場災難。

摩托艇視角的模擬

在該團隊開發的電玩遊戲中,玩家扮演一個騎著摩托艇穿越特雷西阿姆峽灣的人。當摩托艇試圖逃跑時,一堵巨大的水牆衝向摩托艇。模擬速度被校準為每小時112公里,與災難的真實動態相對應。視覺體驗讓玩家立即感受到海浪的強度和迫在眉睫的危險。

Lynett 聲稱這種方法比閱讀文字或查看靜態圖形更有效。研究人員解釋說:「如果人們以數位方式體驗這一點,他們將能夠將其形象化為更接近現實的東西。這比在文本中閱讀更有效。」該策略旨在提高阿拉斯加沿海地區居民和遊覽該地區的遊客的認識。

山體滑坡和地震引起的海嘯的區別

山崩引發的海嘯與地震海嘯的作用不同。當巨大的岩石落入海底時,​​它們的表現就像巨大的水柱。特雷西灣海嘯雖然高度巨大,但總共只持續了 45 秒到 1 分鐘。這種簡潔部分解釋了為什麼沒有人員傷亡。

海洋地震引起的海嘯具有相反的特徵:波浪高度較小,但波長較長。這些海嘯可持續 20 至 30 分鐘,深入陸地並反覆襲擊海岸線。移動的海水總量是驚人的。 2004年印度洋海嘯和2011年東日本大地震海嘯導致數萬人死亡,因為它們具有這些揮之不去的特徵。

“雖然波浪不是很高,但海水體積巨大。波浪反覆到達內陸很遠的地方”,萊內特解釋了地震海嘯的動力學。

氣候變遷與冰川退縮

近年來,類似特雷西阿姆的現像在其他幾個地方也發生過,而且頻率越來越高。加拿大卡加利大學地形學家 Daniel Sugar 教授協調了一個由來自美國、加拿大和歐洲的十幾名研究人員組成的國際團隊,研究這些危險的連鎖反應。

科學界將這些事件的增加歸因於一些地區冰川的加速退縮。當冰層退縮時,幾個世紀以來被冰雪覆蓋的山脈和陸地就會變得不穩定。鬆散的岩石和脆弱的斜坡很容易突然塌陷,特別是在高山沿海環境中。隨著全球氣溫持續上升,這些情況可能會惡化。

Sugar警告說,未來幾年「我們可能會在北極及其周邊地區看到更多此類現象」。

最高海嘯的歷史背景

特雷西灣海嘯創下了世界有史以來第二高的高度。先前的記錄是 1958 年發生在阿拉斯加的利圖亞灣海嘯。該事件產生了約 524 公尺高的波浪。矛盾的是,利圖亞灣的罹難人數估計為 2 至 5 人,這表明波浪高度和死亡率並不總是直接相關。

海嘯的安全性和影響取決於高度以外的多種因素,包括持續時間、波長、當地人口和沿海基礎設施。較低但持續時間較長的海嘯可能比迅速消失的極高海嘯造成更嚴重的破壞。