Los  tsunamis son ondas  largas generadas por fenómenos oceánicos como temblores, derrumbes submarinos o sismos. Para generarse, la falla submarina debe producir una componente vertical de presión fuerte y esto es posible en fallas existentes cerca de nuestro país.
Generalmente los tsunamis no se notan en mar abierto, pues  parecen ser pequeñas anomalías de profundidad con pocos centímetros de altura y longitudes de decenas o centenas de kilómetros.

Instrumentos para su detección deben tener resolución de  pico o nano bares y son solo de muy reciente creación.  En el mar profundo, debido a su gran longitud de onda, estas olas siempre «sienten» el fondo y en consecuencia son desviadas o refractadas por la topografía submarina. Esto ocurre debido a que, según la teoría linear de Airy,  la profundidad siempre es inferior a la mitad de la longitud de onda. Este es el valor crítico relativo que separa las olas de aguas profundas de las olas de aguas someras. En consecuencia, en un punto cualquiera del océano, la velocidad de propagación del tsunami depende de la profundidad oceánica y puede ser calculado en función de ella con la siguiente ecuación de ondas largas: V=√gD. V es la velocidad de propagación, g la aceleración de gravedad (9.81 m /seg2) y D la profundidad del fondo marino.

Para el Océano Pacífico la profundidad media es de 4.000 m, lo que da una velocidad de propagación promedio de 198 m/s ó 713 km/h. De este modo, si la profundidad de las aguas disminuye, la velocidad del tsunami decrece.

Cuando las profundidades son muy grandes (relativas a la longitud del tsunami), su onda puede alcanzar gran velocidad. Por ejemplo, el del 4 de Noviembre de 1952 originado por un terremoto ocurrido en Petropavlosk (Kamchatka), demoró 20 horas y 40 minutos en llegar a Chile (Valparaíso) en el otro extremo del Pacífico, a una distancia de 8.348 millas, avanzando a una velocidad media de 404 nudos.

La altura de la ola al llegar a la costa es variable; en el caso señalado en Talcahuano, Chile, se registraron olas de 3.6 metros; en Sitka (Alaska) de 0.30 metros y en California de 1 metro.  En Hawai y Japón  se han registrado olas Tsunamis de hasta 30 m  de altura en la costa. En Nicaragua, en Septiembre de 1992 se registraron alturas de hasta 10 metros y se afectaron cientos de kilómetros de costa (para aquellos interesados en los detalles les recomendamos el sitio www.ineter.gob.ni/geofisica/tsunami).

En nuestro país, el suscrito, de la Escuela de Física de la Universidad de Costa Rica, y con equipos de registro de presión, se registraron minitsunamies de dos metros y menos con frecuencia durante los estudios hidrodinámicos requeridos para predecir las velocidades  del agua  en  el muelle viejo de Puntarenas  con anterioridad a su reconstrucción.

Desde luego, al ser de menor tamaño y  coincidir solo rara vez con la marea alta, estos tsunamis no causan alarma generalmente, pero, tan seguro será como se lee este artículo, que uno grande tendrá que ocurrir en el futuro debido a la ley de probabilidades.

Por esto es bueno seguir las mareas indicadas en las tablas publicadas  por la UCR para todo el territorio costero nacional, incluyendo lugares internos a golfos como Puerto Moreno, en donde estudios técnicos del suscrito demuestran posibles amplificaciones del 30-50 % de un maremoto. Si se nota la marea bajando, cuando debiera estar subiendo según la tabla, es que posiblemente viene un maremoto cuya amplitud ciertamente depende de las características físicas de la falla (unas 10 variables  que aún no se entienden exactamente). La simulación mediante modelos matemáticos de este fenómeno aún no es posible de forma exacta. Hoy en día estudios científicos se concentran en tres fases: predicción de la onda generada (su estructura armónica, amplitudes  y fases), su propagación que sí se puede simular si se asume una estructura armónica simple y por último sus efectos en la costa o la inundación resultante que todavía no es posible.

Al aproximarse a las aguas bajas, las olas sufren fenómenos de refracción y disminuyen su velocidad y longitud de onda, aumentando su altura. Aquí, sin embargo, falla la teoría lineal de Airy que se usa para el mar profundo y se deben usar teorías de alto orden, no lineales, con fuertes interacciones entre los componentes espectrales de la onda que no es simple.

En mares profundo estas ondas pueden pasar inadvertidas, ya que solo tienen amplitudes que bordean el metro o menos y se mueven linealmente sin interacciones. No obstante, al llegar a la costa las componentes de onda  sumadas pueden excepcionalmente alcanzar hasta 30 metros de altura al amplificarse no linealmente. Existe mucha investigación novedosa para el lector científicamente interesado que se puede conseguir en  www/ngdc.noaa.gov/mgg  o del del  programa de investigación PMEL dirigido por científicos de la talla de Dr. Frank Gonzalez del  gobierno norteamericano (http://www.pmel.noaa.gov/tsunami/).

En la fase de propagación es posible trazar cartas de propagación de tsunamis, como se hace con las cartas de olas; la diferencia es que los tsunamis son refractados en todas partes por las variaciones de profundidad, mientras que con las olas ocurre solo cerca de la  playa.

Las características del tsunami difieren notablemente de las olas comunes generadas por el viento. Toda onda tiene un efecto orbital que alcanza una profundidad igual a la mitad de su longitud de onda; así una ola generada por el viento sólo en grandes tormentas, que duren mucho,  puede alcanzar unos 300 metros de longitud de onda, lo cual indica que ejercerá efecto solo hasta unos 150 metros de profundidad.

TSUNAMI
Características de un Tsunami propagándose por el Golfo de Nicoya: simulación de la fase de inundación

En 1998 Murillo  estudió la posible propagación de un tsunami en el Golfo de Nicoya con modelos no lineales durante la fase de inundación. Este es un cuerpo de agua en la Costa Pacífica de Costa Rica  con profundidades  que decaen  de 50 metros en su entrada a  cinco o menos metros en su cabeza. Es el cuerpo de agua interior más importante del país y posee amplias zonas llanas a ambos lados que podrían inundarse con facilidad si se produjera un tsunami mayor ( e.d. de más de 4 metros).

El especialista pudo simular la propagación mediante modelos matemáticos no lineales  y modelos adimensionales. Un maremoto propagándose por la parte inferior del Golfo requiere de modelos al menos bidimensionales como los usados por el Dr. Murillo en 1996  o en 1981. Resultados rápidos se pueden lograr con modelos  paramétricos como los presentados por este investigador en 1998 para la parte superior del Golfo o Golfo de Nicoya Superior (GNS). Un maremoto se propaga por el GNS amplificándose y reduciendo su velocidad  no linealmente.