Circa il 90% degli tsunami è innescato da forti Terremoti terremoti sotto il fondale oceanico; i restanti sono causati da eruzioni vulcaniche, frane sottomarine o, molto raramente, impatti meteoritici. Di gran lunga la maggior parte (circa l’80%) si verifica nell’Oceano Pacifico.

Nella zona di subduzione della Cintura di Fuoco del Pacifico si generano terremoti sottomarini che provocano spostamenti improvvisi orizzontali e verticali delle placche tettoniche. Lo spostamento verticale solleva o abbassa anche le masse d’acqua sovrastanti. Per effetto della gravità l’acqua si propaga in tutte le direzioni sotto forma di cresta o cavo d’onda.

Un terremoto può generare uno tsunami solo se sono soddisfatte tutte e tre le condizioni seguenti:

1. Il terremoto raggiunge una magnitudo pari o superiore a 7.
2. Il suo ipocentro si trova vicino alla superficie terrestre, sul fondale marino.
3. Provoca uno spostamento verticale del fondale, che mette in movimento la colonna d’acqua sovrastante.

Gli tsunami sono fondamentalmente diversi dalle onde generate dalle tempeste. Queste ultime, in funzione della profondità dell’acqua rispetto alla lunghezza d’onda, vengono definite onde di acque basse o profonde. Nelle onde di acque profonde l’onda non interagisce con il fondo e gli strati d’acqua più profondi rimangono immobili. La velocità di propagazione non dipende quindi dalla profondità dell’acqua. Quando una simile onda entra in acque più basse diventa un’ onda di acque basse, coinvolge l’intera colonna d’acqua e rallenta.

A causa della loro grande lunghezza d’onda (molto maggiore della profondità dell’acqua), gli tsunami sono quasi ovunque onde di acque basse. A differenza delle onde generate dal vento, anche in oceano aperto mettono quindi in movimento l’intera colonna d’acqua. La loro velocità dipende perciò praticamente ovunque dalla profondità.

Gli tsunami di origine sismica hanno lunghi periodi d’onda , compresi tra dieci minuti e due ore. Gli tsunami generati da eventi diversi dai terremoti presentano spesso periodi più brevi, da alcuni minuti fino a circa un quarto d’ora.

La velocità di uno tsunami dipende dalla profondità del mare : quanto più profondo è il mare, tanto più veloce è lo tsunami (vedi tabella). La velocità di fase c di un’onda di tsunami è data dalla radice quadrata del prodotto tra accelerazione di gravità e profondità dell’acqua.

Negli oceani (profondità circa 5.000 m) la velocità di propagazione è quindi di circa 800 km/h, paragonabile alla velocità di crociera di un aereo. Gli tsunami possono attraversare interi oceani in poche ore e propagarsi fino a 20.000 km senza essere percepiti direttamente. Le onde generate dal vento, invece, hanno velocità comprese tra 8 e 100 km/h.

In acque poco profonde, quindi vicino alla costa, lo tsunami rallenta. Di conseguenza diminuisce anche la lunghezza d’onda, mentre l’altezza dell’onda aumenta fino al suo eventuale frangimento.

Tab.: rapporto tra profondità del mare, velocità e lunghezza d’onda di uno tsunami

Onde di gravità (tra cui rientrano anche gli tsunami) si formano per il movimento sincronizzato di grandi masse d’acqua. Ogni singolo volume d’acqua compie però spostamenti molto piccoli.

Per un’onda di gravità in acque basse, con ampiezza A in un bacino di profondità h, ciò può essere espresso anche quantitativamente: la velocità con cui la materia coinvolta nell’onda si muove circolarmente è inferiore di un fattore A/h rispetto alla velocità di fase c dell’onda.

Per un grande tsunami questo fattore è dell’ordine di 10⁻⁵: se un’onda in mare aperto si propaga con c = 200 m/s (= 720 km/h), gli elementi d’acqua si muovono soltanto a 2 mm/s, un valore del tutto trascurabile rispetto alle correnti e alle onde del vento e non direttamente osservabile. Questo spiega anche la limitata perdita di energia dell’onda di gravità durante la propagazione.

Gli tsunami sono costituiti da una serie di onde marinesuccessive, caratterizzate da periodi molto lunghi. Sono causati soprattutto da forti terremoti sottomarini, ma anche da eruzioni vulcaniche o frane. Sebbene gli tsunami siano rari, rappresentano un grave pericolo.

Una protezione sicura dagli tsunami non è possibile, se non evitando insediamenti ed edificazioni nelle zone basse (meno di 30 m s.l.m.) delle aree potenzialmente esposte. Gli tsunami possono provocare, nel giro di pochi minuti, grandi distruzioni sulle coste vicine alla loro origine e causare numerose vittime.

I forti tsunami esercitano i loro effetti anche su coste molto lontane, poiché nell’arco di alcune ore possono attraversare interi bacini oceanici.
La velocità di propagazione degli tsunami dipende dalla profondità dell’acqua. Negli oceani profondi può superare gli 800 km/h, mentre in acque basse è di circa 30–50 km/h.

Uno tsunami è costituito generalmente da più creste d’ondache si susseguono a intervalli da alcune decine di minuti fino a oltre un’ora; spesso le altezze massime sulla costa vengono raggiunte solo con onde successive. In mare aperto profondo le distanze tra le creste sono di alcune centinaia di chilometri e si riducono fino a circa dieci chilometri nelle acque basse. In mare aperto le onde sono basse, generalmente inferiori a 80 cm, e per la loro grande lunghezza d’onda non rappresentano un pericolo per le navi; possono essere rilevate solo con boe speciali o altimetria satellitare.

Avvicinandosi alla costa, soprattutto nelle baie poco profonde, le masse d’acqua possono però innalzarsi oltre dieci metri e, in casi estremi, anche oltre 30–50 m, inondando pianure costiere per diversi chilometri verso l’interno e provocando devastazioni enormi.

Le persone a terra non percepiscono necessariamente uno tsunami in arrivo come un’onda, ma come un improvviso abbassamento o innalzamento del livello del mare, molto più rapido rispetto alla normale marea. Possono notare, per esempio, che l’acqua scorre improvvisamente sul terreno che poco prima era asciutto e, pochi istanti dopo, trovarsi già con l’acqua alla vita mentre le automobili vengono trascinate via come scatole di fiammiferi. Il livello del mare può continuare a salire rapidamente di diversi metri e inondare le zone costiere più basse. Successivamente l’acqua rifluisce verso il mare in direzione opposta, trascinando edifici distrutti e detriti anche per chilometri al largo.

Gli edifici vulcanici, geologicamente piuttosto giovani, sono spesso predisposti a movimenti di massa gravitativi. Eruzioni vulcaniche, terremoti vulcanici ma anche piogge estreme possono provocare un collasso improvviso del vulcano e generare valanghe di detrito estremamente mobili che scendono lungo i versanti.

Possono raggiungere velocità superiori a 100 m/s e coprire distanze orizzontali fino a dieci volte l’altezza del vulcano. Un collasso di fianco, oltre ai danni diretti lungo il suo percorso, può generare tsunami entrando in mare. Questi tsunami sono generalmente meno potenti di quelli provocati dai terremoti sottomarini, ma possono comunque causare, nel giro di pochi minuti, gravi distruzioni lungo le coste vicine alla zona d’origine.

La pericolosità da tsunami delle isole vulcaniche e delle zone costiere immediatamente vicine a un vulcano non deve quindi essere sottovalutata, soprattutto se l’edificio vulcanico è ancora molto giovane e quindi potenzialmente instabile.

Anche per l’isola d’Ischia sono noti diversi tsunami in epoca storica.

Il flusso piroclastico generato dall’eruzione del Vesuvio nel 79 d.C. provocò probabilmente uno tsunami nel Golfo di Napoli, così come un terremoto nel 1456. Esistono inoltre testimonianze di un «ritiro del mare di 360 metri» nell’anno 1112. Non è però noto se in quel periodo si sia verificato un terremoto nella regione (GUIDOBONI, 2014).

Il più grande tsunami finora noto, generato da un evento sull’isola d’Ischia, è conosciuto con il nome IDA (Ischia Debris Avalanche) . La causa fu una grande frana dall’Epomeo verso sud. Gli studi hanno mostrato che materiale di questa frana è rintracciabile fino a 1.000 m di profondità marina e a 50 km dalla costa. La ricostruzione degli eventi indica che la frana generò probabilmente uno tsunami con onde alte fino a 10 m sulle coste di Ischia e circa 15 m a Capri (TINTI et al., 2016).

Eventi simili possono ripetersi in futuro sull’isola d’Ischia e nel Golfo di Napoli e generare nuovi tsunami.

Il Centro tedesco di ricerca geoscientifica di Potsdam (GFZ) fornisce raccomandazioni per il caso di uno tsunami.

In sostanza consiglia di raggiungere posizioni elevate e il più possibile lontane dalla costa, di trasmettere informazioni e allerte alle persone nelle vicinanze e, per quanto possibile, di seguire le indicazioni e le comunicazioni delle autorità locali.

In mare aperto si raccomanda di mantenere una distanza sufficiente dalla costa e di non entrare in porto in nessun caso.

A terra il GFZ raccomanda di allontanarsi a piedi, poiché gli automobilisti in fuga nel panico provocano spesso ingorghi.

In caso di preavviso molto breve può essere più sicuro raggiungere uno dei piani più alti di un edificio stabile e relativamente recente piuttosto che tentare ancora la fuga verso l’interno. Si avverte espressamente di non sottovalutare il pericolo di ulteriori onde, eventualmente più alte, dopo il passaggio della prima.