HARİTA MÜHENDİSLİĞİ’NDEN İLERİ SİSMOLOJİYE

Giriş  

S

ismoloji, deprem bilimi demektir. İleri sismolojide ise sismolojik çalışmalar ve deprem öncesi yapılacak çalışmaların ne olduğu, deprem sonrasındaki sismik aktivitelerin nasıl gerçekleştiği ve ne gibi sonuçlara yol açtığı incelenir. Sığ kabukta yürütülen sismolojik çalışmalar ile yerin derin yapısının incelenmesindeki sismolojik çalışmalar birbirinden farklıdır.  İleri sismoloji ilk olarak Türkiye’deki ilk doktoralı jeofizik yüksek mühendisi Kazım Ergin tarafından ülkemize getirilmiştir. Sismolojinin ülkemizde gelişiminin temelini sağlayan Ergin, ‘‘Advanced Seismology’’ adıyla çıkardığı kitap ile ileri sismoloji hakkındaki bilgi birikimini kalıcı hale getirmiş ve bir referans kaynağı bırakmıştır.

Bu makale kapsamında;

  • Aletsel ve tarihsel depremler önemli mi? Neden? 
  • Deprem verileri nasıl elde edilir?
  • Deprem sonrası hasar nelere bağlıdır?
  •  6 Şubat 2023 ve sonrası depremler,
  • Ekvator ve dünyadaki diğer depremler ve bu depremlerin büyüklüklerine nelerin sebep olduğu,
  • Pasifik Ateş Çemberi,
  • Depremlerden kaynaklı ortaya çıkan sismik dalgalar ve bu dalgaların özellikleri, 
açıklanmaya çalışılacaktır. 



Ders Notları: (27.02.2023)

Pasifik Ateş Çemberi (Ring Of Fire)

 D

ünya’da 100 depremden 82’si bu bölgede gerçekleşmektedir. Bunun sebebi çevreleyen ülkelerin de içinde bulunduğu levhaların kesişim sınırlarında meydana gelen hareketliliktir. Levha sınırlarındaki okyanusal kabuk - kıtasal kabuk çarpışmasında magnitüdü, yıkıcılığı ve tsunami etkisi yüksek olan depremleri meydana getirir. Tarihte meydana gelen en büyük depremler bu bölgede yaşanmıştır. Hem yakınsak hem ıraksak levha sınırlarını barındıran bu bölge Şili’ den kuzeye doğru Güney Amerika kıyıları, Orta Amerika, Meksika, ABD’nin batı kıyıları ve Alaska’nın güneyi Aleut Adaları, Japonya, Filipinler, Yeni Gine, Güney Pasifik Adaları ve Yeni Zelanda’yı içine alır.  Sismik açıdan en yoğun Endonezya Takım Adaları’ nın etrafını saran Avustralya Levhası’ndan başlar, üç kıtasal levha arası uzanarak Japonya’ya kadar devam eder. 


 

T

arihsel ve Aletsel Depremler Önemli Mi?  Tarihte ilk sismoskop M:S: 132 yılında Çinli filozof Chong Hang tarafından icat edilmiştir. Ayaklı vazo üzerine yerleştirilmiş 8 tane ejderha başı ile vazonun ayağı üzerinde 8 tane kurbağadan oluşur. Deprem sırasında ejderlerden bazıları ağızlarındaki bilyeyi kurbağaların ağzına düşürür. Hangi ejderin bilyesi düştüyse sarsıntının doğrultusunun o yönde olduğu anlaşılır.  1900 yılından önce kayıtları olan depremlere tarihsel depremler adı verilir. 1900’den sonra sismografın bulunuşuyla daha analog ve sayısal veriler elde edilmeye başlanmıştır. Bu sebeple 1900 sonrası depremlere aletsel depremler adı verilir.  Geçmişte meydana gelen depremlerin şiddet ve konum bilgilerinin tarihsel araştırmalara ve gözlemlere dayanarak elde edilmesi tarihsel deprem katalogları oluşturmuştur. Sismik risk analizi, fay araştırmalarında tarihsel deprem katalogları önem taşır. Tarihsel verilerde deprem görüldüğü zaman, meydana geldiği yerde  tekrar etme olasılığı yüksektir. Karakteristik deprem modeline ve GR deprem modeline  göre depremlerin oluşum fiziği açıklanmaya çalışılır. Krakteristik deprem modeline göre her kırık kendi depremini üretir. Her kırığın kendi depremini tahmin ettiğimizde bu depremlerin kaç yılda bir tekrar edeceği tahmin edilebilir. Bu sebeple depremlerin önceden belirlenmesi çalışmalarında tarihsel ve aletsel depremler oldukça önemlidir.


2. Ders (07.03.2023)

 Büyüklük ve Şiddet İlişkisi

B

üyüklük deprem esnasında kırılan yüzey sonucu ortaya çıkan enerjinin sayısal olarak ifade edilme şeklidir. Birimsiz bir değerdir. Depremin büyüklüğünü sadece kırılan yüzey belirlemez. Kırılan yüzey taraflarındaki kayaçların birbirlerine göre ne kadar yer değiştirdiği ve kırılan yüzeyin sertlik derecesi (rijidite) de deprem büyüklüğünü belirlemede önemlidir. 

 M=5.0 ile M=6.0 arasında 10 kat fark vardır ve bu bir birim artmış iki değer arasında açığa çıkan enerji 32 kat fazladır. 

 Şiddet ise deprem sonucu ortaya çıkan yıkımın ölçüsüdür. 1-10 arası romen rakamlarıyla gösterilir. Şiddetin farklı ortaya çıkması, tamamen depreme karşı savunmasızlık durumuyla ilişkilidir.

 Artçı, Öncü ve Ana Şok Nedir?

B

azı büyük depremler gerçekleşmeden önce küçük sarsıntılar meydana gelir bunlara öncü depremler denir. Her depremden önce gerçekleşme garantisi yoktur. Deprem gerçekleştiğinde asıl sarsıntıya sebep olan depremlere ise ana şok, ana şok sonrası küçük sarsıntılarla devam eden depremlere artçı sarsıntılar adı verilir. Artçılar aylarca hatta yıllarca sürebilir ve yüzlerce olabilir. 6 Şubat 2023 depremi için kırıklara bakıldığı zaman ikinci bir kırık görüldüğü için ana şok olarak değerlendirilebilir.   Artçı depremlerin diğer depremlerden ayrılması önemlidir. Çünkü artçı depremler ana deprem kataloğuna eklenmez ve hesaplamalarda kullanılmaz. Artçı depremlerin aşağıdaki gibi eksponansiyel olarak azalmasına Omori Yasası denir.  Ancak, artçı deprem istatistiği ile artçıların oluşum yer ve zaman  tahmin edilmesi olasılıkları daha yüksektir.

1940 – 1960 yılından sonra depremlerin artmış olduğu görülüyor. Bunun nedeni meydana gelen aralıktaki en büyük depremlerden birinin meydana gelmiş olması ve diğerlerinin onun artçısı olma ihtimali vardır. Depremlerin belli bir zamana kadar az, daha sonrasında artmasının sebebi bölgede belli bir seviye altında olan depremlerin kaydedilecek donanıma sahip olunmamasıdır. Örneğin; 1940’tan sonra M<3 depremler artmış olarak görünüyorsa bu depremlerin kayıt edildiği yerde sismograflar arttırılmıştır. İstasyon sayısına bağlı olarak deprem kayıtlarında değişme görülebilir.

(kaynak: https://advancedseismology.blogspot.com/p/ders-02-ileri-sismoloji.html) 

 

 (kaynak: https://advancedseismology.blogspot.com/p/ders-02-ileri-sismoloji.html)   


 Deprem Hasarını Neler Etkiler?

D

epremin şiddetini yer kabuğunun rijiditesinin ve kayaçlar arasındaki atımın değiştirdiğini biliyoruz. Bunun dışında depremin büyüklüğü ve derinliği, ortaya çıkan kırıkların nasıl kırıldığı ile de ilgilidir.  

 Deprem senaryosu yapılırken üç farklı senaryoya bağlı olarak deterministik çalışma yapılır. Aşağıda ki senaryolardan en riskli olanı kırılmanın merkezden başladığı ve iki tarafa yayıldığı senaryodur.

    1. Kırılma merkezden başlasa ve iki tarafa (lateral) gitse ne olur?
    2. En güneyden en kuzeye devam etse ne olur?
    3. En kuzeyden en güneye devam etse ne olur?

    

S

ismik boşluk teorisi gereği daha önce kırılmamış yerler daha risklidir. Daha önce kırıldığının bilgisi olmayan kırıklar en riskli bölgelerdir. Çünkü ne zaman kırıldığı belli olmadığı için ne zaman kırılabilir bilgisi de elde edilememektedir. Karakteristik deprem modeline göre daha önce kırılmış yerlerin tekrar kırılması beklenmez. Bu modele göre her bir fay birbirinden bağımsız hareket ediyor ve her bir fayı kıracak maksimum deprem büyüklüğü vardır. Bu faylar maksimum deprem büyüklüğüne ulaştığı için burada uzun süre deprem olması beklenmez.  6 Şubat 2023 depremi, sismik boşluk teorisine göre önceden öngörülmüş bir depremdir, benzer şekilde 1784 yılında kırılmış Bingöl-Erzincan arasında ki Yedisu segmentide sismik boşluk olarak sürekli gündemde tutulan güncel potansiyel deprem alanlarıdır.

 Deprem Verilerine Nasıl Ulaşılır?

 http://ds.iris.edu/ieb/index.html adresinden

 Earth Scope Consortium deprem öncesi anomaliler incelenebilir.

  Örneğin, 6 Şubat öncesi ve sonrası deprem verileri incelendiğinde belli bölgelerde yığılmalar olduğu görülmüştür.

 Bir Deprem Dalgası Nelerden Oluşur?

B

ir deprem dalgası cisim ve yüzey dalgalarından oluşur. Cisim dalgaları P (primary) ve S (secondary) olarak ikiye ayrılır. Deprem başladığı anda sismik cihaza ilk ulaşan P dalgaları olur. Ardından da S dalgaları ulaşır çünkü P dalgaları S dalgalarından daha hızlıdır. Cisim dalgalarından sonra daha yavaş olan yüzey dalgaları gelir. Yüzey dalgaları da Rayleigh ve Love dalgaları olarak ikiye ayrılır. Cisim dalgaları yer merkezi ve çekirdeğinden geçerek yayılabilir. S dalgalarının sıvı içinde yayılamadığı bilindiğinden bu sayede yer yuvarının içi tanınabilir. S dalgasının yer içinde tespit edilemediği yerler sıvıdır. Yüzey dalgaları ise yüzeyde meydana gelir. 

D

algaların yayılma hızı ve genlikleri arasında ters orantı vardır. Dalganın hızı arttıkça genlikleri küçülür. Genlikleri büyüdükçe de sarsıntı artar. Bu sebeple genlikleri en büyük olan dalgalar yüzey dalgalarıdır. Esas yıkıma bu dalgalar sebep olur. Farklı istasyonlarda aynı deprem kaydedildiği zaman genlikler değişiklik gösterebilir. Bunun sebebi yerin jeofizik yapısındaki değişikliklerdir.

Y

eryüzünde istasyonlar ne kadar çoğalırsa bir depremde açığa çıkan enerji o kadar yakalanabilir. Bu da yerin içi hakkında daha fazla bilgi sahibi olunmasını sağlar.   Depremin hasarının derinlikle doğrudan ilişkisi vardır. Yüzeye yakın depremlerde yıkım daha fazladır. Daha derin depremler sığ fay sisteminden ziyade dalan levhanın dikey olarak değil bir açıyla çarpışması sonucu oluşan sığ, kabuksal faylar üzerindedir. Levhalar hızlandıkça daha derin ve büyük depremler oluşabilir. (Örn; Nazca Levhası) Daha yoğun olan levhanın daha az yoğun olan levhanın altına dalmasıyla trenç oluşur. Bu dalma batma sınırında volkanlar meydana gelebilir. 

 Maksimum Yer İvmesi (PGA)

Peak Ground Acceleration (PGA) deprem potansiyeli ile ilgili bilgi veren değerdir. 6 Şubat 2023 depreminin meydana geldiği noktada maksimum yer ivmesi 0.9 civarıdır ve büyük deprem sonucunda 1.0’ın üstüne çıkabilir. Tekrarlanma sıklığı 2475 yıl olarak girildiğinde deprem tehlike haritasına göre ivme değerlerine ulaşılabilir.

Ekvator’da Meydana Gelen Depremler

B

u depremlerin oluşması için 2475 yıl gibi bir süre geçmesine gerek kalmamaktadır çünkü ekvatordaki levhalar ortalama 50 mm/yıl ile hareket ederler. Türkiye’deki en büyük depremleri üreten iki fay zonundan Kuzey Anadolu Fay Zonu’nu oluşturan levhanın 25 mm/yıl, Doğu Anadolu Fay Zonu’nu oluşturan levhanın 10 mm/yıl olduğu bilindiğine göre ekvatordaki depremleri üreten levhalar çok hızlı hareket etmektedir. Örneğin; Pasifik ve Avustralya Levhası arası sıkışma gerilmesi sebebiyle 3000’den fazla M>5 deprem meydana gelir. Bu sebeple mega depremlerin oluşması için çok uzun zaman geçmesine gerek kalmamaktadır. Depremlerin tekrarlama süresi sarsılma gücünü de etkiler. Tekrarlama süresi uzadıkça PGA artar. Büyük depremlerin sismik kayıtları dünyanın her yerinden kaydedilebilir.  


6. Ders (04.04.2023)

Türkiye’deki Depremlerin Sebebi Nedir?

T

ürkiye’deki meydana gelen depremlerin nedeni Doğu Anadolu Fay Zonu için Arabistan Levhası tarafından sıkışma gerilmesi altında olması ve Kuzey Anadolu Fay Zonu için Anadolu Bloğu’ nun batıya doğru hareketidir. Arabistan Levhasını Afrika Levhası kuzeye doğru hareket ettirmesiyle Arabistan Levhası sıkışma gerilmesi altına girer. Bunların yanı sıra Kızıldeniz içerisindeki doğu-batı açılma gerilmesi de bu etkilere sebep olur. 

 (kaynak: https://advancedseismology.blogspot.com/p/ders-05-ileri-sismoloji.html)

  Depremlerin Odak Noktası Nasıl Belirlenir?

D

epremin gerçekleştiği yere odak noktası (hiposantr) ve deprem odağının yer yüzündeki izdüşümüne dış merkezlik (episantr) adı verilir. Deprem odak noktasını belirlemek için belirlenmek istenen depremi en az üç istasyonun kaydetmesi gerekir. Tek istasyonla depremin odak noktasının sadece bulunulan yere mesafesi anlaşılabilir.  

S

onuç olarak aletsel ve tarihsel depremler deprem önceden belirleme çalışmaları için çok önemlidir çünkü her kırık kendi depremini üretir. Bunun sonucunda deprem tekrarlama aralıklarından yola çıkarak depremlerin yaklaşık olarak ne kadar sürede gerçekleşeceği belirlenebilir. Maksimum yer ivmesi (PGA) değeri kullanılarak deprem potansiyeli hakkında bilgi edinilebilir. 

Ekvator çevresindeki levhalar çok hızlı hareket etmektedir ve bu hızlı hareketler sonucu ekvator çevresi depremler mega depremlerdir. Bu depremlerin oluşması için uzun yıllar geçmesi gerekmez.  Dünya’daki depremlerin %82’si Pasifik Ateş Çemberi (Ring Of Fire)’nde gerçekleşir. Bu depremler de mega depremler olup yıkıcılıkları yüksektir.  Bir deprem dalgası cisim ve yüzey dalgaları olarak ikiye ayrılır. Cisim ve yüzey dalgaları da kendi içlerinde ikiye ayrılır.  Bazı depremlerden önce küçük sarsıntılar olmasına öncü depremler, asıl sarsıntıyı oluşturan depreme ana şok, deprem sonrası devam eden küçük sarsıntılara ise artçı depremler adı verilir.  Deprem verileri AFAD, AFEAD, Earth Scope Consortium gibi açık kaynaklardan elde edilebilir.

Anahtar kelimeler: Sismik dalga, deprem, levha, artçı, öncü, ekvator 

No comments:

Post a Comment

Ders 04: Haftanın Ödevi

  ÖDEV