1. DEPREMLER, FAYLAR VE
LEVHALAR
18 Nisan 1906’da Mw= 7,9 büyüklüğünde San
Francisco’da meydana gelen deprem Amerika’da
sismoloji bilimini ön plana çıkardı ve gelişmesinde
önemli rol oynadı. Depremden daha fazla hasara neden
olan yangınlar çıktı ve 3 gün boyunca devam etti. Bu
deprem 3000 ölümle ve 400 milyon dolar zararla
sonuçlanmıştır. Yer, San Andreas fayında 300 km’lik
bir hat boyunca hareket etti.
California’da Carrizona düzlüğünde
San Andreas fayında akarsu kanalının
yeri değiştiği ve fayın sol tarafındaki
kayaların sağa kaydığı görülüyor.
San Andreas fayının deprem öncesi, sırası ve sonrasında
deprem boyunca gösterdiği hareketlerin kesiti
görülmektedir. Deprem öncesi (a), kırık sistemi zamanla
deforme oluyor (b) ve deprem anında kırılıyor (c).
H.F . Reid 1906 San Francisco depreminden sonra
Elastik Rebound Teorisini sundu. Bu kurama göre iki
levha birbirine göre göreceli olarak hareket eder. Fakat
levhalar arası sürtünme bu kayma hareketini önler ve
orada stres birikmesine neden olur. Zamanla biriken
stresin sürtünme direncini aşması sonucu kırılma olur
ve levhalar kayar.
1960‘da jeologlar dünyanın dış
kabuğunun kalınlığı 15km-100km
arasında değişen tektonik
levhalardan oluştuğunu keşfetti.
Tektonik levhalar birbirlerine göre
düzenli olarak hareket ederler.
Depremler levhalar birbirinden
uzaklaştığı, levhaların birbirine
yaklaştığı (dalma- batma zonları)
yada transform faylanmanın
(levhaların hareketi birbirine yatay
olduğu, Örn. San Andreas Fayı)
görüldüğü levha sınırlarında
meydana gelir. San Francisco
depremi Kaliforniya’nın
kuzeyinde San Andreas fayında
meydana gelmiştir.
Global Konumlandırma Sistemi uydu verileri
kullanılarak yapılan çalışmalar Pasifik Levhası ve.
Kuzey Amerika Levhasının yılda yaklaşık 4,5 cm/yıl
hızıyla birbirlerine doğru hareket ettiklerini
göstermiştir. San Andreas fayının büyük bir bölümü
kilitlidir ve enerji biriktirir. Fakat uzun periyotlarda
meydana gelen depremlerde durağan olan bu fay
metrelerce kayabilir. Depremdeki kayma büyüklüğü
mesafe/yıl olarak kayma mesafesi oranı ortalama 90
yılda 4m’lik bir kaymanın olduğunu göstermektedir.
Fakat diğer kırıklarda meydana gelen hareketliklerin
de etkileri olması nedeniyle bu aralık aynı değildir.
Belirli bir büyüklükteki depremin bir derece altında
deprem olma olasılığı yaklaşık on kat daha fazladır.
Örneğin 7 büyüklüğündeki bir deprem yaklaşık ayda
bir meydana gelirken 6 büyüklüğündeki bir deprem
her ay meydana gelir.
Global Sismoloji Ağları, depremlerin yeri zamanı
büyüklüğü fayın mekanizması hakkında veri üretir
ve bu veriler kullanılarak depremlerin neden olduğu
toplumsal tehlikelere karşı tedbirler alınır.
ÖLDÜRÜCÜ DALGALAR
26 Aralık 2004’de tektonik levhaların belli belirsiz
hareketleriyle yüzlerce yıldır biriken stres bir anda açığa
çıkarak moment büyüklüğü Mw= 9,3 olan bir deprem
oluşturdu. Endonezya’nın Sumatra’adasında meydana gelen
bu mega-deprem büyük bir alanı etkileyen tsunami oluşturdu.
Çok büyük hızla Hint okyanusu boyunca devam eden
tsunami’nin yüksekliği kıyıya yakın maksimuma ulaştı. Çok
büyük hasarlara ve 300 000 kişinin ölümüne yol açtı.
Fayda biriken gerilme, fayın dayanma kuvvetini aştığı zaman
deprem meydana gelir. Sumatra’nın altında meydana gelen bu
deprem kısa bir süre içinde yayılarak kilometrelerce küp suyun yer
değiştirmesine neden oldu ve devasa büyüklükte tsunami oluşturdu.
Bu depremin nedeni 120 milyon yıl öncesinden
izlenebilir. Antartika’dan ayrılan Hint kara parçası
düzenli olarak kuzeye doğru hareket etmeye
başladı. 50 milyon yıl önce Hint levhası Asya
kıtasıyla çarpıştı Himalaya yükseldi ve Tibetan
platosu oluştu. Hint levhasının kuzeye hareketi
günümüzde de devam etmektedir. Sumatra, Burma
Levhasının altına dalan Hint levhasının okyanusal
bir parçasıdır.
Burma ve Hint levhası her yıl yaklaşık 35mm
yaklaşır. Bu deprem, kilitli olan fayda stresin
birikmesi sonucu meydana geldi. Zamanla biriken
stres fayın dayanım kuvvetini aşarak kayma (deprem)
meydana getirdi. Bu levhaların arasındaki büyük bir
alan boyunca kayma oldu ve bu da Sumatra
depremine neden oldu. Bu deprem su altında
olmasından dolayı metrelerce küp suyun yer
değiştirmesine neden oldu yıkıcı büyüklükte tsunami
oluşturdu
BÜYÜK DEPREMLER
Charles Richter 1935’de Kaliforniya’daki küçük depremler için ilk deprem
büyüklük ölçeğini tanıttı. Fakat Richter ve benzer büyüklük ölçekleri büyük
depremleri karakterize etmek için yetersizdi. Bu nedenle sismologlar orijinal
Richter ölçeğini geliştirerek yeni bir büyüklük ölçeği dizayn ettiler. Moment
magnitüd adı verilen bu ölçek sismik momentle ilişkilidir.
Sismik moment fayın 3 fiziksel parametresine bağlıdır. Bunlar kayanın sertliği,
fay alanı ve faydaki kayma miktarıdır. Sismik moment bir depremde açığa çıkan
enerji miktarını ölçmek için kullanılan bir sayısal büyüklüktür. Bir fayda oluşan
sismik moment;
M₀=Dayanım*Fay Alanı*Fay Atımı
Dayanım, fayın yakınındaki kayanın mekanik
dayanımını ifade eder. Fay alanı ve fay
kayması sismogramlardan elde edilir. Sismik
momentin birimi Newton metre (N.m)’dir.
Moment magnitüdü (Mw );
Mw = (2/3)*(log10 M₀ - 9,1)
Denklemdeki sabitler diğer büyüklük ölçeklerine
göre kabaca yakın değerler vermesi için
seçilmiştir. Dünyada açığa çıkan toplam enerji
büyük depremlerden ortaya çıkar. 1906 ve 2006
1906 San Francisco depremiyle 2004 Sumatra depremi kıyaslandığında;
Sumatra deprem fayında ölçülen kayma mesafesi 3 kat, etkilediği alan ise 60
kat fazladır. Bu da moment magnitüd değerinde yaklaşık 1,4’lük artışa karşılık
gelir. Yukarıdaki formüldeki parametreler olacak depremin sınırları hakkında
(kaya tipi nasıldır, ne kadar enerji biriktirebilir, fayda kırılma meydana
geldiğinde ne kadar enerji açığa çıkar) bilgi verir.
Kaliforniya‘da 20km’den daha derinde olan kayalar zayıftır ve stres
birikmesine izin vermez. Fakat dalma-batma sınırları güçlü, stres
biriktirebilecek kayalara sahiptir. Bu da büyük depremlerin dalma-batma
zonlarında olduğunu göstermektedir. Yani global sismik momentin yaklaşık %
80’i bu depremlerden açığa çıkarılır.
1906-2006 yıllarında açığa çıkan toplam sismik momentin yarısı 3 deprem de
meydana geldi. Bunlar: Sumatra(2004), Alaska(1964), Chile(1960) ‘dır.
Kaliforniya’daki depremlerin neden olduğu kırık
sisteminin boyutları, Sumatra depremi ve 1906
depremlerine göre daha küçüktür
yılları arasında açığa çıkan toplam global momentin yarısı sadece 3 büyük
depremden meydana gelmiştir. Bunlar; Sumatra (2004), Alaska (1964) ve Şili
(1960)’dır.
Büyük depremler plaka tektoniğinin
bir sonucudur. Bu da atmosferin
devam etmesini sağlayarak dünyanın
yaşanabilir kalmasını sağlar. Büyük
depremlerin ne zaman meydana geleceği henüz
bilinmemektedir. Yapabileceğimiz en iyi şey
depremlerin oluşturduğu hasarı en aza indirgemek için toplumu geliştirmektir.
TEŞEKKÜR
İÜ Mühendslik Bilimleri Deprem Mühendisliği Ders Kapsamında Türkçeleştirerek
sunulmasına izin veren www.iris.edu.tr ve değerleri yetkililerine teşekkürlerimizi
sunarız. Hazırlayan: Fatma Ekiz, İ.Ü Mühendislik Bilimleri Yüksek Lisans Öğrencisi
YÜZYILIN YIKICI DEPREMLERİ