2. Marmara’da Modern Sismik İstasyonları: Kulağı çınlasın kıymetli
büyüğüm Balamir Üçer hocamız vermiş olduğu bir seminerde, 1976
yılına kadar olan depremlerle Marmara'da hiç bir kırığa işaret edecek
bir yapılanmanın olmadığından bahsetmişti. Ne zaman ki kendisi
1975 yılında İngiliz Yerbilimleri Servisi ile bir ortak proje geliştirmiş
ve ülkemizde MARNET olarak bilinen Marmara Deprem
İstasyonlarının kurulmasıyla sonraki yıllar içinde biriken depremler
Marmara’nın sanılanın çok daha ötesinde çok kompleks olduğunu
ortaya çıkarmıştı. Marmara ve çevresinde bugüne kadar birçok
çalışmanın yapılmasına imkân tanıyan bu çalışma ve bunun
uygulayıcısı kişiyi ülkemizde bilen insan sayısı ülkemizde deprem
çalışması yapan kişilerle sınırlıdır.
3. Bu nedenle Marmara'da ki kırılmanın belirlenmesi İzmit
depreminden önce "El yordamı ile yapılıyordu" demek doğrudur çünkü
faylar denizel bir ortamda gelişmişlerdir. Bu nedenle fayların
bilinmesi için Denizel Sismoloji (Marine Seismoloji) çalışması gerekir.
Yıllardır Türkiye Petrolleri bu tur çalışmaları yapmış ve İzmit
depreminden sonra Marmara içerisini bir fay denizi olarak gösteren
bu kırık haritaları basınımıza yansımıştı. Fayları bilmekle deprem
potansiyelini belirlemek mümkün olsaydı, herhalde Marmara
üzerinde deprem ile ilgili söylenecek çok şey olabilirdi. Bu nedenle, bu
fayların deprem üreteni ile üretemezleri ancak ülkemizde yıllar önce
kurulmuş deprem istasyonları ile belirlenebilmiş ve bu veriler deprem
bilimcilere bir yol haritası görevi yapmıştır. Fay geometrisi üzerinde
çalışan modelcilerde küçük depremciklerin yol göstermesi ile denizel
4. fay incelemelerinden sağlanan sayısal (kantitatif) verilerle yeni
modeller üretmişlerdir.
Marmara bölgesinde ki sismolojik çalışmaların gelişmesinde katkıları
geçen bazı bilim adamlarını hatırlamak gerekir. Balamir Üçer,
ülkemizde deprem bilimcilere yol haritası olan bu çalışmalar yukarda
belirtildiği gibi, yakın zamanda aramızdan ayrılan Balamir Üçer
hocamızın ve kendisinin çalışma arkadaşlarının önemli emekleriyle
yükselmiş olan MARNET istasyon ağı ile belirlenebilmiştir. Bu
istasyon ağı Japonya'da ki yâda San Andreas Fayında ki deprem
şebekeleri standartlarına getirildiğinde, bugün tahmin
edemeyeceğimiz ölçüde bilemediğimiz bilgiler elde edilebilecektir. Bu
standartları yakalamak, 20 km aralıklarla Marmara denizinin hem
içinde hem de kıyısında deprem istasyonları, ivme ölçerler ve GPS
5. istasyonlarının kurulması ile mümkündür. Maalesef ülkemizde
İstanbul deprem potansiyeli üzerinde retorik yani tekrar en benzer
konuşmaların basınımızda yer aldığını sürekli görmemize karşın,
eskinin devamı olan böyle bir çalışmanın yapıldığını hala duyabilmiş
değiliz. Bu tür çalışma ile kurulacak deprem tehlike belirleme ağı ile
yabancı ülkelerde ki yetişmiş beyinlerin doktora çalışmalarını
ülkemizde kanal ize edecek önemli bir veri tabanı oluşmuş olacaktır.
Ülkemizde Marmara üzerinde çalışmış ve yakın zamanda hayatını
kaybetmiş diğer bir emektar insan Ambraseys, Imperial College'de
çalışmalar yapmıştır. Ülkemizde ki olmuş eski İstanbul ve Marmara
depremlerini hem toplu hem de tek tek inceleyen bu kişinin yapmış
olduğu çalışmalar Marmara’yı daha İzmit depremi olmadan önce
tanınır yapmıştır. Marmara bölgesi faylarının İzmit depreminden
sonra tanındığı düşüncesi doğru değildir. Marmara’yı tanınır yapan
6. Marmara bölgesinde Dr. Ambraseys'in 30 yıllık çalışmalarına dayalı
depremsel tarihini dokümanter hale getirmesidir. Bu kadar uzun
tarihi olan hiç bir bölgenin olmadığı ve geçmişteki olan depremlerin
gelecekte olabilir olması Marmara’yı Dünya’da tanınmış yapan bir
7. başka önemli faktördür. Yoksa İzmit depreminden sonra Marmara'da
ki fay dağılımlarını gösteren çalışmaların bu bölgeyi tanıttığını
söylemek, Marmara’nın deprem potansiyelini hem küçük depremcikler
ölçeğinde (mikro depremsellik) hem de büyük deprem ölçeğinde (makro
depremsellik) çalışmaları yapan deprem biliminin ülkemizde
tanınmayan büyük emektar insanlarına karşı bir haksızlıktır.
Daha 1979 yılında Amerikan Sismoloji Cemiyetinin periyodik
dergisinde Kuzey Anadolu Fay zonunda ki deprem boşluklarını ileri
süren büyük hocamız Nafi Toksöz hocanın emeklerini inkâr etmek
mümkün müdür? Ülkemizde GPS çalışmalarının başlamasına
onculuk eden MIT yerbilimleri başkanı olan ve bilinen ülkemizin
büyük deprem uzmanlarının yanında çalışmış olduğu bu insan değil
ülkemizin, dünyanın en büyük deprem bilimcilerinden biridir.
8. Ülkemizde depremlerin meydana gelmesinde temel dinamikler.
Yerküremiz üzerinde bir düzine kadar levhaların belli bir hızla
hareket etmesiyle gerilme alanları oluşmaktadır. Bu levhalara örnek
olarak, ülkemize en yakın olan Arabistan, Afrika ve Avrasya
levhaları örnek olarak verilebilir. Mesela Arabistan ve Afrika
levhasının kuzeye doğru hareket etmesi, ülkemizin doğusunda
kapanma, batısında ise açılma şeklinde gerilmelere neden olmaktadır.
Bununla birlikte, ülkemizi bir uçtan diğer uca kesen Kuzey Anadolu
Fay Zonun’da levhalar arasında ki gerilme sonucunda oluşan
enerjinin depremlerle açığa çıkması ile oluşmuştur. Çünkü faylar
gerilir ve bir noktadan sonra gerilme büyüklüğü fayın dayanımını
asar ve depremle biriken gerilme enerjisi açığa çıkar.
Büyük depremi oluşturacak gerilme alanları. Marmara bölgesi,
kapanma, açılma ve yatay gerilmelerin hep birlikte gözlendiği bir
9. geçiş alanıdır. En büyük gerilme birikimi yatay gerilmeli hareketlere
“Shear” bağlıdır. Bununla birlikte, açılma ve gerilme tipli gerilme
türlerimde Marmara’da ki fay gerilmelerinde etkilidir.
Farklı gerilme alanlarında ki küçük depremlerin büyüklük ve yığılma
özellikleri farklıdır. Bu nedenle, küçük depremlerle ile fay gerilimleri
arasında ki ilişkiye bakılarak, büyük depremlerin oluşturacak gerilme
alanları tahmin edilebilir. Bu kısa makalede, Marmara içinde ki
farklı gerilme alanlarıyla modern deprem istasyonları ile kaydedilmiş
küçük depremler arasında ilişki biçimi tartışılacak ve büyük
depremlerin oluşabileceği alanlar belirlenecektir.
Küresel Konumlama Sistemi (GPS) faylarda ki gerilmenin hisli ve
doğru ölçülmesinde yaygın olarak kullanılmaya başlanmıştır. Bu
10.
11. nedenle, faylarda ki gerilme değişimleri gün mertebesinde
ölçülmektedir. Güne, aya ya da yıla bağlı gerilme değişimleri çok
doğru ve hızlı bir şekilde ölçülmektedir. Bu sebepten, başta Amerika,
Japonya ve Kanada’da gerilme değerleri ölçülmekte, değişimleri
kentsel ya da noktasal ölçekte vatandaşların görebileceği ortamlarda
gösterilmekte ve veriler çalışmak isteyen herkese pazarlıksız
verilmektedir.
Gerilmenin zamanla büyümesi. Depremlerle birlikte biriken gerilme
enerjisinin ya tamamı ya da bir kısmı boşalır. Tamamının boşalması
büyük depremle, bir kısmının boşalması da orta büyüklükte ki
depremlerle olabilir. Enerjinin önemli ölçüde boşalması ile yüzeyde
kırıklar oluşur. Neticede, biriken gerilim enerjisi hem fayın hızına
hem de birikme aralığına bağlıdır. Mesela, 1509 yılından günümüze
12. Marmara içinde ki biriken deprem
enerjisi ile 1999 İzmit depreminin
olduğu alanda ki biriken gerilme
enerjisi aynı değildir. Çünkü ilkinde
500 yılda büyük bir gerilme enerjisi
birikmiş, ikincisinde ise biriken gerilme
enerjisi ise 10 yıldır.
Gerilme çeşitliliği. Marmara bölgesinde
ki gerilmeler mavi ve kırmızı renklerle
gösterilmiş. Mavi renkli alanlar, kapanma " compressional stress"
şeklindeki gerilmenin kuzey-batı Marmara bölgesinde etkin olduğunu
gösterir. Kırmızı renkle gösterilmiş açılmaya bağlı "tensional stres"
gerilme birikiminin olduğu bölgeleri gösterir. Kuzey doğu
13. Marmara'da bu alan belirgindir. İstanbul’un güneyinden geçen
faylar, hem açılma hem de kapanma tipli bir gerilmeler altındadır.
Bunun anlamı, Marmara bölgesinde ki gerilmenin tekdüze olmaması,
gerilme tipleri farklı olan fayların, hem davranışlarının hem de
deprem büyüklüklerinin farklı olacağını gösterir.
Gerilme ve deprem tehlikesi arasında ki bağlantı. Depremin
büyüklüğünün gerilmeyle olan ilişki boyutu hakkında farklı sorular
akla gelebilir. Mesela, gerilme ve deprem arasında nasıl bir ilişki
vardır? Gerilme tipleri farklı alanlarda ki depremler farklı mıdır?
Kapanma tipli gerilme altında ki faylar mı, yoksa açılma tipli gerilme
altında ki faylar mı daha risklidir? Makalenin bu kısmında, bu
sorulara açıklık getirilecektir.
14. Ülkemizin bati kısmında yapılmış fazla istasyona GPS hassas
gerilme ölçümleri ile önerilen faylar yukarda ki şekilde verildiği gibi
ilişkilendirildiğinde, fayların davranış biçimleri yâda gerilme yapıları
ortaya çıkar. Bu açıdan yukarıda verilen gerilme haritası, gerilme
biçimini ve depremlerle ilişkilerinin incelenmesi için çok önemli bir
veridir.
2006 yılında yapılan yayınlanan bir çalışmada deprem büyüklükleri
ile gerilme arasında istatistiki parametrelerce bir doğrusal ilişki
ortaya konmuştur. Bu çalışmaya göre, Marmara bölgesinde, maviyle
(compressional strain) gösterilen alanlarda daha büyük depremler
olmaktadır. Çünkü kapanmaya bağlı gerilime "compressional stress"
bağlı olarak büyük magnitüdlü depremler meydana gelmektedir.
15. Tersinden söylemek gerekirse, açılmaya bağlı gerilimli "tensional
stress" alanlar ise daha küçük depremlere neden olmaktadır.
Marmara Depremleri. Oluşan farklı gerilme alanlarında biriken
enerjinin büyüklüğü, son kırılmadan sonra geçen zamanın ne kadar
büyüdüğüne bağlıdır. Faylar açılma, kapanma ve doğrultu yönlü
gerilme biçimleri ile gerilir ve bu gerilme açığa çıkması ile fayların
kırılması gerilme büyüklüğü düşer. Biriken gerilmenin tamamen
boşalması ancak olabilecek en büyük depremle gerçekleşir, tabi
göreceli daha küçük depremlerle gerilme değerleri azalmış olur.
Marmara denizi içinde (off-shore) ve dışında (on-shore) kalan deprem
kırıkları ve tarihsel geçmişten günümüze kadar olan depremler
derlenmiş ve yukarıdaki şekilde verilmiştir. Tarihte İstanbul’u büyük
ölçüde etkileyen depremler 1509, 1754 ve 1766 depremleridir [2] ve
16.
17. bunların tamamı deniz içinde olmuştur. Tarihsel deprem verilerinin
analizinden, Marmara bölgesi içinde ki depremlerin M6.8-M7.2
arasında olacağı ve kırılabilecek fay büyüklüğünün de 70 km
civarında olacağı beklenmektedir. İzmit depreminden sonra yapılmış
deniz jeofiziği ve jeolojisi çalışmalarıyla belirlenen kırık dağılımının
da, Marmara Denizi içinde büyük bir depremi oluşturacak sürekli
yâda tek parça bir fay yapısı olmadığını göstermektedir. Son 500
yıllık dönemde, Marmara denizi içinde kalan, 1509 ve 1912
depremleri ile sınırlanan bölümde bir büyük depreme
rastlanılmamıştır. Bununla birlikte küçük depremlerin analizinden
ve GPS ile ölçülmüş deformasyon hızlarından hesaplanan deprem
tehlikesi modeli de, son 500 yıl içinde Marmara denizi içinde büyük
deprem olasılığını yüksek göstermesi şaşırtıcı değildir. Kısaca, son
500 yıllık verilerin göstermiş olduğu büyük depremin olmadığı
18. "suskun alanlar" ile son 20 yıllık küçük deprem verilerinin
analizinden ortaya çıkan RİSKLİ ALANLAR benzerdir.
Marmara’da Deprem Yığılma Alanları. Marmara Bölgesinde ki
depremlerin haritaları ve Depremlerin nasıl yığıldıkları “clustering”,
UDIM (Ulusal Deprem İzleme Merkezi) veya AFAD tarafından
gerçek zamanlı “real-time” olarak resmedilmektedir. Bu merkez
sayesinde, son 24 saat, son 30 gün ve son 1 yılda olan depremlerin
yığıldığı alanları görmek, mevcut tarihte olmuş büyük depremler ve
Marmara içinde ki bilinen Kuzey Anadolu Fay Zonu’nun geometrisi
ile ilişkilendirmek mümkündür. Bu merkezin e-mail adresleri:
http://www.koeri.boun.edu.tr/sismo/
http://www.deprem.gov.tr/sarbis/Deprem/SonDepremler.aspx
19. Böyle merkezlerin olması, İstanbul yakınları, Marmara ve Türkiye
gibi farklı ölçeklerde depremlerin saat, gün, ay ve yıl mertebesinde
vermiş olması, ülkemiz için sevinilecek bir durumdur fakat bu
sistemin Marmara bölgesinde olduğu gibi bölgesel, İstanbul civarında
olduğu gibi kentsel ölçekte ülkemiz sathında yaygınlaştırılması
gerekir. Ülkemiz için kentsel bazlı Kentsel Deprem İzleme
Merkezleri (KDIM)’nine çoğaltılması ülkemizde deprem gerçeğini
daha ayrıntılı ve gerçek zamanlı görme imkân verecektir.
Deprem denilen, yerin sarsılarak ve sarsarak içinde ki enerjiyi hangi
büyüklükte ve nerede boşalttığının, saat ölçeğinde bu tür merkezlerce
verilmesi, İstanbul ve Bursa gibi Marmara bölgesinde büyük nüfuslu
ve endüstri merkezi olmuş şehirlerimizin yakınında, aktif ve sürekli
dinamik bir fay yapısını ve etkinliğini belgelemektedir. Halkımızda ki
depreme karşı bilincin arttırılması hem de karar merkezlerinde görevli
20.
21. kişilerin önlem alıcı çalışmalar yapması, gerçek zamanlı merkezlerin
kent bazında yayılması ile arttırılabilir. Depremler nerede yitilir ve
yığılma şiddetleri arasında ki farkın, bölgede biriken yer içinde ki
enerji ile alakası var mıdır? Bilindiği gibi büyük depremler
sonrasında, bir bölgede hem bir enerji boşalımı “turning off” hem de
bir enerji yüklenimi “turning on” olur. Bu tür çalışmalar ülkemizde
yapılmış, deprem öncesi yüklü bölgelerin yükünü boşaltıp bölgede bir
rahatlamaya “stres released” ama yakın civarda ki faylar üzerinde ise
bir yüklemeye yâda yakın alanları zorlamaya başladığını gösteren bir
kaç çalışma Marmara bölgesi için yapılmıştır.
Bunun anlamı depreme neden olan tektonik gerilmenin, bir yerde
sabitlenmediğidir ve her büyük depremden sonar değiştiğidir. Bu
22. açıdan, depremlerin süreye bağlı olarak izlenmesi büyük önem
taşımaktadır.
Bu nedenle, depremlerin yığılmasını anlamak ve depremi tetikleyen
tektonik gerilmenin yersel değişimini anlamak acısından çok
önemlidir. Bu konuyla ilgili yapılan bir çalışma ile, depremlerin
yığılması ve gerilme birikimi “strain rate” arasında ki ilişki
araştırılmış ve ortaya konmuştur. Tabi ki depremlerin daha sık yâda
yakın olduğu yerlerde deprem yığılmasının arttığı ve bunun tersi
olaraksa depremlerin daha seyrek ve ayrık olarak dizildiği yerlerde ise
deprem yığılmalarının azaldığını belirtmek gerekir (bkz. Sekil 1).
Yığılmalar arasında ki farklar her ne kadar gözle yapılabilmede,
bilimsel veri üretmek ve yerel büyüklük değişimlerini karşılaştırmak
için, yığılma şiddetlerinin belirlenmesinde bir boyut değeri gerekir ve
23. bu boyut değeri deprem biliminde Frakta Boyut “D” olarak bilinir.
Fraktal kelimesi bir acıdan, zerreden küreye evrende ki düzensizlik
içinde bir düzeni gösteren, ölçekten bağımsız bir değerdir. Bunun
daha iyi anlaşılması için, büyük depremlerin yığılmasından yada
küçük depremlerin yığılmasından hesaplanacak yığılma değeri yâda
şiddetinin değişmeyeceğidir, çünkü küçük yada büyük deprem
yığılmaları alanla sabit ve ölçekle değişmeyen bir karmaşık yer ya
pisinin boyut değerini verir. Bu açıdan bakıldığında, KDIM turu
merkezlerin arttırılması küçük depremlerin kayıt edilmesine imkan
tanıyacak ve küçük depremlerin analizi ile büyük depremleri üretecek
“aspirine” ve üretemeyecek “kreep” alanlarının belirlenmesi ve
birbirinden ayırt edilmesi mümkün olacaktır.
24. Deprem yığınları ile ilgili istatistiksel yöntem ve detaylarına fazla
girilmeyecektir ama belirlenmesi deprem yığınlarının hesaplanmasında
Frakta Analiz Yöntemi kullanılır ve bu yöntemin en bilinen
parametresinde Frakta Boyut (D) denir4. Fraktal Boyut ve GPS
(Küresel Posizyonlama Sistemi) ile belirlenmiş, uzun dönemli gerilme
değerlerini karsilastirilmistir3. Gerilme değerleri GPS ile belirlendiği
için bu gerilme değerleri geodetik gerilme büyüklüğü olarak bilinir.
Jeodetik kelimesi Jeodezi biliminde kullanılan, ölçüm ve aletlerin
deprem bilimine uyarlanıp kullanıldığına işaret eder.
Jeodetik gerilme değeri direkt olarak, depremi üretecek yer altında ki
tektonik gerilme moment değeri ile alakalıdır. Ged etik Moment
değeri, fayın büyüklüğüne, dayanımına, kabuk kalınlığına “la yer of
seismogenic thickness” ve gerilme oranına yada hızına bağlı bir
25. değerdir. Kabuk kalınlığı olabilecek Depremlerin tekrarlanması ile
direkt alakalıdır. Mesela, kalınlığın fazla olduğu yerlerde enerji
depolanması büyük olacağı için, büyük Depremlerin olma klasiği
fazla, ince olduğu yerlerde ise enerji depolanması büyük olamayacağı
için, büyük deprem olma olasılığı azdır.
Genelde, gerilme hızı ve oranında ki değişmeye bağlı olarak bir büyük
depremi oluşturacak alanda ki tektonik gerilme değeri değişir, çünkü
geri kalan değerler genelde bir bölge için ayni ve benzer değerler
olarak kabul edilir. Bunun anlamı, geodetik gerilme büyüklüğünde ki
artma, depremi oluşturacak enerjinin buyrukluğunu gösteren
geodetik moment değeri ile doğrudan ilişkilidir. Sürekli gözleme
imkânımız olan depremlerin yığılma şekilleri ve silikleri ve bir
depremde açığa çıkabilecek yer altında biriken tektonik gerilme değeri
26. arasında ki ilişkinin ortaya konması, deprem yığılmalarını incelemede
önemli bir temel teşkil edebilir. Marmara Bölgesi için Jeodetik
Gerilme değeri arasında ters yâda negatif bir ilişki olduğunu
belirlenmiş ve bu ilişkinin istatiksel açıdan kabul edilebilir sınırlar
içeresinde kaldığını son yıllarda basılan bir yayınla gösterilmiştir.
Bunun anlamı, bir bölgede ki depremlerin artısı yâda bitişik yâda
yığışık olması, o bölgede ki tektonik gerilme enerjisinde ki artmayı
gösterebilir. Bundan sonra, gerçek zamanlı olarak UDIM yâda daha
ileri safhası KDIM merkezleri tarafından verilecek deprem
haritalarının gözlenmesinde bir önemli parametrede deprem
yığılmasının çok iyi anlaşılmasıdır.
Sonuç. Büyük depremleri oluşturacak alanlar kapanmaya bağlı
gerilen fayların mavi alanların olduğu yerlerde beklenir. Bunun
27. anlamı, Kuzey Batı Marmara bölgesinde gerilme tipi büyük
depremleri oluşturabilir. Deprem riskinin yüksek olduğu bölgede de,
1509 ve 1766 depremlerinden sonra deprem meydana gelmemesinde,
başlı başına bölgede ki gerilme birikimini ve büyük deprem riskini
göstermektedir. Fakat Marmara denizi içinde M7.2'den büyük bir
depremin, 2000 yıllık deprem verilerinin incelenmesinden meydana
gelmediği ortadır ve bu nedenle beklenen deprem M7.2'den büyük
olmayacaktır.
Daha Detaylı Bilgi İçin: Oncel, A.O., Wilson, T., 2006. Evaluation of earthquake
potential along the Northern Anatolian Fault Zone in the Marmara Sea using
comparisons of GPS strain and seismotectonic parameters, Tectonophysics, 418, pp.
205-218.
