DEPREMLER, FAYLAR VE LEVHALAR

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 DALGALAR26 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 DEPREMLERCharles 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.

TEŞEKKÜRİÜ 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