Deprem Nedir ve Nasıl Meydana Gelir?

Depremler, Dünya’nın en büyük ve en ölümcül doğal afetlerinden biridir. Depremler aniden meydana gelebilir ve gezegenin yüzeyinin altında oluştuklarında büyük bir enerji taşırlar. Bu nedenle, dünyamızdaki en ölümcül doğal afetlerden biri olmaları şaşırtıcı değildir.

Muazzam miktarda enerji içeren sismik dalgalar yerkabuğundan salındığında depremler meydana gelir. Dalgalar stresin kaynağından ya da hipomerkezden kaynaklanır ve yüzeye ulaştıklarında altyapıyı ciddi şekilde tahrip edebilirler.

Amerika Birleşik Devletleri Jeolojik Araştırmalar Kurumu her yıl yaklaşık 20.000 yani başka bir deyişle günde yaklaşık 55 deprem olduğunu tahmin etmektedir (USGS). Bizim yararımıza olacak şekilde, bunların büyük bir kısmı tamamen fark edilmeden geçer ve hiçbir zarar vermeyecek kadar etkisizdir.

Yaklaşık 1900 yılına kadar uzanan kapsamlı kayıtları inceleyen bilim insanları, yılda 16 büyük deprem (7 ve üzeri büyüklükte) olacağını tahmin etmektedir. USGS’ye göre, son 40 ila 50 yılda bu rakamı yaklaşık 12 kat aştık ve sadece 2010 yılında 23 büyük deprem oldu.

Ancak bu sismik canavarları öngörmek esasen imkânsız ve tamamen önlenemez olduğundan, depremleri tahmin etme yeteneğimizin kapsamı bu kadardır. İnsanlar etkisiz önleyici çabalara zaman ve emek harcamak yerine hazırlıklı olmanın ve doğru altyapıya sahip olmanın önemini keşfetti. İnsanları depremler değil, binalar öldürür sözünü belki duymuşsunuzdur.

Yeni yapıların veya mevcut yapılardaki tadilatların depreme karşı koruma göz önünde bulundurularak yapılmasını sağlamak için, depreme eğilimli birçok yerde katı bina yönetmelikleri yürürlüğe konmuştur. Yapının yapısal bütünlüğünden ödün vermeden sallanabilmesi için yapılan benzersiz çelik çerçevelerden, sarsıntıları emmeye yardımcı olmak için temellere yerleştirilen kauçuk amortisörlere kadar çok sayıda inşaat iyileştirmesi örneği mevcuttur.

Şaşırtıcı bir şekilde, büyük gökdelenler önemli yer sarsıntılarına dayanacak şekilde inşa edilebilmektedir. Bazı binalar, binanın kendi hareketine karşı koymak için ileri geri hareket eden “damper” adı verilen büyük dengeleyici toplarla inşa edilmiştir. Sismik aktivite ya da güçlü rüzgârlar olduğunda, bu damperler yapının dengelenmesine yardımcı olur. Tayvan’ın ünlü Taipei 101 binasının seyir terasındaki damperler örnek gösterilebilir.

Dünyanın en dış katmanı olan litosfer, yukarıdaki atmosfer ile aşağıdaki astenosfer (dünyanın mantosunun üst katmanı) arasında yer alır. Bu katman, hareket halindeki bir yapbozun parçaları gibi astenosferin üstünde itişip kakışan birkaç plakadan oluşur. Astenosfer, Dünya yüzeyinin 62 ila 155 mil (100 ila 250 kilometre) altında bulunur ve 2.370 ila 3.090 Fahrenheit derece (1.300 ila 1.700 santigrat derece) arasında sıcaklıklara sahiptir. Eğitim sitesi Study.com’a göre, astenosfer tabakası katıdır ancak yüksek sıcaklıklar nedeniyle “akmak” için yeterli esnekliğe sahiptir. Isı konveksiyonu koşulları altında, bu sünek tabaka yavaşça akabilir ve kayaları ve magmayı Dünya boyunca taşıyarak tektonik plakaların hareketine yardımcı olabilir.

Sürtünme, iki levhanın birbirinin yanından nispeten kolay bir şekilde kaymasını engeller, bu da birbirlerinin yanından geçmeye çalıştıklarında temas noktasında stres oluşmasına neden olur. Yavaşlatılmalarına rağmen levhalar hareket etmeye devam eder, bu yüzden eninde sonunda bir şeyler vermek zorundadır.

Bir süre sonra kaya kayar ve sonunda Dünya’nın içinden yüzeye ulaşan ve deprem sırasında deneyimlediğimiz sarsıntıya neden olan muazzam hacimlerde sismik dalgalar üretir. Bir depremin merkez üssü, Dünya yüzeyinde depremin odağının ya da hipomerkezinin hemen üzerinde yer alan konumdur.

USGS’nin açıklamasına göre, depremler Dünya üzerinde yüzey ile yüzeyin yaklaşık 700 kilometre altı arasında herhangi bir yerde meydana gelebilir. İngiliz Jeolojik Araştırmaları, depremlerin %80’inden fazlasının Pasifik Okyanusu sınırında, levha sınırlarının yaygın olduğu “Ateş Çemberi” olarak bilinen bölgede meydana geldiğini tahmin etmektedir. Bununla birlikte, bazı depremler herhangi bir sınırdan uzakta, doğrudan levhanın merkezinde meydana gelebilir. Plaka içi depremler olarak bilinen bu depremler hakkında çok az şey bilinmesine rağmen, bazı bilim insanları bunların yerkabuğunun derinliklerinden kaynaklanan önceden var olan fayların ürünü olduğunu varsaymaktadır.

British Geological Survey’e göre sismogram, yer hareketlerinin bir kaydıdır. Bir sismometrenin temel yapı taşı, yer sallandığında kendi eylemsizliği nedeniyle hareket edecek ve hareketleri dönen bir kağıt disk üzerine kaydedecek olan asılı bir kütleye bağlı bir kalemdir. Daha gelişmiş sismometreler, yukarı ve aşağı, doğudan batıya ve kuzeyden güneye olmak üzere üç boyutlu yer hareketini yakalar.

Not: Bu bilgiler bilim insanları tarafından depremin büyüklüğünü ya da boyutunu belirlemek için kullanılır.

Bir depremin büyüklüğünü belirlemenin en iyi bilinen yöntemi Richter ölçeğidir. Bu logaritmik ölçek 1935 yılında Charles F. Richter tarafından Kaliforniya bölgesindeki depremlerin büyüklüğünü karşılaştırmak amacıyla oluşturulmuştur.

Richter ölçeği 1 ile 10 arasında değişir ve her bir adım büyüklükte 10 katlık bir artışı temsil eder. Sismograf tarafından yakalanan dalgaların genliği – merkez hattından bir dalganın tepesine veya çukurunun dibine olan mesafe – depremin büyüklüğü ile ilişkilidir.

Bu yöntemin bir kusuru da deprem dalgası genliklerinin sismometrenin merkez üssüne göre konumundan ve hatta dalgaların geçtiği kayanın türünden de etkilenmesidir. Bu nedenle, hesaplanan büyüklüğün nerede ölçüldüğüne bakılmaksızın aynı olmasını sağlamak için sismometre verilerinin bu çevresel değişkenleri hesaba katacak şekilde çeşitli şekillerde ayarlanması gerekir.

USGS’ye göre, sismometreler dünyanın dört bir yanına yerleştirildikçe, verileri Richter ölçeğine “uygun” hale getirmek için değiştirmek giderek zorlaştı çünkü ölçeğin yalnızca belirli frekans ve mesafe aralıkları için işlev gördüğü açıktı.

Bu nedenle, bilim insanları küresel olarak uygulanabilecek anlık büyüklük olarak bilinen yeni bir ölçek geliştirdiler. Fay yüzeyinin etkilenen alanı ile fay üzerinde kayma anında açığa çıkan enerji miktarının çarpımı an olarak adlandırılır. Sismometreler bunu hesaplamak için kullanılabilir ve deprem sırasında açığa çıkan toplam enerji ile ilişkilidir. Depremin büyüklüğünü tahmin etmek için en doğru yöntem moment büyüklüğüdür.

Mercalli Şiddet Ölçeği, bir depremin gezegenin yüzeyi üzerindeki etkisini veya şiddetini ölçmek için kullanılır. Ölçek sayısal değerlere dayanmaz, bunun yerine gözlemlenebilir etkilere dayalı bir puan sunar, bu da onu biraz yanıltıcı hale getirir. Bu yanıltıcı olabilir çünkü farklı sismik hazırlık seviyelerine veya farklı jeolojik bileşimlere sahip iki bölgeyi etkileyen aynı büyüklükteki iki deprem, olaylara atanan yoğunluk sıralamasının önemli ölçüde farklı olmasına neden olacaktır.

Depremlerden Elde Edilen Faydalar

Depremlerin yararlı olabileceğini öğrenmek şaşırtıcı gelebilir, ancak aslında çeşitli jeolojik katmanların yerleri de dâhil olmak üzere Dünya’nın içi hakkında çok şey ortaya çıkarabilirler.

Dünyanın dört bir yanındaki sismometreler sismik dalgaları tespit eder ve hızlarını kaydeder; bu da bilim insanlarına dalgaların geçtiği malzemenin yapısı, sıcaklığı ve basıncı hakkında zengin bilgiler sağlar.

Bir depremin merkez üssü ve büyüklüğü, Dünya’nın aktif tektonik süreçlerine bir bakış sunabilir. Woods Hole Oşinografi Enstitüsü’ne göre, artan tektonik bilgiler sayesinde belirli faylar boyunca sismik olayların meydana gelme olasılığına ilişkin daha iyi değerlendirmeler yapmak mümkün olmaktadır.

Ay depremleri ve mars depremlerinin keşfi sayesinde araştırmacılar artık bu uzak dünyaların derinliklerine inebiliyorlar.

Horizon dergisine göre ay depremleri:

• Ay yüzeyine asteroid çarpması.
• Ay’ın iç kısmı Dünya’nın yerçekimsel çekimiyle gerilmekte ve sıkışmaktadır.
• Ay’ın soğuması ay kabuğunda burkulmalara ve çatlaklara neden olur.
• Termal depremler Güneş’in Ay’ı ısıtmasıyla oluşur.
• AB Araştırma ve İnovasyon Dergisi Horizon’a göre, Ay’daki ilk sismometre aslında Apollo 11 sırasında oraya yerleştirilmiş ve hatta Buzz Aldrin’in yakınlarda ayağını yere vurmasıyla test edilmiştir (cihaz bunu kaydetmiştir). Daha sonraki Apollo uçuşlarında bir dizi ek sismometre kullanıldı ve bunlar önemli sismik veriler topladı.

Sismometreler 1977 yılına kadar kullanımdaydı. Şu anda çalışır durumda bir Ay sismometresi bulunmadığından, bilim adamları halen cihazdan elde edilen verileri analiz etmektedir.

Bilim insanları, Artemis programı kapsamında Ay’a yapılacak daha sonraki seyahatlerde daha gelişmiş sismometrelerin Ay yüzeyine yerleştirileceğini ve böylece Ay’ın iç kısmına daha da yakından bakabileceğimizi umuyor.

Mars’a doğru dönüp baktığımızda, oradaki sismik aktiviteyi görmek için bir süre daha beklememiz gerekti. 6 Nisan 2019’da NASA’nın InSight Mars Lander aracı, İç Yapı için Sismik Deney (SEIS) sensörünü kullanarak ilk mars depremini tespit etti. O tarihten bu yana araç, Dünya dışında bir gezegende kaydedilen en şiddetlisi (5 büyüklüğünde) 4 Mayıs 2022’de meydana gelen 1.300’den fazla Mars depremi tespit etti.

Diğer bilgi yazılarımıza ulaşmak için tıklayınız.