Dünya genelinde meydana gelen depremlerin nerelerde olduğuna bakacak olursak, depremlerin genelinin özellikle bazı deprem hatları boyunca meydana geldiği görülmektedir. Buralar özellikle Pasifik ve Atlantik Okyanuslarının çevreleri olarak görülebilir.
Meydana gelen depremlerin %20’lik bir bölümü tüm dünyada meydana gelirken geriye kalan büyük bölümü ateş Çemberi diye de adlandırılan hem volkanik aktivite hem de sismik hareketlerin en çok görüldüğü Pasifik Okyanusu çevresinde oluşmaktadır. Bu bölge pasifik plakaları olarak da bilinen plakaların birbirlerinin altına girdiği bölgelerdir.
Ayaklarımızın altındaki Dünya’da çalkantılı jeolojik geçmişimiz nedeniyle birçok fay bulunmaktadır. Bu faylardan bazıları yüzeyde gözlemlenebilir ve jeologlar tarafından haritalanabilir; diğerleri yüzeyin kilometrelerce altında gizlidir. Bu faylar depremlerin oluşabileceği yerlerdir.
Deprem Nasıl Tespit Edilir?
Sismogram, depremden kaynaklanan sismik dalgaların neden olduğu yer hareketlerinin kaydıdır. Sismograf veya sismometre, sismogramı oluşturan ölçüm aracıdır. Hemen hemen tüm sismometreler atalet ilkesine, yani asılı bir kütlenin yer hareket ettiğinde hareketsiz kalma eğilimine dayanır.
Sismometreler, sismik dalgalardan kaynaklanan titreşimleri daha sonra bilgisayar ekranında sismogramlar olarak görüntüleyebileceğimiz elektrik sinyallerine dönüştürerek depremleri tespit etmemizi ve ölçmemizi sağlar. Sismologlar depremleri inceler ve bu verileri belirli bir depremin nerede ve ne kadar büyük olduğunu belirlemek için kullanabilirler.
Zeminin gerçek hareketini her üç boyutta kaydetmek için sismologların aynı cihazda üç ayrı sensör kullanması gerekir. Her sensör titreşimleri farklı yönde kaydeder:
- Z bileşeni yukarı/aşağı hareketi ölçer
- E bileşeni doğu/batı hareketini ölçer
- N bileşeni kuzey-güney hareketini ölçer
Sismik Dalga Nedir?
Dünyanın gövdesinde dolaşan iki temel sismik dalga türü vardır: P dalgaları ve S dalgaları. P dalgaları, ilerleme yönü boyunca bir dizi sıkışma ve genişlemeden oluşan uzunlamasına dalgalardır. P birincil anlamına gelir çünkü en hızlı hareket eden dalgalardır. S dalgaları, hareketi hareket yönüne dik olan enine dalgalardır. S, P dalgalarından daha yavaş oldukları için kayma veya ikincil anlamına gelir.
Serbest bir yüzeyin mevcut olduğu durumlarda (Dünya/hava arayüzü gibi), bu iki tür hareket birleşerek yüzey dalgaları oluşturabilir ve bu da binaların yıkılmasına ve neden olan bir tür sarsıntı üretir. İki tür yüzey dalgası vardır: Rayleigh dalgaları ve Love dalgaları.
Rayleigh dalgaları, Dünya yüzeyindeki P ve S dalgalarının etkileşimi ile üretilirken, Love dalgaları, birden fazla kayma dalgasının girişimi ile üretilir. Yüzey dalgalarından kaynaklanan yer hareketleri genellikle cisim dalgalarından kaynaklanan hareketlerden çok daha büyüktür.
Depremler nasıl konumlanır?
Depremler farklı türde sismik dalgalar üretir ve bunlar Dünya üzerinde farklı hızlarda hareket eder. P dalgaları en hızlı dalga türüdür ve sismograma ulaşan ilk sinyaldir. Ardından daha yavaş olan S dalgası ve ardından yüzey dalgaları (Rayleigh ve Love dalgaları) gelir. P ve S dalgalarının farklı sismometrelere varış süreleri depremin yerini belirlemek için kullanılır. P ve S dalgalarının bağıl hızlarını bildiğimizi varsayarsak, P ve S dalgalarının gelişleri arasındaki zaman farkı depremin sismometreye olan mesafesini belirler.
Farklı kayıt istasyonlarından alınan sismogramlara bakarak depremin merkez üssünü bulabiliriz. Sinyaller ilk olarak en yakın istasyona ulaşır ve en uzaktaki istasyona en son ulaşır. P ve S dalgaları arasındaki zaman farkı bize depremin sismometreden uzaklığını anlatır. Üç istasyondaki sismometreye olan mesafeyi belirlemek için S eksi P süresini hesaplarsak depremin merkez üssünün nerede olduğunu bulabiliriz.
Depremler nasıl ölçülür?
Bir depremin şiddetinin ölçümü çeşitli şekillerde ifade edilebilir ancak sismologların en yaygın kullandığı iki ölçek şiddet ve büyüklüktür.
Deprem şiddeti
Yoğunluk, insanlar, nesneler ve binalar üzerinde gözlemlenen etkilerden belirlenen, depremin neden olduğu sarsıntı kuvvetinin niteliksel bir ölçüsüdür. Belirli bir deprem için yoğunluk normal olarak merkez üssünden uzaklaştıkça azalır. Dünya çapında, insanların deneyimine ve bunun nesneler ve binalar üzerindeki etkilerine dayanan çok sayıda farklı yoğunluk ölçeği kullanılmaktadır. Yer hareketi kayıtlarından da yoğunluğu tahmin etmek mümkündür.
Ülkemizde deprem sarsıntısının insanlar, nesneler ve binalar üzerindeki etkisini ölçmek için Richter Ölçeği kullanılır. Farklı konumlardan gelen yoğunluk tahminleri, sarsıntı kuvvetinin nasıl değiştiğini gösteren makrosismik haritalar oluşturmak için birleştirilebilir.
Deprem Yoğunluğu
Bir depremin şiddeti, belirli bir olay sırasında belirli bir bölgedeki yer hareketinin derecesini tanımlamanın bir yoludur. İki yoğunluk biçimi kullanılır: nesnel ve öznel yoğunluk.
Nesnel yoğunluk
Nesnel yoğunluk (bazen araçsal yoğunluk olarak da adlandırılır), deprem enerjisinin zeminde ne kadar güçlü bir şekilde ortaya çıktığının niceliksel bir ölçüsüdür. Deprem bölgesindeki aletlerle toplanan sismik verilere dayanmaktadır.
Hedef yoğunluğu genellikle en yüksek yer ivmesi (PGA) veya en yüksek yer hızı (PGV) kullanılarak ölçülür, ancak süre gibi başka ölçümler de kullanılır.
Yerdeki deprem sarsıntısının bir ölçüsü olan pik yer ivmesi dikey (PVA) ve yatay (PHA) bileşenlerle ifade edilebilir. Bir binanın çökmeden dayanacak şekilde tasarlanması gerektiğini ifade etmek için mühendisler tarafından yaygın olarak kullanılır.
Öznel yoğunluk
Sübjektif yoğunluk (bazen hissedilen veya gözlemlenen yoğunluk olarak da adlandırılır), deprem enerjisinin zeminde ne kadar güçlü bir şekilde ortaya çıktığının niteliksel bir ölçüsüdür. Depremin merkez üssünden farklı mesafelerdeki insanlar, binalar ve diğer nesneler üzerindeki gözlemlenebilir etkilerine dayanır.
Gözlemci depremden uzaklaştıkça etkiler genellikle daha az belirgin hale gelir, ancak yerel jeolojik ve topografik etkiler yerel büyütmeye neden olabilir. Bu nedenle, hissedilen yoğunluğun ölçüsü, etkilenen alan üzerinde büyük ölçüde değişebilir; merkez üssü yakınında yüksek yoğunluklar ve daha uzakta daha düşük değerler olabilir.
Deprem büyüklüğü
Büyüklük, bir deprem sırasında açığa çıkan enerji miktarının ölçüsüdür ve sismometreler tarafından kaydedilen yer hareketinin genliğinden tahmin edilebilir. Merkez üssüne olan mesafeden bağımsızdır.
Mesafe için özel düzeltmelerle gözlemlenen yer hareketi kaydının farklı bölümlerinin genliğine dayalı olarak bir dizi farklı büyüklük ölçeği geliştirilmiştir. Deprem büyüklük ölçekleri logaritmiktir; yani büyüklükteki bir birimlik artış, genlikte on kat artışa karşılık gelir.
İlk büyüklük ölçeği, Charles Richter tarafından 1935 yılında Güney Kaliforniya’daki deprem gözlemleri kullanılarak geliştirildi ve ölçek yalnızca orada kesin olarak uygulanabilir olmasına rağmen, tüm dünyada kullanıldı. Basın muhabirleri Richter ölçeğini seviyorlar ve herhangi bir deprem büyüklüğünü ‘Richter ölçeğine göre büyüklük’ olarak rapor ederler. Ancak haber konusu olan herhangi bir büyük deprem için Richter (veya yerel) büyüklüğünün uygun bir ölçek olması pek olası değildir.
Hesaplamaların karmaşıklığından dolayı, daha fazla veri analiz edildikçe olayların bildirilen büyüklüğü değişebilir. Örneğim; 24 Aralık 2004’te Sumatra’da yaşanan yıkıcı olay için Mw 9,0’ın orijinal büyüklüğü, daha fazla veri analiz edildikçe birkaç ay sonra Mw 9,3 olarak yeniden hesaplanmıştır.
Richter Büyüklük Ölçeği (ml, ML)
Richter Büyüklüğü veya yerel büyüklük ölçeği, depremleri ölçmek için kullanılan ilk ölçekti. 1935 yılında Charles F. Richter tarafından geliştirilmiştir. Richter artık tüm büyüklük ölçeklerinde ortak olan iki özellik belirledi.
Orijinal Richter ölçeği, bir sismik dalganın genliği ile S ve P dalgalarının sismogram üzerindeki mesafesini ilişkilendirmek için geliştirildi. Wood-Anderson burulma sismografında kaydedilen sismogramın maksimum genliğine dayanmaktadır. Bu enstrümanlar artık yaygın olarak kullanılmasa da ML değerleri modern enstrümantasyon kullanılarak uygun ayarlamalarla hesaplanmaktadır.
Bu ölçeğin en önemli ve en çok bilinen gerçeği logaritmik olmasıdır. Her birim sismik dalgaların genliğinde 10 kat artışı, her büyüklük birimi ise depremin enerjisinde (kuvvetinde) yaklaşık 32 kat artışa karşılık gelir.
Cisim Dalgası Büyüklüğü Ölçeği (mb)
Cisim dalgaları ilk gelen P dalgalarından veya S dalgalarından veya her ikisinin yansımalarından oluşur. Vücut dalgaları doğrudan kayanın içinden geçer. (Havskov ve Ottemöller 2009)
Mb ölçeği, kısa dönemli bir sismografın belirli bir modelinde yalnızca ilk birkaç saniyede ölçülen P dalgalarını kullanır.Kısa süre daha küçük olayların tespitini iyileştirir.
Mb ölçümü birkaç kez değişti. USGS’nin modern uygulaması, kısa süreli mb ölçeğini üç saniyeden daha kısa sürede ölçmek, geniş bant mB ölçeği ise 30 saniyeye kadar olan periyotlarda ölçmektir.
Moment Büyüklüğü (MW)
Moment Büyüklüğü (MW), sismik momentine (serbest bırakılan enerjiye) dayalı olarak bir depremin büyüklüğünün ölçüsüdür. Sayısal değeri orijinal Richter Ölçeğindeki büyüklüklere benzer.
MW ölçeği depremin sismik momentine dayanmaktadır.Bu, bir depremin bir tabakanın başka bir tabakayı kaydırırken ne kadar iş yaptığını gösteren bir ölçüdür.
En basit durumda moment, yalnızca kayma miktarı, kırılan veya kayan yüzey alanı ve karşılaşılan direnç veya sürtünme faktörü bilinerek hesaplanabilir.
Bu faktörler, geçmiş depremlerin büyüklüğünü veya gelecekte neler beklenebileceğini belirlemek amacıyla mevcut bir fay için tahmin edilebilir.
Bu MW büyüklük tipleri arasındaki farklar oldukça karmaşık jeofizik ve matematiksel hesaplamalardır, ancak genellikle daha büyük depremlerin, genellikle M6.0’ın üzerindeki depremlerin büyüklüğünün belirlenmesinde en doğru yöntemler olarak görülürler.
