TÜBİTAK Marmara Araştırma
Merkezi
Yer ve Deniz Bilimleri Enstitüsü
|
|
| DEPREMLER
HAKKINDA GENEL BİLGİLER |
İçindekiler:
1- Deprem
Nedir?
2- Sismik
Dalgalar
3- Sismograf
ve Sismogram
4- Bir
Depremin Yeri Nasıl Bulunur?
5- Canlı
Sismogram Görüntüleri Hakkında
6- Magnitüd
ve Şiddet
7- Yararlanılan
kaynaklar ve faydalı linkler
1-
DEPREM NEDİR?
Deprem, yer kabuğunda fay
olarak adlandırılan kırıklar üzerinde biriken elastik deformasyon enerjisinin
aniden boşalması sonucunda meydana gelen yerdeğiştirme hareketinin neden
olduğu karmaşık elastik dalga hareketleridir. Deprem sonrasında statik
ve dinamik olmak üzere iki tür deformasyon meydana gelir. Statik deformasyon,
deprem sonrasında fayda meydana gelen kalıcı deformasyondur ve fayın atım
miktarı kadardır. Dinamik deformasyon ise, fayın kırılması sırasında ses
dalgaları olarak ortamda yayılan elastik dalga hareketidir. (Örnek olarak
depremin sesini duymak istiyorsanız, 1992 Landers depreminin Mammoth Lakes
istasyonundaki kaydından elde edilen 'wav' dosyasını http://www.seismo.unr.edu/ftp/pub/louie/class/100/seismic-waves.html
adresini tıklayarak dinleyebilirsiniz). Statik deformasyona neden olan
kuvvetin en fazla yüzde 10' u ortamda sismik dalgalara dönüşebilir. Deprem
olayı, günümüzde 3 aşama ile gösterilen 'elastik serbestlenme kuramı' ile
açıklanmaktadır (Şekil.1)
.
Buna göre,
A-
gerilme birikiminin olmadığı sakin bir dönem,
B- levha tektoniğine bağlı
olarak bölgede gerilimin yavaş yavaş birikmesi ve,
C- fayın kırılması ile gerilme
boşalması aşamalarını temsil eder. Üçüncü aşamadan sonra tekrar başa dönülür
ve bu çevrim devam eder. Elastik serbestlenme kuramını hareketli olarak
görmek istiyorsanız http://www.crustal.ucsb.edu/ics/understanding/elastic/rebound.html
adresini tıklayınız.
2- SİSMİK
DALGALAR
Deprem sırasında açığa çıkan
enerji, ses veya su dalgalarına benzeyen ve sismik dalgalar adı verilen
dalgalar ile yayılır. Bu dalgalardan Cisim Dalgaları, P dalgaları (Primary)
ve S dalgaları (Secondary) olarak ikiye ayrılır (Şekil.2).
P dalgaları,
en hızlı yayılan bu yüzden deprem kayıt aletlerine (sismograf) ilk gelen
dalgalardır. P dalgalarında, titreşim hareketi yayılma doğrultusu ile aynıdır.
Daha yavaş yayılan S dalgaları, kayıt aletlerine ikinci olarak gelen ve
titreşim hareketi yayılma doğrultusuna dik olan dalgalardır . S dalgaları
sıvı içinde yayılamazlar. P dalgalarının hızı, içinden geçtiği ortamın
özelliklerine bağlı olarak 1.5 ile 8 km/s arasında değişmektedir. S dalgalarının
hızı ise daha düşükdür ve P dalga hızının yüzde 60 ile yüzde 70' i düzeyindedir.
Yüzey Dalgaları ise Cisim Dalgaları'na göre daha yavaş yayılırlar ancak
genlikleri daha büyüktür. Hızı daha fazla olan L (Love) ve genliği daha
büyük olan R (Rayleigh) dalgaları olarak ikiye ayrılırlar (Şekil.3)
. Yapılarda
yıkıma yol açan dalgalar S dalgaları ile yüzey dalgalarıdır.
3- SİSMOGRAF
VE SİSMOGRAM
Depremlerin kayıt edilmesinde
kullanılan cihazlara sismograf adı verilir. Sismograf, prensib olarak bir
tür sarkaçdır (Şekil.4).
Günümüz
teknolojisine bağlı olarak sismograflar da dijital kayıt yapabilecek şekilde
üretilebilmektedir. Sismografların kaydettiği, zamana karşı sismik dalgaların
değişimini gösteren kayıtlara da sismogram adı verilir (Şekil.5).
4- BİR
DEPREMİN YERİ NASIL BULUNUR?
Bir depremin olduğu yeri
bulmak için, sismik kayıtçılardan kurulu bir ağ kullanılır. Bunun için
az üç kayıt istasyonundan elde edilmiş sismogramlardan yararlanmak gereklidir.
Daha önce de belirtdiğimiz gibi sismogramlar, hangi tür sismik dalganın
ne zaman kayıtcıya geldiğini gösteren deprem sinyali kayıtlarıdır. Yani
P dalgasının ve S dalgasının istasyona ne kadar zaman farkı ile ulaştığını
belirleyebiliriz. Elde edilen bu zaman farkını 8 km/s ile çarparak, depremin
sismogramı okunan istasyona ne kadar uzaklıkta olduğunu belirleyebiliriz.
Bu işlemi depremi çevreleyen en az üç istasyonda yaparak her bir istasyondan
olan uzaklıklar hesaplanır. Harita üzerinde istayon yeri merkez alınarak,
elde edilen uzaklıklar yarıçap olacak şekilde çizilen dairelerin kesişme
yeri bulunur. Bu kesişme yeri yaklaşık deprem episantırıdır. Bunu İzmit
Körfezi girişinde olan bir depremin 4 istasyondaki kaydını okuyarak elde
etmeye çalışalım. Aşağıda sismogramlardan P ve S dalgalarının gelişleri
arasındaki zaman farklarının elde edilişi görülmektedir.
Şimdi
okunan S-P zaman farkları 8 km/s ile çarpılarak her bir istasyondan olan
uzaklıkları elde edelim.
İller Bankası (ILB) istasyonu
: 1.75 x 8 = 14 km
Terzili (TER) istasyonu
: 6.50 x 8 = 52 km
Gebze (GBZ) istasyonu :
2.50 x 8 = 20 km
Bozburun (BOZ) istasyonu
: 5.60 x 8 = 44.8 km
Bahçeşehir (HRC) istasyonu
: 7.87 x 8 = 63 km
Şimdi
elde edilen uzaklık değerleri yarıçap, harita üzerindeki istasyon yerleride
merkez olmak üzere dairelerimizi çizelim. Dairelerin kesiştiği yer depremin
yaklaşık episantırıdır.
5- CANLI
SİSMOGRAM GÖRÜNTÜLERİ HAKKINDA
Deprem kayıt odamızdaki
analog kayıt cihazından canlı olarak verilen kayıt, sadece düşey bileşen
kaydıdır. Dolayısı ile tek bir istasyona ait depremin, sadece tek bir bileşeni
ile depremin episantırı ve manyitüdüne ait kesin hesaplamalar yapılamaz.
Sismografın Teknik Özellikleri:
- Kağıt 24 saatliktir, iş
günlerinde sabah saat 08:30 civarlarında bir önceki günün kağıdı çıkarılıp
yerine yenisi takılır
- Her bir turu 15 dakikada
tamamlar
- Kayıt sırasında her 1
dakikaya 2 saniyelik dakika işareti, her saat başına da 4 saniyelik saat
başı işareti çizer
- Kayıt üzerinde 1 dakika
(60 saniye) 60 milimetre uzunluktadır, yani kayıt üzerinde 0.5 saniye hatayla
okuma yapmak mümkündür
- Düşey, doğu-batı ve kuzey-güney
olmak üzere üç bileşeni de kaydeder. Ancak kamerada sadece düşey bileşen
görülmektedir.
6- MAGNİTÜD
VE ŞİDDET
Magnitüd, deprem istasyonlarında
kaydedilen bir depremin gücü veya deprem sırasında açığa çıkan gerilme
enerjisinin bir ölçüsüdür. İlk defa Charles Richter (1935) tarafından tanımlanan
logaritmik bir değerdir. Yani, depremin magnitüdündeki 1 birimlik artış
(örneğin magnitüdün 4.5'dan 5.5'e çıkması) istasyonlarda kaydedilen sismogramların
genliğinin 10 kat, depremde açığa çıkan gerilme enerjisi miktarının ise
30 kat artmasına karşı gelir. Bir başka deyişle, 6.3 magnitüdündeki bir
depremde açığa çıkan gerilme enerjisi, 4.3 magnitüdünde açığa çıkan gerilme
enerjisinin 900 katıdır (30x30), yani 900 adet 4.3 magnitüdlü deprem olursa,
açığa çıkan gerilme enerjisi toplamı sadece 1 adet 6.3 magnitüdlü bir depremde
açığa çıkmaktadır. Çok özel koşullar dışında magnitüdü 2.5'den küçük depremler
insanlar tarafından hissedilmezlar. Sismologlar tarafından, sismogramlar
üzerindeki değişik dalga tiplerinin genlikleri veya kayıt sürelerinden
yaralanarak farklı magnitüd ölçekleri oluşturulmuşdur. Bunlar;
ML : Lokal
magnitüd (veya Richter magnitüdü).
Mb
: Cisim dalgalarının genliklerinden yaralanılarak hesaplanır.
MS : Yüzey dalgalarının
genliklerinden yararlanarak hesaplanır.
Md : Depremin süresi kullanılarak
hesaplanır. Bu magnitüd değeri genellikle küçük (Md < 4.0) ve lokal
depremler için kullanılır.
Mw : Sismologların son olarak
geliştirdikleri ve kayıtçı aletlerin özelliklerinden bağımsız olarak sadece
sismik momente bağlı bir magnitüd değeridir.
Richter
magnitüd ölçeğine göre, depremin yeryüzündeki etkisi aşağıdaki şekilde
sınıflandırılmışdır.
| Richter Magnitüdü |
Depremin Etkisi |
| 3.5'dan küçük |
Genellikle hissedilmezler, ancak kaydedilir. |
| 3.5-5.4 |
Hissedilirler, ancak hasara neden olmazlar. |
| 6.0'dan küçük |
İyi yapılmış binalarda çok az hasar verir.
Ancak kötü yapılaşmış küçük alanlarda ciddi hasar yapabilirler. |
| 6.1-6.9 |
Deprem episantırından yaklaşık 100 km. yarıçapındaki
alanda kalan yerleşin yerleri için yıkıcı etkisi görülebilir. |
| 7.0-7.9 |
Büyük deprem. Geniş bir alanda ciddi hasara
sebeb olur. |
| 8 ve daha büyük |
Çok büyük deprem. Yüzlerce kilometre uzaklarda
bile büyük yıkıcı etkisini gösterir. |
Oluşan
herhangi bir deprem için hesaplanan magnitüd değeri tekdir ve uzaklığa,
zemin ve yapı özellikleri ile hissedilen sarsıntının büyüklüğü gibi faktörlere
göre değişmez. Magnitüd değerleri hesaplanırken tek bir istasyona ait sismogramdan
değil, bir deprem ağından elde edilen farklı istasyonlara ait sismogramlar
kullanılır. Hesaplama yöntemine göre bir depreme ait magnitüd değerleri
arasında 0.3 birimlik fark bulunabilir.
Şiddet,
depremin yerkabuğundaki etkilerinin bir ölçüsüdür. Şiddet ölçeğinin esasını,
depremin yapılar, doğa ve insanlar uzerindeki etkilerinin göz önüne alınarak
hazırlanan cetveller oluşturur. Diğer bir deyişle, depremin etkisinde kalan
canlı ve cansız herşeyin depreme gösterdiği tepkinin değerlendirilmesidir.
Bu değerlendirme, depremin odak derinliği, yerleşim yerlerine uzaklığı
ve deprem etkisinde kalan alandaki yapıların davranışına bağlı olarak değişiklikler
gösterebilmektedir. Depremin şiddeti, depremlerin gözlenen etkileri sonucunda
ve uzun yılların vermiş olduğu deneyimlere dayanılarak hazırlanmış olan
'Şiddet Cetvelleri'ne göre değerlendirilmektedir. Bir deprem oluştuğunda,
bu depremin herhangi bir noktadaki şiddetini belirlemek için, o bölgede
meydana gelen etkiler gözlenir. Bu izlenimler 'Şiddet Cetvel' inde hangi
şiddet derecesi tanımına uygunsa, depremin şiddeti, o şiddet derecesi olarak
değerlendirilir. Şiddet cetvellerinde şiddet değerleri romen rakamları
ile gösterilmektedir. Dünyada birbirinden farklı olarak hazırlanmış değişik
'şiddet cetvel' leri kullanılmaktadır. Ancak günümüzde daha çok Modifiye
edilmiş Mercalli (MM) şiddet cetveli kullanılmaktadır. Bu şiddet cetvelinde
XII şiddet derecesi tanımlanmışdır.
| Modifiye edilmiş Mercalli
Şiddet Cetveli |
|
I.
|
Çok özel koşullar dışında hissedilmezler. |
|
II.
|
Yalnızca binaların alt katlarında dinlenen
insanlar hissedebilir. Çok hassas asılmış eşyalar hafif olarak sallanabilir. |
|
III.
|
Bina içindeki insanlar tarafından, özellikle
alt katlardaki insanlar hissedebilir. Bir çok kişi depremi tanımlayamaz.
Daha çok motorlu araçlar tarafından oluşturulan vibrasyona, ya da yoldan
geçen bir kamyonun oluşturduğu vibrasyona benzer. Süresi kestirilebilir. |
|
IV.
|
Gündüz vakti ise bina içerisindeki herkes,
bina dışında hareketsiz duranlar, gece ise uyanık olanlar hissedebilir.
Tabaklar, pencereler, kapılar hafifce sallanır; duvarlardan kırılma sesleri
gelir. |
|
V.
|
Episantıra yakın olan herkes hisseder, uyuyanlar
uyanır. İyi yerleştirilmemiş tabaklar raflardan düşebilir, bazı pencereler
kırılır, evde iyi yerleşririlmeyen eşyalar devrilir. Sarkaçlı saatler durur. |
|
VI.
|
Herkes hisseder, bazı insanlar korkar. Bazı
ağır mobilyalar hareket eder, sıvalar dökülür. Hafif hasar oluşabilir. |
|
VII.
|
Çok iyi yapılmış büyük yapılarda hasar önemsizdir.
İyi projelendirilmemiş yapılarda zayıf-orta hasar oluşur. Zayıf ve projesiz
yapılmış binalarda büyük hasar meydana gelir, bazı bacalar yıkılır. |
|
VIII.
|
Özel olarak yapılmış binalarda hafif hasar
meydana gelir. Büyük ve iyi inşaa edilmemiş yapılarda kısmi hasar, kötü
yapılmış binalarda büyük hasar oluşur. Bina ve fabrika bacaları, kolonlar,
anıtlar ve duvarlar devrilir. |
|
IX.
|
Çok iyi yapılmış binalarda hasar oluşur, binalar
eğilir. İyi yapılmış binalarda ciddi hasar meydana gelir. Binalar temellerinden
oynar. |
|
X.
|
Çok iyi inşaa edilmiş ahşap yapılar tamamen
yıkılır. Duvarlar ve çerçeveler tamamen hasar görür. Demiryollarında bükülmeler
meydana gelir. |
|
XI.
|
Ayakta duvar kalmaz. Köprüler yıkılır. Demiryolları
büyük hasar görür. |
|
XII.
|
Hiçbir yapı ayakta kalmaz. Bölgenin görünüşü
değişir. Eşyalar havaya fırlarlar. |
7- YARARLANILAN
KAYNAKLAR VE FAYDALI LİNKLER
http://vulcan.wr.usgs.gov/Glossary/Seismicity/description_earthquakes.html
http://vulcan.wr.usgs.gov/Glossary/Seismicity/what_causes_earthquakes.html
http://earthquake.usgs.gov/
http://www.geophys.washington.edu/SEIS/PNSN/INFO_GENERAL/learning_resources.html
ANİMASYONLAR:
http://www.thirteen.org/savageearth/
http://www.milliyet.com.tr/content/dosya/afgan/depremsiddeti.html
(deprem şiddetleri) http://www.milliyet.com.tr/content/dosya/afgan/depremdunya.html(dünyanın
iç yapısı, kıtalar, faylar)

|
|