Anasayfa Fiziki Doğal Yıkımlar Deprem

Deprem

1065
0
PAYLAŞ

Yeryüzünün oluşumundan beri depremsel yönden etkin bulunan bölgelerde depremlerin birbirini izleyerek oluştuğu ve sonucunda da milyonlarca kişinin yaşamını yitirdiği ve yapılar ile çevrenin büyük hasar gördüğü bilinmektedir. Bilindiği gibi yurdumuz yeryüzünün en etkin deprem kuşaklarından birinin üzerinde bulunmaktadır.

Yeryüzü Deprem Bölgeleri Haritası

Geçmişte yurdumuzda birçok yıkıcı depremler yaşandığı gibi, gelecekte de sık sık yaşanacak depremlerle büyük can ve mal yitimine uğrayacağımız bir gerçektir. Son 58 yıl içerisinde depremlerden, 58.202 yurttaşımız yaşamını yitirmiş, 122.096 kişi yaralanmış ve yaklaşık olarak 411.465 yapı yıkılmış veya ağır hasar görmüştür. Sonuç olarak denilebilir ki, depremlerden her yıl ortalama 1.003 yurttaşımız ölmekte ve 7.094 yapı yıkılmaktadır. Peki bu doğal yıkım tam olarak nedir ve nasıl oluşur?

Deprem Nedir?

Yer kabuğu içindeki kırılmalar nedeniyle birden ortaya çıkan titreşimlerin dalgalar biçiminde yayılarak geçtikleri ortamları ve yerin yüzeyini sarsma olayına deprem denir.

Depremin nasıl oluştuğunu, deprem dalgalarının ne biçimde yayıldıklarını, ölçü aletleri ve yöntemlerini, kayıtların değerlendirilmesini ve deprem ile ilgili diğer konuları inceleyen bilim dalına ise deprem bilimi(sismoloji) denir.

Deprem Oluşmasının Nedenleri ve Deprem Türleri

Yeryüzünün iç yapısı konusunda, yer bilimsel(jeolojik) çalışmalar sonucu elde edilen verilerin desteklediği bir yeryüzü örneği bulunmaktadır. Bu örneğe göre, yeryüzünün dış bölümünde yaklaşık 70-100 km kalınlığında oluşmuş bir taş küre(litosfer) vardır. Kıtalar ve okyanuslar bu taş kürede yer alır. Taş küre ile çekirdek arasında kalan ve kalınlığı 2.900 km olan kuşağa manto adı verilir. Mantonun altındaki çekirdeğin nikel-demir karışımından oluştuğu varsayılmaktadır. Taş küre içinde yüzeyden derine gidildikçe ısının arttığı bilinmektedir. Enine deprem dalgalarının yerin çekirdeğinde yayılamadığı olgusundan giderek çekirdeğin sıvı bir ortam olması gerektiği sonucuna varılmaktadır.

Kırık(fay) türleri.

Manto genelde katı olmakla birlikte yüzeyden derine inildikçe içinde yerel sıvı ortamları bulundurmaktadır. Taş kürenin altında astenosfer denilen yumuşak üst manto bulunmaktadır. Burada oluşan güçler, özellikle yükselim(konveksiyon) akıntıları nedeni ile taş küre parçalanmakta ve birçok levhaya bölünmektedir. Üst mantoda oluşan yükselim akıntıları, ışın etkinlik(radyoaktivite) nedeni ile oluşan yüksek ısıya bağlanmaktadır. Yükselim akıntıları yukarılara yükseldikçe taş kürede gerilmelere ve daha sonra da ince katmanların kırılmasıyla levhaların oluşmasına neden olmaktadır. Bugün 10 büyük levha ve çok sayıda küçük levhalar vardır. Bu levhalar üzerinde duran kıtalarla birlikte astenosferin üzerinde sal gibi yüzmekte olup, birbirlerine göre bireylerin duyumsayamayacağı(hissedemeyeceği) hızlarla hareket etmektedirler.

Yer kabuğunu oluşturan levhaların birbirine sürtündükleri, birbirlerini sıkıştırdıkları, birbirlerinin üstüne çıktıkları ya da altına girdikleri bu levhaların sınırları yeryüzünde depremlerin oldukları yerler olarak karşımıza çıkmaktadır. Yeryüzünde olan depremlerin hemen büyük çoğunluğu bu levhaların birbirlerini zorladıkları levha sınırlarındaki dar kuşaklar üzerinde oluşmaktadır.

Birbirlerini iten ya da diğerinin altına giren iki levha arasında, devinime(hareket) engel olan bir sürtünme gücü vardır. Bir levhanın devinim yapabilmesi için bu sürtünme gücünün giderilmesi gerekir.

İtilmekte olan bir levha ile bir diğer levha arasında sürtünme gücü aşıldığı zaman bir devinim oluşur. Bu devinim çok kısa bir zaman biriminde gerçekleşir ve şaşırtıcıdır. Sonunda çok uzaklara dek yayılabilen deprem dalgaları ortaya çıkar. Bu dalgalar geçtiği ortamları sarsarak ve depremin oluş yönünden uzaklaştıkça erkesi(enerji) azalarak yayılır. Bu sırada yeryüzünde, bazen gözle görülebilen, kilometrelerce uzanabilen ve fay adı verilen yüzey kırıkları oluşabilir. Bu kırıklar bazen yeryüzünde gözlenemez, yüzey katmanları ile gizlenmiş olabilir. Bazen de eski bir depremden oluşmuş ve yeryüzüne dek çıkmış, ancak zamanla örtülmüş bir kırık yeniden oynayabilir.

Depremlerinin oluşumunun bu biçimde ve “Esnek Geri Sekme Kuramı” adı altında anlatımı 1911 yılında Amerikalı Reid tarafından yapılmıştır ve laboratuvarlarda da denenerek kanıtlanmıştır.

Bu kurama göre, herhangi bir noktada, zamana bağlı olarak, yavaş yavaş oluşan birim biçimsizleşme(deformasyon) birikiminin esnek olarak biriktirdiği erke, kritik bir değere eriştiğinde, kırık düzlemi boyunca var olan sürtünme gücünü yenerek, kırık çizgisinin her iki yanındaki kayaç bloklarının birbirine göreli devinimlerini oluşturmaktadır. Bu olay birden yer değiştirme devinimidir. Bu birden yer değiştirmeler ise bir noktada biriken birim biçimsizleşme erkesinin açığa çıkması, boşalması, diğer bir deyişle mekanik erkeye dönüşmesi ile ve sonuç olarak yer katmanlarının kırılma ve yırtılma devinimi ile olmaktadır.

Kırıklar genellikle devinim yönlerine göre adlandırılırlar. Daha çok yatay devinim sonucu oluşan kırıklara “doğrultu atımlı kırık” denir. Kırığın oluşturduğu iki ayrı bloğun birbirlerine göreli olarak sağa veya sola devinimlerinden de söz edilebilir ki bunlar sağ veya sol yönlü doğrultu atımlı kırığa birer örnektir.

Düşey devinimlerle oluşan kırıklara da “eğim atımlı kırık”denir. Kırıkların çoğunda hem yatay, hem de düşey devinim bulunabilir.

Deprem Türleri

Depremler oluş nedenlerine göre değişik türlerde olabilir. Yeryüzünde olan depremlerin büyük bir bölümü yukarıda anlatılan biçimde oluşmakla birlikte az da olsa başka doğal nedenlerle de olan deprem türleri bulunmaktadır.

Yukarıda anlatılan levhaların devinimi sonucu olan depremler genellikle “tektonik” depremler olarak nitelenir ve bu depremler çoğunlukla levha sınırlarında oluşurlar. Yeryüzünde olan depremlerin %90’ı bu kümeye girer. Türkiye’de olan depremler de büyük çoğunlukla tektonik depremlerdir. İkinci tür depremler yanardağ(volkanik) depremleridir. Bunlar yanardağların püskürmesi sonucu oluşurlar. Yerin derinliklerinde ergimiş maddenin yeryüzüne çıkışı sırasındaki fiziksel ve kimyasal olaylar sonucunda oluşan gazların yapmış oldukları patlamalarla bu tür depremlerin oluştuğu bilinmektedir. Bunlar da yanardağlarla ilgili olduklarından yereldirler ve önemli zarara neden olmazlar. Japonya ve İtalya’da oluşan depremlerin bir bölümü bu kümeye girmektedir. Türkiye’de etkin yanardağ olmadığı için bu tür depremler olmamaktadır.

Bir başka tür depremler de çöküntü depremleridir. Bunlar yer altındaki boşlukların(mağara vb.), kömür ocaklarında galerilerin, tuz ve alçı taşlı(jips) alanlarda erime sonucu oluşan boşlukların tavanlarının çökmesi ile oluşurlar. Duyumsanma alanları yerel olup erkeleri azdır, çok zarar getirmezler. Ayrıca büyük toprak kaymaları ve gök taşlarının da küçük sarsıntılara neden olduğu bilinmektedir.

Odağı deniz dibinde olan derin deniz depremlerinden sonra, denizlerde kıyılara kadar oluşan ve bazen kıyılarda büyük hasarlara neden olan dalgalar oluşabilir ki bunlara “tsunami” denir. Deniz depremlerinin çok görüldüğü Japonya’da tsunamiden 1896 yılında 30.000 kişi ölmüştür.

Deprem Değişkenleri ve Tanımları

1- Depremin kinematik değişkenleri;
a) Depremin oluş yeri,
b) Depremin oluş zamanı,
c) Odak derinliği,
d) Gücü(şiddet) ve
e) Büyüklüğü.

2- Depremin devimsel(dinamik) değişkenleri;
a) Kırığın atımı,
b) Kırık düzleminin konumu,
c) Kaynak-zaman işlevi,
d) Odaktaki güçlerin geometrisi ve
e) Depremsel(sismik) moment.

Odak Noktası(Hiposantr)

Odak noktası kırılmanın başladığı yer olup, depremde erkenin açığa çıktığı yer kabuğu içindeki noktadır. Buna “iç merkez” de denir. Gerçekte erkenin ortaya çıktığı bir nokta olmayıp, bir alandır. Uygulamada nokta olarak varsayılmaktadır.

Dış Merkez(Episantr)

Odak noktasına en yakın olan yer üzerindeki noktadır. Burası aynı zamanda depremin en çok hasar yaptığı veya en güçlü olarak duyumsandığı noktadır. Gerçekte bu da odak noktası gibi bir noktadan çok bir alandır. Depremin dış merkez alanı depremin gücüne bağlı olarak türlü büyüklüklerde olabilir. Bazen büyük bir depremin odak noktasının boyutları yüzlerce kilometreyle bile belirlenebilir. Bu nedenle “Dış Merkez Bölgesi” ya da “Episantr Alanı” olarak tanımlama yapılması gerçeğe daha yakın bir tanımlama olacaktır.

Odak Derinliği

Deprem erkesinin açığa çıktığı noktanın yeryüzüne olan en kısa uzaklığına depremin odak derinliği denir. Diğer bir deyişle odak noktası ve dış merkez arasındaki düşey uzaklıktır. Depremler odak derinliklerine göre sınıflandırılırlar. Bu sınıflandırma tektonik depremler için geçerlidir. Orta ve derin depremler daha çok bir levhanın bir diğer levhanın altına girdiği bölgelerde olur. Derin depremler çok geniş alanlarda duyumsanır. Buna karşılık yaptıkları hasar azdır. Sığ depremler ise dar bir alanda duyumsanırken bu alan içinde çok büyük hasar yapabilir.

 

Eş Güç Eğrileri(İzoseist)

Aynı güçle sarsılan noktaları birbirine bağlayan noktalara denir. Bunun tamamlanmasıyla eş güç haritası ortaya çıkar. Genelde varsayılmış duruma göre, eğrilerin oluşturduğu yani iki eğri arasında kalan alan, depremlerden etkilenme yönüyle, güç bakımından sınırlandırılmış olur. Bu nedenle depremin gücü, eş güç eğrileri üzerine değil, alan içerisine yazılır.

Güç(Şiddet)

Herhangi bir derinlikte olan depremin, yeryüzünde duyumsandığı bir noktadaki etkisinin ölçüsü olarak tanımlanmaktadır. Diğer bir deyişle depremin gücü, onun yapılar, doğa ve kişiler üzerindeki etkilerinin bir ölçüsüdür. Bu etki, depremin büyüklüğü, odak derinliği, uzaklığı yapıların depreme karşı gösterdiği dayanıklılık bile değişik olabilmektedir. Güç depremin kaynağındaki büyüklüğüne ilişkin doğru bilgi vermemekle birlikte, deprem dolayısıyla oluşan hasarı yukarıda belirtilen etkenlere bağlı olarak yansıtır.

Depremin gücü, depremlerin gözlenen etkileri sonucunda ve uzun yılların vermiş olduğu deneyimlere dayanılarak hazırlanmış olan “güç çizelgeleri”ne göre değerlendirilmektedir. Diğer bir deyişle “deprem güç çizelgeleri” depremin etkisinde kalan canlı ve cansız her şeyin depreme gösterdiği tepkiyi değerlendirmektedir. Önceden hazırlanmış olan bu çizelgeler, her güç düzeyindeki depremlerin kişiler, yapılar ve alan üzerinde oluşturacağı etkileri belirlemektedir.

Büyüklük(Magnitüd)

Deprem sırasında açığa çıkan erkenin bir ölçüsü olarak tanımlanmaktadır. Erkenin doğrudan doğruya ölçülmesi olanağı olmadığından, Amerika Birleşik Devletleri’nden Prof. Charles Francis Richter tarafından 1930 yıllarında bulunan bir yöntemle depremlerin aygıtsal bir ölçüsü olan “büyüklük(magnitüd)” tanımlanmıştır. Büyüklük, aygıtsal ve gözlemsel büyüklük değerleri olmak üzere iki kümeye ayrılabilmektedir.

Aygıtsal büyüklük, yukarıda da belirtildiği üzere, ölçün(standart) bir depremyazarla(sismograf) kaydedilen deprem deviniminin en yüksek genlik ve dönem değeri ile aygıt ölçümleme işlevlerinin kullanılması ile yapılan hesaplamalar sonucunda elde edilmektedir. Aygıtsal büyüklük değeri, gerek oylum(hacim) dalgaları ve gerekse yüzey dalgalarından hesaplanmaktadır.

Genel olarak, oylum(hacim) dalgalarından hesaplanan büyüklükler “m” ile yüzey dalgalarından hesaplanan büyüklükler ise “M” ile gösterilmektedir. Her iki büyüklük değerini birbirine dönüştürecek kimi bağıntılar vardır.

Gözlemsel büyüklük değeri ise gözlemsel inceleme sonucu elde edilen dış merkez gücünden hesaplanmaktadır. Ancak, bu tür hesaplamalarda, büyüklük-güç bağıntısının incelenen bölgeden bölgeye değiştiği de göz önünde tutulmalıdır.

Bazen büyük bir deprem olmadan önce küçük sarsıntılar olur. Bu küçük sarsıntılara ”öncü depremler” denilmektedir. Büyük bir depremin oluşundan sonra da belki birkaç yüz küçük deprem olmayı sürdürmektedir. Bu küçük depremler ”artçı depremler” olarak adlandırılır ve büyük depremin oluş anına göre bunların gücünde ve sayısında azalma görülür.

Deprem Dalgaları

Deprem biliminin en önemli uğraş alanlarından biri kuşkusuz deprem dalgalarıdır. Yer kabuğu içinde birden yaşanan kaya kırılmalarıyla oluşan bu erke dalgaları ”depremsel(sismik) dalgalar” olarak adlandırılıyor.

Kırılma ya da kaymanın ardından odak noktasından hızla depremsel dalgalar yayılır. Bu depremsel dalgalar da iki türdür: Yerin iç bölümlerindeki odak noktasından başlayıp her yöne doğru yayılan “cisim dalgaları” ve merkez üssünden yayılan ve yer yüzeyinde ilerleyen ”yüzey dalgaları”. Yer kabuğunun iç bölümlerinde etkili olan cisim dalgalarının da P dalgaları ve S dalgaları olmak üzere iki türü vardır.

Deprem Dalgaları

P dalgaları, “birincil” anlamındaki İngilizce “primary” sözcüğünün baş harfinden adını alır. P dalgaları, devinimleri sırasında kayaları itip çekerek, yani dalgaların ilerleyiş yönüne koşut(paralel) olarak devinirler. Tıpkı bir ucu durağan olarak gerilen bir yayın bırakılmasında yaptığı titreşim devinimi gibi. Bu dalgalar en hızlı ilerleyen depremsel dalgalardır. Saniyede 4-7 km arasında değişen hızlarla devinen P dalgaları, deprem ölçüm istasyonlarına ilk ulaşan depremsel dalgalardır.

İkinci tür cisim dalgaları olan S dalgaları ise “secondary” sözcüğünün baş harfinden bu adı almıştır. Bu dalgalar deprem sonrası ölçüm istasyonuna ikinci sırada ulaşır. Daha yavaş devinen bu dalgaların hızı da saniyede 2-5 km arasında değişiyor. S dalgalarının devinimleri ise dalganın ilerleme yönüne diktir. Bu, bir ucu durağan olan bir halatın diğer ucundan tutarak yapılan atma devinimiyle oluşan dalga devinimine benzetilebilir. S dalgaları yalnızca katı kaya kütlelerinde ilerleyebilirler ve ilerlerken de kayaları aşağı-yukarı, sağa-sola doğru devindirirler.

Bir depremyazarın görünümü.

Depremsel dalgaların ikinci türü olan yüzey dalgaları, en yavaş ilerleyen depremsel dalgalar olmakla birlikte, genelde cisim dalgalarından daha çok hasara neden olurlar. Çünkü bu dalgalar daha çok yer devinimi oluşturur, daha yavaş devindiği için de etkisi daha uzun sürer. Yüzey dalgaları da Love dalgası ve Rayleigh dalgası olmak üzere iki türdür.

Love dalgası(L) adını, 1911 yılında bu dalgaların matematiksel örneğini inceleyen İngiliz matematikçi Augustus Edward Hough Love’dan almıştır. Yüzey dalgalarının en hızlısı olan Love dalgaları, yeri yatay düzlemde devindirir. Diğer yüzey dalgası olan Rayleigh dalgası(R) ise adını, 1885 yılında bu tür bir dalganın varlığını matematiksel olarak öngören Lord Rayleigh’dan almış. Rayleigh dalgası da bir göl ya da okyanus üzerinde yuvarlanan dalga gibi yer üzerinde yuvarlanarak ilerler. Deprem anında duyumsanan sallantıların çoğu diğer dalgalardan çok daha büyük genlikli olan bu Rayleigh dalgasından kaynaklanır.

Deprem-Taban İlişkisi

Depremde, yerin davranışı çok iyi bilinmelidir. Depremin erkesinin iletilmesi tabanın koşullarına göre değişir. Erke iyi tabanlarda(granit vb.) yutulur, kötü tabanlarda(alüvyon vb.) ise büyür. Buna bir çizelge verilecek olunursa taban koşulları, depremin gücünü yaklaşık bir düzey artırabilir. Depremin gücü; sağlam bir tabanda yapılan yapı ile sağlam olmayan bir tabanda yapılan yapıda çok değişik duyumsanır.

Deprem-Yapı İlişkisi

Deprem bölgelerindeki yapılar güçlü yer devinimine maruz kalırlar. Güçlü yer devinimi ivme etkisi altındaki maruz kaldığı taban kesme güçleri, yapıya deprem süresi içinde gelen gerçek deprem yükleridir. Yatay yük altında yapı ötelenir. Her yapının, taşıyabileceği esnek sınır yatay yükü vardır. Bu sınırı aşmayan yüklerin etkisinde olan yapı sallansa(gidip-gelse) da yapıda hasar olmaz. Yatay yük kalktığında yapı önceki durumuna döner. Esnek yük sınırını aşan yük yapıyı etkiler.

Van depremi sonrası ortaya çıkan iki ters durum.

Deprem yükü, yapının esnek sınır yüküne ulaştıktan sonra, aynı yönde etkilemeyi sürdürürse, bir miktar kalıcı ötelenme yapan yapı; depremin yükünün yön değiştirmesi üzerine ters yönde gelmeye başlayan yatay deprem yükünün etkisi ile yatay yükünü boşaltmaya başlar. Yatay yük sıfıra indikten, yapı yeniden düşey konumuna geldikten sonra bu kez ilk yöne göre ters yöndeki deprem yükü altında ters yönde yüklenmeye başlar. Ters yönde yüklenme altındaki bu davranış daha önceki yükleme yönündeki davranışla aynıdır. Eğer ters yönde yükleme sırasında yapıya gelen yatay deprem yükü, yapının esnek sınır yük düzeyine ulaşır ve aşarsa yapı bu yönde de kalıcı olarak ötelenmeye başlar.

Kaynakça

http://www.imo.org.tr/resimler/dosya_ekler/a51985ea277b633_ek.pdf

http://www.deprem.gov.tr/sarbis/Deprem/DepremNedir.aspx#KONU7

http://www.yerdurumu.org/makaleler/documents/sismoloji.pdf

BİR YANIT BIRAK

Lütfen yorumunuzu giriniz
Lütfen adınızı buraya giriniz