Deprem
tetikleme kargaşası
Prof.Dr.Uğur Kaynak
Temmuz 2003
Bu bölümde “Bir deprem başka bir depremi nasıl tetikler?”, “Hangi
deprem tetiklemez?”, “Dünyada oluşan ardışık depremler tetiklenmeden
mi etkilenmişlerdir?” sorularına cevaplar arıyorum. Bu açıklama
gayretimin nedeni ise özellikle her depremden sonra halkı
aydınlatmak için haklı olarak gazetecilerin öncelikle “Tetikler mi?“
sorusuna, değerli deprem bilimcilerimiz tarafından alel acele
verilmiş cevaplarıdır.
Aynı soru çok daha yüksek sesle, ard arda meydana gelen Gölcük,
Kolombiya, Atina, Taiwan, Gujarat depremlerinden sonra da gündeme
gelmişti. Hatta “Alakası Yok. - Tetiklemez. - Hayır Efendim Ne
münasebet...” gibi verilen cevaplara, Radikal Gazetesinden Mine G.KIRIKKANAT
Hanımefendi en sonunda dayanamamış ve köşe yazısında “Ben mantığımla
buna karşı çıkıyorum!” demişti... ve bir Hanımefendi nezaketi ile
ertesi gün kendisine yazılı olarak yaptığım açıklamalardan
alıntılarla, 27.Eylül.1999 tarihli Radikal’de teşekkür etmişti.
Şimdi konu yine aynı konumda. Yazılı ve Görsel Medya’ya Bilimsel
açıklamalar sözlü olarak yapılabiliyor. Ama bilimsel yazıların
Medya’da yer alması söz konusu olamıyor. Ancak Gazetelerin Bilim ve
Teknik Eklerinde yer bulabiliyor.
Konuya şekil destekli açıklamalar getirmeden önce kesin olarak
bilinmesi gereken kavram, Ne Güneş tutulması, Ne Ay tutulması, Ne
med cezir zamanı, Ne kasırga, Ne anormal sıkıcı hava, ve hatta Ne de
Başka Bir Deprem, bir deprem nedeni değildir. Her deprem kendi
mekanik olgusunu sürdürür.
Depremler en çok litosferle birlikte hareket eden Yerkabuğunun
yatay ve düşey tektonik hareketlerinden, yani sonuç olarak
faylardan, biraz Volkanlardan ve en az da Karstik çöküntülerden
oluşur. Bu oluşumun bir enerji birikim safhası vardır. (Hatta
yamulma enerjisi biriktirmeden oluşan depremler de vardır.) İşte bu
safhanın sonuna yaklaşmış olan depremler ancak bir dış etkenle
tetiklenebilirler. Yani bir iki hafta veya bir iki ay sonra zaten
çalışacak olan bir deprem, tetiklenerek vaktinden önce çalıştırılmış
olur.
Özellikle yıkıcı-öldürücü olabilen doğrultu atımlı ve eğim atımlı
fayları ele alalım. Daha önce belki de binlerce kez yinelenmiş olan
bir faydaki depremin nedeni, bu fayın harekete hemen izin
vermemesinden kaynaklanır. Bu engelleme ise, fayın iki tarafındaki
kompartmanların birbirlerine fay düzlemi boyunca yaptıkları
baskıdandır. Bu baskı, derinleştikçe üzerinde kalan malzemenin
yerçekimi (ağırlığı) dolayısı ile katlanarak artan “saran basınç”ı
doğurur. (Hidrostatik Basınç) Doğal olarak bu saran basınç,
derinleştikçe Yerkabuğunun her yerinde etkili olur. Dolayısı ile fay
düzlemi de bu etkiden soyutlanamaz. Saran basınç etkisi fay
düzleminde sürtünme kuvvetinin artmasına neden olur. Zira iki
malzemenin arasındaki sürtünme kuvveti sürtünme katsayısının
kontrolunda olup, baskı ile doğru orantılı olarak değişir. Yani fay
düzleminde derinlere inildikçe baskı ile birlikte sürtünme kuvveti
de artar. Ancak bu artış yaklaşık 600°C sıcaklıklardan sonra geriye
döner. Bu sıcaklıklarda kayaçların daha az zorlama ile akma
gerilmesine ulaşmaları dolayısı ile fayı zorlayan deformasyonlara
daha az dirençle boyun eğdiklerinden, sürtünme kuvveti de fay
düzlemindeki yavaş ve sıcak malzeme göçü (Hot Creep) ile kuvvetini
yitirmeye başlar. (Bu arada en ilginç “hot creepler” hungry
marginlerde izostatik denge adına oluşan ve “magnetically quiet zone”
denilen olguya bir açıklık getirirken jeofiziksel olarak
keşfedilmiştir.) Bu olaylar yaklaşık olarak 20 km derinlikten sonra
etkinleşirler. Dolayısı ile Kıtasal Kabuk içerisindeki en yüksek
sürtünme kuvvetine sahip katmanlar yaklaşık olarak 15-17 km
derinliklerde bulunurlar. Bu yüzden kabuk kalınlığınca etkili olan
depremler Türkiye’de genellikle bu derinlikte oluşurlar. Bu sözünü
ettiğimiz fayı sabit tutan sürtünme kuvveti, gerilim arttıkça
çeşitli nedenlerle azalmaya başlar. Bunlar,
1.Yamulma nedeni ile Fay çeperi ve dolgusunda sıcaklığın
yükselimi (İlave ısı üretimi)
2.Baskının artması ile girintili çıkıntılı oluşan fay düzleminin
(yüzeyinin) çıkıntılarının ezilmesi ile gerçekten de düzleme
benzemeye başlaması.
3.Fay düzleminin içerisinin kaya kırıntıları ve kaya unu ile
dolmaya başlaması.
4.Çok ileri safhada fay dolgusunun ergimeye başlaması.
Şekil-29. Yabancı deprem dalgasının bizim faya etkisi
Şekil-30. Basitleştirilmiş Yerküre Deprem Dalgaları Şablonu
Bu söylenenler doğal gelişimlerdir. Ancak eğer bu doğal gelişim
dışarıdan gelen bir etkenle hızlandırılırsa bu fay tetiklenmiştir
denilir. Dışarıdan gelen etken, başka bir odaktan yola çıkıp gelen
deprem dalgaları olsun. Bu deprem dalgaları, (Şekil-29.),
1. Sönüme uğrarken içinden geçtikleri ortamı yani Fay
kompartmanlarını ısıtırlar. (Mekanik enerjinin ısı enerjisine
transferi).
2. Fay düzlemi ve özellikle içerisini dolduran ayrık
(taşlaşmamış) malzeme, bu deprem dalgaları için bir süreksizlik
teşkil ederler. Bir mekanik enerji katarı, yani deprem dalgası
(Sismik Işın), bir süzeksizliğe geldiğinde, enerjisinin karşı tarafa
aktarılması için Akustik Empedans adı verilen bir direnci yenmek
zorundadır. Arakesitte enerjinin bir kısmı aktarılır, bir kısmı
yansıtılır bir kısmı da arakesitin ısıtılması için harcanılır.
3. Darbelemenin etkisi ile fay düzleminde kaya unu (Milonit)
üretimi artar.
Bu sırada fayın anlık olarak sabit olan gerilim kuvveti, hızla
azaltılan sürtünme kuvvetini aşarsa deprem tetiklenmiş olur.
“Bu deprem aynı tektonik hat üzerinde değil. O yüzden tetikleme
yapamaz.” Deniliyor. Bu önermenin mantığına ulaşabilmiş değilim.
Deprem dalgaları radyal doğrultularda yayılırlar. Sadece düz bir hat
boyunca etkin olmadıkları gibi, aynı tektonik hat üzerinde olsalar
da depremler birbirlerini tetiklemek zorunda değillerdir.
Şimdi “Hangi deprem dalgası tetikleme yapar” sorusunun cevabı
daha kolay verilir. Cevap: Hangi deprem dalgası, başka, çoktan
kaymaya hazır bir faydaki sürtünmeyi yeterince azaltacak kadar
güçlüyse, o tetikleme yapar. Erzincan Depremi Dünyanın en güçlü
depremleri arasında olmadığı halde, Yerküreyi yaklaşık iki saat bir
çan gibi titreştirmişti. (Şekil-27.)
1999 Doğu Marmara Depreminin Yerküreyi 1.5 saatten fazla
titreştirdiğini biliyoruz. Bu titreşimler, hizasında olup olmadığına
bakmaksızın 1.5 saat süre ile Kolombiya, Atina, Taiwan, ve Gujarat
Faylarını tokmaklamıştı. Dolayısı ile bu fayların dolgusunda artım
meydana gelmişti. Diğer taraftan Gölcük Depreminden 47 dakika sonra
Gölcük’ün çapsal karşılığı olan Güney Doğu Pasifik’te Nazka
Levhasının Güney batısında, direkt P Dalgası bir darbe vurarak
Okyanusun tabanına ulaşmıştı.
Tıpkı 1967 Adapazarı Depreminden dört gün sonra Pülümür Depremi
olduğu gibi. İkinci bağımsız deprem, birinciden üç beş gün sonra
olursa tetikleme oluyor da bir ay sonra olursa neden tetikleme
olmuyor. Eğer tetik kelimesi rahatsız ediyorsa buna etkileme, öne
alma, hızlandırma vs. de denilebilir.
Acı sonuçlanmış olsa da otuz beş yıllık bir tetiklenme anısını
aktarmak isterim. Uzun Hikaye. Ben kısaca aktarıyorum.
83/34 Tertip Ulaştırma Yedek Subay adayı arkadaşlarım (İnşaat
Mühendisi ve Mimar olanlar) hatırlar. 22.07.1967 Adapazarı
depremini, anında uyguladığım Makrosismik Anket’ten 5-6 dakika sonra
yeri ve büyüklüğü ile birlikte bir lokantada tesbit etmiştim. Bunun
üzerine Adapazarı depreminin ertesi günü, Yedek Subay Gazinosunda
ısrarlı istek üzerine yaptığım bir seminerde, Pülümür depremini üç
gün önce, “Mutu-Tercan-Pülümür olabilir” diye tahmin etmiştim. Hemen
İnşaat Mühendisi ve Mimar Yedek Subay Adayı arkadaşlarım, aralarında
para toplayıp Üç Büyük Gazetemize ve Adı geçen Kaymakamlıklara “En
azından iki üç gün evlere girilmesin!” diye telgraf çekmiştik. Ne
yazık ki telgraftan iki gün sonra 26.07.1967 ‘de Pülümür’de,
Adapazarı’ndan daha fazla, 97 kişi ölmüştü.* Hemen Pülümür
depreminin ardından aynı mercilere “engellemekte başarılı
olamadığım” bu kez hiç de kibar olmayan telgraflar çekilmekte
gecikilmemişti. Bu olay da belki o küfür telgrafları yüzünden, belki
de suçluluk duygusu ile kamu oyuna yansıtılmamıştı...
Konumuza dönelim. Bu arada Son Saros 5.3 depreminin, ilk 30 saat
içerisinde beklenilenden çok artçı üretmemesinin bir tek açıklaması
var.
Eğer eğim atımlı faylarda kompresyonun ya da dilatasyonun yanal
bileşeni varsa büyük şoktan sonra bu yanal bileşenlerin dengelenmesi
için artçılar oluşacaktır.
Eğer Doğrultu atımlı bir fayın yakın çevresinde tork bileşenleri
ya da düşey “yerleşme” bileşenleri üretiliyorsa bunların
dengelenmesi için artçıların çalışması gerekir.
Sonuçta bir deprem sırasında her iki tür fayda da belirli bir
ağırlıkta ve belirli bir biçimdeki iki kompartman, metrelerle de
ölçülse, yeni bir lokasyona göç etmiştir. Sadece bu tebdil-i mekânda
bile yeni yatağına uyuşmayan parçaların varlığı nedeniyle ferahlama
isteği etkinlik kazanacaktır. Sırf bu yüzden bile ana şokun, pek de
tam fay düzlemi üzerinde olmayan lokasyonlarında artçılar oluşur. Bu
artçıların düşey bileşenli hareketleri izostatik dengelemeye
yönelik, yatay bileşenli olanları ise kalıntı tork momentini
sıfırlamaya yönelik olurlar.
Hiçbir artçı olmaması ise bu faylanma ile denge arayışının cuk
oturduğu anlamına gelir.
Ancak gereğinden fazla artçı olması her zaman için daha büyük bir
ana şokun yakın olduğu anlamına gelmez. Burada bir ayırım yapmak
için elimizde bir kriter var. Artçıların dağılımı. Eğer artçılar,
deprem bir doğrultu atımlı fay üzerinde olduğu halde dairesel
dağılım gösteriyorlarsa ve bu deprem doğrultu atımlı bir fay için
beklenilenden daha küçük enerjili ise büyük bir olasılıkla bu bir
buhar basıncı depremidir.
Kural olarak artçılar azalan exponansiyel olarak seyrekleşip
küçülürlerken, yine kural olarak öncüler de büyük magnitüdlü olmayıp
artan exponansiyel oluş frekansına sahip olurlar.
Tetikleme olgusunun mekanik çözümünü şekil destekli olarak
açıklamak problemin çözümünü daha anlaşılır formatta sunmaya
yardımcı olmaktadır.
 |
Şekil-42.Öncüler Ne kadar Enerji Alırlarsa Alsınlar, Ana Deprem
Yine Aynı Büyüklükte Olacaktır. Çünkü bu öncü depremlerle ne ana fay
düzleminin sürtünme kuvveti değişir ne de onu yenebilecek gerilim
miktarı değişir. Belki de yukarıdaki şekilde “Enerjiyi Azaltmayan
Öncüler” yerine “Enerjiyi Azaltırmış Gibi Yapan Öncüler “ yazılması
gerekirdi. Çünkü tahliye borusundan kaçan damlalar ana havuzun
enerjisininden çalsalar da aşağıdaki takoza kısa devre yapılması
için gereken ağırlığı değiştirmemektedir. Sadece havuzun dolma
süresini bir miktar geciktirmektedir. Ana fayın sürtünmesini
azaltmak için böyle minik öncüler değil, Yerküreyi en azından bir
saat boyunca titreştirecek güçlü depremlerin milonit oluşturması
gerekir. Bu milonit oluşması işlevi ise yukarıdaki analog kuruguda
ana havuzun altındaki eliptik takozu sadece birazcık yukarıya
kaldırabilecektir. Bu işlev ise geçiktirmenin yerine öne alma yani
tetikleme işlevidir.
Şurası iyi bilinmelidir ki “Aynı sistem içinde olmayan depremler
bile birbirlerini tetikleyebildikleri halde, ne kendi sistemindeki,
ne başka bir sistemdeki, ne de başka odaktaki beklenilen bir
depremin oluşum şiddetini pek azaltamazlar. Sadece kendi odaklarında
beklenilen gerilimi düşürebilirler. Gerilimi düşürebilirler ama
kopma gerilmesinden kendi enerjileri kadar çalamazlar. Örneğin bir
odakta gerilim kesinlikle ve sadece M=7.7 de boşalabiliyorsa, o
odakta da sık sık M=3.5’luk öncü depremler oluyorsa, bu yolla
gerilimin tamamen ortadan kaldırılması için yaklaşık 294 adet M=3.5
deprem olması yetmemektedir. Yani bırakın bir kaç öncüyü, hatta
yüzlerce öncü bile, kendi odağında beklenilen büyük depremin
(mutlak) gücünden pek bir şey çalamaz. Burada bir rölativite var.
Çünkü beklenilen büyük deprem sadece ve sadece büyüklük 7.7 ye
ulaşınca gerçekleşebilecektir. Diğer bir deyişle öncüler beklenilen
ana depremin büyüklüğünü pek azaltamazlar fakat oluşum zamanını
geciktirirler. Yukarıda cümlelerde sık sık gevelenen “pek” vurgusu
şu anlama geliyor. Öncüler ancak Ana fay düzlemindeki milonit
oluşumuna katkıda bulundukları sürece ana fayın büyüklüğünü
azaltabilirler. Ancak bu azaltma işlemi örneğin 3.5 richterlik bir
öncü tarafından yapılırsa yukarıdaki nafile hesapta olduğu gibi ana
fayın enerjisinin 1/294 ünü değil, ana fay düzlemindeki unlaşmaya
katkı dolayısı ile belki de 1/1000000 unu alır.”
Bu şartlar altında Saros 5.3 depreminin Gaziköy-Gökçeada
arasındaki “Karasal Geçiş” kilidini, hele özellikle Tekirdağ
açıklarındaki 120 derecelik “Ganos-Orta Marmara Birleşimi” kilidini
kırması beklenilemez. Bu kilitleri 1999 Doğu Marmara depremleri bile
kıramamışlardı.