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. 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. |