Süper Hızlı Depremler Fayların Uzağındaki Bölgeleri de Etkiliyor

İzmit depreminin hızı saniyede 5 km’ye ulaştı: Fay hattının yakınlarında yaşamak yeterince tehlikelidir. Ancak bazen fay hattının uzağında yaşamak da tehlikeden muaf olmak anlamına gelmeyebilir. Yırtılmanın ses hızını aştığı deprem türlerinde, yıkımın etki alanı ve şiddeti hakkında tahminde bulunmak bugün için mümkün değil, fakat “Süper-makaslama” olarak bilinen bu tür depremlerin yaratacağı yıkımın etkisi fayın 5 km ötesindeki bölgelerde bile hissedilebilir. 1999 İzmit depremi buna bir örnek...

Paris Jeofizik Enstitüsü’nden Yann Klinger ve ekibi 2002 yılında, Tibet’teki Kunlun fayı üzerinde bir yıl önceki depremi incelediler. Fayın 30 km uzağında, 7.8 şiddetindeki depremin yol açtığı bir dizi paralel çatlağa rastladılar. Bu çatlaklar, onlara göre, yerin bir sünger gibi sıkılıp daha sonra gevşemesinin kesin bir kanıtıydı.

Ne var ki çatlakların ana fay hattının çok uzağında olması depremle ilişkisi olmadığı olasılığını da akla getiriyordu. Büyük bir olasılıkla Klinger ve ekibi “süper-makaslama” denilen depremin izlerine rastlamışlardı. Bu depremde kayma o kadar yüksek hıza ulaşmış olmalıydı ki, Yer’in yırtılma hızı, depremin yarattığı sismik dalgaların hızını aşmıştı. Bu da ses duvarını aşan bir jet uçağının neden olduğu patlama sesine eşdeğer bir deprem yaratmış; başka bir deyişle önüne çıkan her şeyi çekiç darbesi gibi darmadağın etmişti.

FAYIN UZAĞINDA DA TEHLİKE VAR

7 yıl sonra bu tür depremlerin sanılandan daha fazla olduğu görülüyor. Tahminen 60 milyon insan bu risk bölgelerinde yaşıyor. Oysa daha önceleri bu bölgelerin pek çoğunun deprem riski taşımadığı düşünülüyordu. Hatta depreme dayanıklı binaların bile bu şiddetli depremlere dayanıp dayanmayacağı konusunda kimse kesin bir değerlendirme yapamıyor.

Süper-makaslama depremlerinin sahneye çıkmasına kadar, depremlerin yapısal, kendilerine özgü bir hız limiti olduğu düşünülüyordu. Bu görüşe göre, fay hattı zayıf bir noktada kayma yaptığı zaman kırılma, fay üzerinde ilerler. Matematiksel denklemler yırtılmanın “yasak bölge” olarak bilinen saniyede 3 ile 3.5 kilometre hıza ulaşmasının mümkün olmadığını gösterir. Çünkü bu hızlarda fayın sürtünerek kayması, ısıyı mekanik enerjiye dönüştürebilir. Bu da termodinamik olarak imkânsızdır. Yırtılma, böyle bir bölgede ivme kazanamayacağına göre, saniyede 3.5 km’nin üzerinde bir hız olasılığı da otomatikman ortadan kalkmış oluyordu.

Uzun yıllar boyunca yalnızca tek bir gözlem bu çıkarımı yalanladı. 1984 yılında Kaliforniya Üniversitesi’nden Ralph Archuleta, Kaliforniya’yı 1979 yılında vuran Imperial Vadisi depreminin saniyede 3.5 km’den daha hızlı olduğunu belirtti. (Journal of Geophysical Research, vol 89, p 4559).

LABORATUVAR ORTAMINDA

Pasadena’daki Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü’nden Ares Rosakis, Caltech’ten Hiroo Kanamori isimli bir jeolog ile birlikte süper-makaslama depremini laboratuvar ortamında gerçekleştirdi. Yırtılmanın dinamiğini yapay malzemeler üzerinde inceleyen Rosakis, basınç altında ışık yayan iki polimer plakadan yararlandı. Deneyin ileri aşamalarında beklemedikleri bir gelişme ile karşılaştılar. Aniden “ana” yırtığın önünde yeni bir “yavru” yarığın oluştuğunu ve anneden daha hızlı hareket ettiğini fark ettiler. Daha sonra yavru yarık hızla genişledi ve anne yarık ile birleşti. Bundan sonra yarığın tümü, makaslama dalgalarından daha hızlı bir şekilde ilerleyerek “yasak bölge” denilen hıza ulaştı.

Bu kadarla da kalmadı; yeni makaslama dalgaları yaratmaya devam etti. Bu yeni dalgalar, ilk dalgalarla birleşerek yeni ve daha güçlü şok dalgaları yarattılar. “Mach cephesi” denilen bu yeni şok dalgaları, yarılmanın peşi sıra yol alıyordu (Science, vol 303, p 1859). Bu da jet savaş uçaklarının ses duvarını aştıkları ve Mach hızına ulaştıklarında ortaya çıkan durum ile benzerlik taşıyordu. Uçaklar havada hızlandıkça basınç dalgaları yaratır, ancak bunları yakalayacak kadar süratli yol alırlar. Sonuçta dalgalar tek bir sonik patlama yaratacak şekilde birbirleriyle temas eder ve uçağın arkasında genişleyen bir koni yaratır.

İZMİT DEPREMİ

Laboratuvardaki bu deneyler, depremlerin süper-makaslama denilen olguyu kuramsal olarak yaratabileceklerini gösteriyordu. Ancak gerçek yaşamda buna en iyi örnek 1999 yılındaki İzmit depremiydi. 20. yüzyılın sismik açıdan en aktif kıtasal fayı olan Kuzey Anadolu Fayı üzerinde 7.6 büyüklüğünde bir deprem meydana geldi. 1979’daki Kaliforniya depreminden farklı olarak, İzmit depreminde fay çevresinde, depremin ürettiği makaslama dalgalarının hızını ölçecek yeterli miktarda sismik istasyon bulunuyordu. Yer hareketlerinin ölçümü de ayrıca yırtılan fayın hızı ile ilgili verileri oluşturuyordu.

New Scientist dergisinde (1 Ağustos 2009) yayınlanan yazıya göre, bütün bu verileri bir araya getiren bilim insanları –başta Grenoble Üniversitesi’nden Michel Bouchon- depremin süper-makaslama sınıfına dahil edilebileceğini belirttiler. Deprem ölçümlerini değerlendiren iki ayrı grup, birbirlerinden bağımsız olarak İzmit depreminin hızının saniyede 5 km’ye ulaştığını açıkladılar (Geophysical Research Letters, vol 28, p 2723).

Artık gerek kuramsal gerekse pratik açıdan depremlerin süper-makaslama olgusunu yaratabileceği biliniyor. Şimdi dünyanın dört bir yanındaki sismologlar yeni depremlerin sonrasında süper-makaslama izlerinin peşine düştü ve pek çok kanıta ulaştı.

YENİ DEPREMLERİN YERİ

Depremleri sonradan değerlendirmek önemli, ancak daha önemlisi bir sonraki depremin nereyi vuracağını tahmin etmek. Şimdi Oxford Üniversitesi’nden sismolog David Robinson, Shamita Das ve meslektaşları artık bu sorunun yanıtını verebileceklerini düşünüyor. Bilinen süper-makaslama depremlerini benzerlikleri açısından karşılaştıran Oxford ekibi, bu bilgilerden yararlanarak yeni depremlerin nereyi vuracağını tahmin etmeye çalışıyor.

Robinson öncelikle süper depremlerin şu koşullarda ortaya çıkacağını tahmin ediyor:

1) Süper-makaslama depremlerini sadece yanal atımlı faylar üretiyor. Bunlarda kaya oluşumları çok az miktarda dikey harekete maruz kaldıkları için birbirlerine yanal olarak sürtünürler. Bu nedenle kayaların birbirlerinin üzerinden kaydığı faylar bu tür depremler yaratmaz..

2) Okyanus-tabanlı faylar da bu gruba dahil değil. Bunların en büyük tehlikesi tsunami yaratmaları.

3) Bugüne dek süper-makaslama yaratan depremler fayların uzun ve düz kısımlarında meydana geldiği için, Robinson 100 km boyunca 5 derece ve daha fazla sapma yapmayan fayların incelenmesini uygun görüyor. Dünyada bu özellikleri taşıyan 11 farklı fay sisteminin üzerinde 26 bölge bulunuyor. Kaliforniya’daki San Andreas fayı bunlardan biri. Robinson bu faylara “süper-otoyol” adını takmış.

Ne var ki süper-makaslama depremleri yaratma riski taşıyan 26 fay bölümü, Robinson’ın araştırmalarına göre, yoğun nüfus barındıran kentlerin yakınlarında bulunuyor. Bunların her biri 2 milyon kişiyi etkileyebilir.

Robinson’ın çalışmasını “mükemmel” olarak nitelendiren ve geçen hafta İTÜ'de yapılan deprem toplantısında da bu konuda bir sunum yapan Bouchon, “Bugüne dek gözlemlediğimiz süper-makaslama depremleri her zaman uzun, yanal atımlı, lineer bölümleri olan faylarda meydana geldi” diyor.

TEHLİKELİ ALANLAR SANILANDAN GENİŞ

ABD’de 1990’lı yıllarda oluşturulan son inşaat yönetmeliğine göre aktif fayların 5 kilometre yakınında yapılan binalar, sağlamlık açısından sıkı denetimlere tabi tutuluyordu. Oysa şimdi Caltech’teki deprem mühendisliği simülasyon grubundan Swaminathan Krishnan, süper-makaslama depremlerinin yol açacağı riskler açısından 5 km dışında kalan binaların da aynı yönetmeliğe bağlı olarak sağlamlaştırılması gerektiğine dikkat çekiyor. Ayrıca Mach cephesi (Mach front) olgusuna bağlı olarak yerin daha büyük bir şiddette sarsılması olasılığına karşı halihazırdaki bina standartlarının de yenilenmesi gerekebilir. Laboratuvarlarda yapılan simülasyonlarda şok cephesi (shock front) vuruşlarının tipik sismik dalgalarından daha şiddetli olabileceği ortaya çıktı.

Krishnan, pek çok şehir planlamacısının sismologların uyarılarını ciddiye almadığından yakınıyor. Bunun için mühendislere daha fazla miktarda verinin sunulması gerektiğine inanan Krishnan’a göre, gerçek depremlerin süper-makaslama etkisini ölçmek için faylar boyunca sismik istasyonların kurulması önem kazanıyor.

Derleyen: Reyhan Oksay Kaynak: New Scientist, 1 Ağustos 09