Saturday, April 9, 2022

2022_TIP_DERS_02


Ders 01: Notlar




SORU 1   

Yeryüzünde 3 farklı levha sınırı bulunmaktadır. Levhaların birbirlerine göre hızları aynı olmadığı için depremlerin tekrarlanma sayıları farklı gözlendiği ileri sürülmektedir.

Türkiye’de 
  • En çok hangileri gözlenir ? 
  • Dalma batma ile oluşan dağlara örnekler nelerdir?
  • Levhaların dalma hızları ortalama nasıldır?
CEVAP 1  

1)   Türkiye’de en çok hangileri gözlenir?

Türkiye’de Arabistan levhası, Afrika levhası, Avrasya levhası, Karadeniz levhası, Ege levhası, Anadolu levhası vardır.

2)     Dalma batma ile oluşan dağlara örnekler nelerdir?

Yaklaşan levhaların ikisi de okyanusal levha ise, daha yaşlı olan biri levha diğerinin altına doğru kayar, bu durum ‘dalma-batma’ olarak adlandırılır. Bu durumda ada yayları, 'iceland arcs' olarak bilinen volkanik adalar oluşur. 

Bir okyanus levhası, bir kıta levhası ile karşılaştığında, okyanusal levha daha ince ve daha ağır yoğun olduğu için onun kıtasal levhanın altına doğru kayar, yine dalma-batma durumu gerçekleşir.

Dalma-batma söz konusu olduğunda manto tabakasının sıcak derinliklerine inen taş küre dilimi ısınarak erir ve yoğunluğu azalan bir akışkan halde yükselir. Bu, yaklaşma sınırlarındaki yanardağ etkinliğinin ve dağ oluşumunun temelidir. 

İki kıtasal levhanın yaklaşması ise çarpışma ile sonuçlanır, her iki levha da manto içine batamayacak kadar hafif ve kalın olduğundan kırılma, kıvrılma, yükselme, dağ oluşumu görülür büyük bir deformasyonla yüksek dağ sıraları ve platolar ortaya çıkar. Avrasya ve Hindistan levhalarının çarpışması sonucunda oluşan Himalaya dağları ve Tibet yaylası buna örnek olarak verilebilinir. Hindistan levhasının günümüzde Asya levhasına doğru kuzey doğrultuda ilerlemesi devam ettiğinden, Himalaya dağlarında yükselme 5 - 20 mm/yıl olarak devam etmektedir.

Ayrıca dalma-batma alanlarında denizaltı çukurları oluşur. Dünyanın derin çukurları, Pasifik levhasının Avrasya levhasının altına daldığı batı Pasifik kıyılarında sıralanmıştır. Dünyanın en derin çukuru olan Mariana-Guam (11034 metre derinlikte), Pasifik levhasının Filipinler levhası altına daldığı alanda oluşmuştur.

3)     Levhaların dalma hızları ortalama nasıldır?

Levhalar üzerinde duran kıtalarla birlikte, Astenosfer üzerinde sal gibi yüzmekte olup, birbirlerine göre insanların hissedemeyeceği bir hızla (ortalama 1-15cm/yıl) hareket etmektedirler.

Afrika levhasının Avrasya levhasına yakınsama ve dalma hızı 4-10 mm/yr’dır. Bu iki levha arasındaki yakınsama hızı Pasifik’teki levhaların yakınsama hızından daha küçüktür ama yine de Afrika levhasının hızı Doğu Akdeniz’in fayları üzerinde stresi biriktirecek ve depremselliğinin sürmesine neden olacak güçtedir.








SORU 2  

Yeryüzünde
  • Levha hareketlerindeki değişimin kriterleri nelerdir?
  • Levhaların dalma hızlarından bahsettik mesela Cocos-Haiti levhası. Bu hızlar neye göre değişir? 

CEVAP  2  

a) Bu, plakanın hareketinin hızını kontrol eden dalma plakası olduğu anlamına gelir. Ve bir plakanın batma hızı çoğunlukla yaşına, sıcaklığına, yoğunluğuna bağlıdır. Eski plakalar daha yoğun ve daha soğuktur, bu nedenle genç plakalardan daha yüksek bir hızda batarlar.

b) 12 Ocak 2010 Haiti’de meydana gelen Mw=7.0 depremde meydana gelen kırık zonu boyunca oluşan depremlerin oluşum sayıları ve yığılma büyüklükleri değişir. Haiti depreminin meydana geldiği fay düzlemi boyunca kırılma hızı aynı ya da farklıdır. Aynı değil ise, Haiti depreminin benzeri depremlerin oluşumunda etkili levhaların hareket hızı farklı büyüklüklerdedir. Haiti depreminin meydana geldiği yerde levhalar farklı yönlerde ve hızlarda hareket eder. Cocos levhası yılda KD yönünde 67 mm hızla hareket eder. Hızlı levhaların hareket etmiş olduğu yerde çok fazla depremler meydana gelir. Cocos levhası, Kuzey Amerika ve Caribbean levhası ile sınırlanmıştır. Hareket hızı daha düşük levhalar ile Cocos levhası karşılaştırıldığında, hızlı bir levha olduğu için bu hız depremlerin oluşum süresi ve tekrarlanma sayısıyla orantılıdır. 





SORU 3  

Hastanelerle ilgili olarak
  • Bu oluşum hızları hesaplanarak hastaneler için güvenli bölgeler belirlenebilir mi?

CEVAP 3  
Beklenen depremin maksimum büyüklüğü alınacak önlemler bakımından özellikle son derece önemlidir. Ek olarak depremin büyüklüğü ile hastanelerin etkilenmesi ve zarar görmesi birbiriyle ilişkilidir. Aslında depremin henüz kırılmamış ancak kırılmaya hazır boyunu 
uzunluğunu ne kadar erken ve doğru tespit edersek, beklenen depremin maksimum büyüklüğünü de hesaplayabilmiş tahmin etmiş oluruz. Bir depremde açığa çıkan kırık boyu büyüdükçe, beklenen deprem sonrası hasar da büyür. Deprem olduğunda riski artıran tehlikenin yeri bellidir, depremin karadaki hareket edeceği hızı belirleyen yani depremin hızını büyütebilecek ya da küçültebilecek parametre de malzemedir. Yani zemin yapısı yani jeofizik zemin burada devreye giriyor. Örneğin kaya zemin, depreme karşı daha dayanıklı iken denize yakın yerlerdeki suya doymuş zemin, depreme karşı son derece dayanıksızdır. Deprem tehlike haritasında depremin ile açığa çıkan sismik dalgaların çok hızlı ilerlediği alanlar kırmızı renkte gösterilir ve kırmızı yerlerde deprem az şiddetle hissedilir, mavi olan yerlerde deprem ile ortaya çıkan sismik dalgalar yavaş ilerlediğinden daha çok şiddetle hissedilir. Yani  jeofizik zemin de deprem olmadan ölçülebileceği gibi  yapay depremler oluşturularak,  MASW yöntemi ile VS30 tabanlı bu risk sakınım haritaları da oluşturulabilir. Sonuç olarak hastaneler için güvenli yerler bu kriterlere göre belirlenebilir. Bu harita (VS30) İstanbul'da 1999 depreminden sonra Japon kurumu JICA ve İBB işbirliği ile yapılmıştır. Başka illerde bu kapsamda mevcut değildir. Zemin sağlığı haritası ile birlikte yapılır.










SORU 4   

Normal atımlı ve ters atımlı depremlerden bahsedilmektedir. Normal atımlı kırılmalarda bir taraf sabit kalıyorken diğer kısımda aşağı doğru kayma ve genişleme (genişlemeye bağlı) gözleniyor. Ters atımlıda ise bir taraf sabit kalırken diğer kısımda yükselme bununla birlikte sıkışma  gözlenmektedir. 
  • Türkiye de yapılan hastaneler en çok bu iki tipten hangisinde daha çok bulunuyor?





SORU 5

Hangi tip bir yapıya daha çok zarar verir?

CEVAP 5  

Bir hastanenin depremden zarar görebilmesi için depremin oluşturduğu enerji patlamasından etkileniyor olması gerekir öncelikle. Bu alanlara da fay hattı deniliyor zaten. Yani bir hastane fay hattına ne kadar yakınsa depremden etkilenme riski o kadar da yüksek oluyor. Peki fay hattına yakın olup da depremden etkilenmemek mümkün mü? Ya da çok az etkilenen hastaneler var mıdır? Evet Japonya'da bulunan ve Türkiye'de son yapılan şehir hastaneleri buna örnek gösterilebilir. 

O halde ikinci şart olarak depremden etkilenmemesi için bu hastanelerin bulunduğu jeofiziki zeminin sağlam olmaması gerekir. Eğer zemin sağlam değilse veya zemin iyileştirme sürecinden geçmemişse, depremin oluşturduğu PGA (Yerin Maksimum İvme) etkisiyle yıkımdan hastane maksimum etkilenir. 

Bir hastanenin depremden daha fazla etkilenmesine neden olabilecek diğer bir parametre ise hastanenin kendisinden kaynaklanan yapısal ve temel bazı özellikleridir. Örneğin hastanenin kat sayısı, inşa edildiği malzeme ve sismik izolatör varlığı bunlara örnektir. Kat sayısı fazla olan yüksek hastane, hacme bağlı kütlesel büyüklüğüne ve yüksekliğine bağlı olarak daha çok risk barındırdığından, gerek içinde yatan hasta sayısı gerekse fizik yasalarına (F=m x a) göre depremden zarar görmeye daha eğilimli olacaktır.  

Sismik izolatör ise depremde meydana gelen kırılmalar sonucu oluşan sallantıları en aza indiren ve dünyada pek çok ülkede yapılması artık zorunlu hâle getirilen araçlardır. Türkiye'de sağlık bakanlığı bünyesinde 100 yatak kapasitesinden fazla kapasiteye sahip hastanelerde, Sismik İzolatör sisteminin zorunlu hale gelmesi ve başta Şehir Hastanesinde uygulanması örnek çalışmalardır.


NOT: Deprem sarsıntı kuvveti, iyi bilinen Newton’un f = m*a ikinci hareket yasasına dayanır, burada Atalet kuvveti f, m kütlesine eşittir, ivme ile çarpılır. Mühendisler, binaları ve yapıları tasarlamak için yanal sismik kuvvetleri belirlemek için aynı temel prensibi kullanıyorlar.






SORU 6

  • Yanal atımlı deprem en son 17 Ağustos 1999 M7.4 İzmit depreminde meydana gelmişti. Bu tarz kompleks depremlerin görülmesinin sebebi nedir?
  • 1906 San Francisco depreminde de yanal atım meydana gelmişti. İzmit ile fay hatları açısından benzerliği olabilir mi?


SORU 7

Basınç altında kayaçların çarpışması sebebiyle gelişen, tavan bloğunun taban bloğuna göre düzlem üzerinde eğim yukarıya doğru hareket eder.

A. Normal Kırılma  B. Ters Kırılma  C. Yanal Kırılma   D. Hiçbiri  

 Taban bloğunun tavan bloğuna göre düzlem üzerinde eğim aşağıya doğru hareket eder.

A. Normal Kırılma  B. Ters Kırılma C. Yanal Kırılma   D. Hiçbiri  

İki bloğun birbirine yaklaştığı ya da birbirinin üzerine bindiği, burkulma gibi olaylar görülen ve dalma batma kuşaklarında oluşur.

A. Normal Kırılma  B. Ters Kırılma C. Yanal Kırılma   D. Hiçbiri  







SORU 8

Eğim olmayan, iki bloğun birbirine göre yer değiştirdiği, sola veya sağa doğru kendini atan ve aynı zamanda buna nazaran sağ veya sol şeklinde isimlendirilebilen, fay düzleminin her iki yanında yer almakta olan blokların birbirine göre fay düzleminin doğrultusu boyunca kaymaları ile meydana gelmiş olan, Kuzey Anadolu ile San Andreas Fay Zonu’nda görülen ve düşey hareket olmayan kırılmadır.

A. Normal Kırılma  B. Ters Kırılma C. Yanal Kırılma   D. Hiçbiri  






SORU 9

  • Depremler izlenerek depremlerin belirli bir patern oluşturduğu görülüyor. Bu paternler izlenerek keşifler yapılıyor. Kuşakların, enerjilerin dışa atıldığı bu noktaların yerleri belirlenerek haritalandırmalar yapılıyor ve bu haritalardan yararlanılarak birçok bilgiye erişebiliyoruz. 
    • Modern yöntemler gelişmeden önce bu bilgilere nasıl erişiliyordu, depremlerin merkezi ve büyüklükleri belirlenebiliyor muydu ?
  • Dalma, batma zonları zincirleme volkanik dağları oluşturuyor.
    • Bu zincirleme volkanik dağlar nasıl oluşuyor tek bir dağ yerine birden fazla dizili yan yana dağın oluşmasının sebebi nedir ?

CEVAP  9  

a) Modern Sismoloji'nin kurucusu olarak bilinen bilim insanı Jeolog ve Mühendis olan John Milne1880'de Ewing ve Gray ile birlikte çalışan Milne, basit bir yatay sarkaçlı sismograf icat etti, dünyadaki bir fay hattı boyunca ani hareketle meydana gelen titreşimleri kaydeden bir cihazı geliştirdi. 1880 yılında geliştirilen bu cihaz ile ilk kayıt edilen depremlerden birisi 1906 San Fransisco depremidir


Modern sismoloji öncesinde gözleme dayalı olarak belirlemeler yapılıyordu. Gelen hasar bilgisine göre tahminler yapılıyordu. Depremin meydana geldiği yer yıkıma göre belirleniyordu ancak depremin merkezi ve yıkımın en çok olduğu yer aynı olmak zorunda değildir. Modern sismoloji olmadığı için de öncesi dönemde depremin iç merkezi belirlenemiyordu. Yer belirlemelerinde çok büyük hatalar yapılabiliyordu. Modern sismolojiyle birlikte yeryüzünde artan WWSSN (World-Wide Standardized Seismic Network) ile birlikte bu hatalar minimuma indirildi. Modern sismolojiyle birlikte sonrası dönemde depremin dış merkezi ve derinliği tespit edilebiliyor. Yeryüzünde ki depremlerin iç ve dış merkez belirlemeleri ile ilgili çalışmalar Ay Depremleri 'Moon Quakes' ve Mars Depremler 'Mars Quakes'  gezegenlerde de devam etmektedir.


b) Türkiye’de Afrika levhasının kuzeye doğru ilerlemesiyle dalma batma zonları meydana geliyor. İlerledikçe yukarı doğru enerji transferiyle sıcak malzemenin ve sıcaklığın yukarı doğru yükselmesiyle sıcaklığın şiddetine bağlı olarak malzeme direnci düşer ve yoğunluğun azaldığı yerde de volkanlar harekete geçer. Malzeme çıkmış olduğu yerden taşınırken soğur. Çıkıp taşınarak da volkan zincirleri meydana gelir. Bu şekilde de okyanus ortalarında volkan zincirleri meydana gelir.


 

         John Milne, 1880 : İlk Sismometre

 






SORU 10

Üç farklı türde levha sınırı vardır. Bunlardan ilki malzemenin bir sırt meydana getirerek yukarı doğru çıkmasıyla oluşan levha türüdür. Diğeri okyanus-kıta levhaları arasında veya iki okyanusal levha arasında gerçekleşebilen ve farklı yoğunluktaki levhalardan yoğunluğu büyük olanın aşağı doğru dalmasıyla oluşan levha türüdür. Sonuncusu ise başlangıçta paralel ilerleyen iki levhanın daha sonra birbirine doğru kaymasıyla oluşan levha türüdür. 

Oluşum şekilleri verilen bu üç levha türü sırasıyla hangileridir?

A.
Açılma türü levha  B. Dalma batma türü levha  C. Yanal atımlı transform levha 

CEVAP 10  

Sırasıyla açılma türü 'divergent' veya türkçede 'diverjans' olarakda isimlendirilen levha, dalma batma 'convergent' veya türkçe olarak 'converjans' türü levha ve  yanal atımlı 'lateral faulting' transform levhadır. Kıtasal levhaların birbirini sıkıştırması sonucu farklı büyüklükte dağlar oluşmuştur. Okyanussal levhaların kıtasal levhalar ile çarpıştığı alanlarda ise okyanussal levhalar mantoya doğru dalma yapar. Bu alanlara dalma-batma zonu (bölgesi) veya ingilizcesi ile 'subducting-plates' denir. Helenik yayı veya Ege yayı ve Kıbrıs yayı bu dalımlara verilebilecek güzel örneklerdir. 

Yanal atımlı faylar, fay düzleminin her iki yanında bulunan blokların birbirlerine nazaran fay düzleminin, düzleminin doğrultusu boyunca kaymaları sonucu meydana gelmektedir. Doğrultu atımlı faylar kayma hareketinin yönüne göre ikiye ayrılmaktadır. Bunlar sağ yönlü atımlı faylar ve sol yönlü atımlı faylardır. 

Bir fayın hangi yönde yanal atımlı olduğunu anlamak için, fayın hangi tarafında iseniz size göre karşıda olan bloğa bakarsınız. Eğer karşı blokta yer değiştirme sağa doğru ise, fay sağ yanal atımlıdır. Tersine karşıdaki bloktan baktığınızda ise karşıya geçmek yönünüzü değiştirdiği için karşınızdaki blok size göre yine sağa doğru yer değiştirmiş olur. Yer değiştirmenin/yanal atımın yönünü bulmak için her zaman karşı bloğa bakarız. Böylece fayın sağ ya da sol yanal atımlı olduğuna karar veririz.





SORU 11

Üç farklı kırılma şekli vardır;
-Tavan bloku eğim düzlemi boyunca yukarı doğru hareket ediyor ve bu şekilde meydana gelen bir kırılmaya bağlı depremler meydana geliyorsa,
-Düşey bir hareket gözlenmeden iki blok birbirine göre yer değiştiriyor ve buna bağlı depremler meydana geliyorsa,
-Taban blokuna göre eğim doğrultusu boyunca aşağı doğru bir kayma varsa ve buna bağlı olarak depremler meydana geliyorsa.

Tanımları verilen kırılma şekilleri sırasıyla hangileridir?

A. Ters atımlı kırılma  B. Yanal atımlı kırılma C. Normal atımlı kırılma



SORU 12

 Deprem bölgesinde yer alan Türkiye hangi levhalar arasındadır.

  • Levha hareketleri sonucu ne olur?

  • Kaç farklı kırılma vardır? Açıklayın?

No comments:

Post a Comment

Yaşam Bilimi ve İlimlerin Önemi: Geçmişten Günümüze

ARZIN YARATILIŞ SÜRESİ