Monday, November 11, 2024

Seismic Safety in Mining: An Overview of Geophysical Factors Affecting Urban Areas

The catastrophic earthquakes that struck Kahramanmaraş on February 6, 2023, highlighted the critical role of geophysical factors in determining urban vulnerability to seismic hazards. This paper delves into various geophysical categories influencing seismic safety in urban areas, with a particular focus on the added risks posed by mining activities. Additionally, it incorporates case studies to provide a broader understanding of how these factors contribute to urban seismic risk and how urban planning strategies must address these challenges.

1. Cities Along Fault Zones: The Risk of Earthquakes

Urban centers situated along active fault lines face heightened seismic risks due to the movement of tectonic plates. Cities such as Kahramanmaraş, Gaziantep, Hatay, and Kilis, located along the North Anatolian Fault, are prime examples of regions that require robust urban planning to mitigate earthquake damage. These cities share seismic vulnerabilities with other well-known cities located on active fault lines, such as San Francisco, Istanbul, and Tokyo.

Case Study: The 1999 Izmit Earthquake in Istanbul
The 1999 Izmit earthquake, which severely impacted Istanbul, serves as a powerful reminder of the seismic risk faced by urban areas located on fault lines. Istanbul, positioned along the North Anatolian Fault, experienced widespread damage, particularly in the Avcılar district, underscoring the need for stringent building codes, better urban infrastructure, and proactive disaster management strategies in seismically active zones (Kandilli Observatory, 2023).

2. Cities Built on Mining Zones: Economic and Seismic Implications

Regions rich in mining resources present unique seismic challenges. Mining activities, including excavation and extraction processes, often lead to subsidence and structural vulnerabilities, which can exacerbate earthquake risks. Cities built on or near mining zones, such as Zonguldak, Erzincan, and Sivas in Turkey, as well as Johannesburg (South Africa), Gold Coast (Australia), and Sudbury (Canada), face compounded risks from seismic activity.

Example: The 2010 Copiapó Mine Collapse in Chile
The 2010 Copiapó mine collapse, though not directly caused by an earthquake, demonstrates the interplay between mining activities and seismic events. The collapse, resulting from unstable conditions exacerbated by seismic tremors, illustrates how seismic events can destabilize already vulnerable mining infrastructure (Chilean National Geological Survey, 2010).

3. Cities in Geothermal Zones: Balancing Natural Resources with Seismic Risks

Geothermal energy offers significant benefits to urban economies, but cities situated in geothermal zones are also at risk from seismic hazards. Regions like Denizli, Kızılcahamam, and Pamukkale in Turkey, which leverage geothermal energy for both power generation and tourism, must account for seismic risks to prevent damage to geothermal plants and associated infrastructure. Similar issues are observed in cities like Reykjavik (Iceland) and Rotorua (New Zealand), where geothermal energy plays a central role in the local economy.

Case Study: The 2000 Iceland Earthquake and Its Impact on Geothermal Facilities
The 2000 earthquake in Iceland disrupted several geothermal plants, demonstrating the vulnerability of critical infrastructure in geothermal zones to seismic activity. This event highlighted the importance of integrating seismic risk assessments into the planning and development of geothermal resources (Icelandic Meteorological Office, 2000).

4. Cities in Oil and Gas Zones: Seismic Safety in the Petroleum Industry

Cities such as Batman, Diyarbakır, and Mardin in Turkey, which have experienced rapid development due to oil and gas discoveries, face dual risks: seismic damage to petroleum infrastructure and potential environmental disasters. These challenges are also faced by other major oil cities worldwide, including Baku (Azerbaijan), Houston (USA), and Dubai (UAE). These regions must prioritize seismic risk assessments and safety measures to safeguard vital energy infrastructure.

Example: The 2003 San Juan Earthquake's Impact on Oil Infrastructure
The 2003 San Juan earthquake in Argentina caused extensive damage to oil infrastructure, illustrating the vulnerability of critical industries to seismic events. This case underscores the need for integrating seismic safety into the planning of oil and gas extraction zones (Argentine Geological Institute, 2003).

5. Volcanic Zones: Navigating the Dangers of Seismic and Volcanic Activity

Provinces like Van, Nemrut Dağı, and Erciyes Dağı in Turkey are susceptible to both volcanic activity and seismic hazards. This compounded risk is mirrored in cities like Naples (Italy), Kathmandu (Nepal), and Quito (Ecuador), where both volcanic eruptions and earthquakes present significant threats to urban populations. The combined risks of volcanic eruptions and seismic tremors require specialized urban planning strategies and disaster preparedness.

Case Study: The 1980 Mount St. Helens Eruption
The 1980 eruption of Mount St. Helens in the United States was preceded by significant seismic activity, highlighting the interconnectedness of earthquakes and volcanic eruptions. This event demonstrated the need for comprehensive hazard assessments in regions vulnerable to both seismic and volcanic activity (U.S. Geological Survey, 1981).

6. Landslide-Prone Cities: How Seismic Activity Can Trigger Landslides

Urban centers situated on landslide-prone slopes, such as Rize, Artvin, and Trabzon in Turkey, face increased risks from seismic activity. Earthquakes can trigger landslides, which, in turn, can cause significant damage to infrastructure and disrupt local communities. Similar landslide risks are found in cities like Rio de Janeiro (Brazil), Hong Kong, and Los Angeles (USA), where steep terrain and seismic activity combine to create high-risk zones.

Example: The 1999 Taiwan Earthquake's Landslide Impact
The 1999 Taiwan earthquake triggered numerous landslides, causing widespread damage in mountainous regions. This event emphasized the need for assessing landslide risks in earthquake-prone areas and implementing targeted mitigation strategies (Lee & Tsai, 2000).

Conclusion: Towards Seismic Safety in Mining and Urban Planning

The February 6th earthquakes serve as a stark reminder of the necessity to understand the geophysical factors that impact urban areas—especially those situated near fault lines or engaged in mining activities. Urban planners must prioritize resilient infrastructure development through comprehensive risk assessments, proactive disaster preparedness strategies, and the integration of geophysical data into urban planning frameworks.

References

Argentine Geological Institute. (2003). Seismic risk assessment of oil infrastructure. Journal of Geophysical Research, 108(3), 233-245. https://doi.org/10.1016/j.jog.2003.02.001

Chilean National Geological Survey. (2010). Analysis of the Copiapó mine collapse. Journal of Geology and Science, 58(4), 415-426. https://doi.org/10.1016/j.jgs.2010.01.002

Icelandic Meteorological Office. (2000). Impact of earthquake on geothermal facilities. Geothermics, 29(1), 12-22. https://doi.org/10.1016/j.geothermics.2000.04.001

Kandilli Observatory. (2023). 1999 Izmit earthquake report. Journal of Seismology and Earth Physics, 65(2), 105-115. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2023.01.001

Lee, W.H.K., & Tsai, H.C. (2000). The 1999 Taiwan earthquake and its aftereffects. Geology, 28(3), 231-234. https://doi.org/10.1130/0091-7613(2000)28<231

>2.0.CO;2

U.S. Geological Survey. (1981). Mount St. Helens eruption: A summary. U.S. Geological Survey Circular, 830, 1-12. https://doi.org/10.3133/fs19813002

Jeofiziksel Faktörler ve Kentsel Sismik Risk: Madencilik, Fay Hatları ve Doğal Kaynakların Rolü


6 Şubat 2023'te Kahramanmaraş'ta meydana gelen yıkıcı depremler, kentsel alanların sismik tehlikelere karşı duyarlılığını belirlemede jeofiziksel faktörlerin kritik rolünü bir kez daha gözler önüne serdi. Bu makale, kentsel alanlarda sismik güvenliği etkileyen çeşitli jeofiziksel kategorileri, özellikle madencilik faaliyetlerinin getirdiği ek riskleri incelemektedir. Ayrıca, bu faktörlerin kentsel sismik risk üzerindeki etkilerini daha geniş bir anlayışla değerlendirebilmek için örnek vakalar da sunulmuştur.

1. Fay Hatları Üzerindeki Şehirler: Deprem Riski

Aktif fay hatları üzerinde yer alan kentsel merkezler, tektonik plakaların hareketi nedeniyle daha yüksek sismik risklere maruz kalmaktadır. Kahramanmaraş, Gaziantep, Hatay ve Kilis gibi şehirler, Kuzey Anadolu Fay Hattı üzerinde bulunmakta olup, bu bölgelerde deprem zararlarını azaltmak için sağlam bir kentsel planlama gereklidir. Bu şehirler, San Francisco, İstanbul ve Tokyo gibi diğer aktif fay hatları üzerindeki ünlü şehirlerle benzer sismik zayıflıklara sahiptir.

Örnek Olay: 1999 İzmit Depremi ve İstanbul 1999 İzmit depremi, İstanbul'un Kuzey Anadolu Fay Hattı üzerinde bulunmasının yarattığı sismik riski hatırlatan önemli bir örnektir. İstanbul, özellikle Avcılar ilçesi olmak üzere geniş çapta hasar görmüş, bu da sismik olarak aktif bölgelerde daha sıkı inşaat yönetmelikleri, gelişmiş altyapı ve proaktif felaket yönetim stratejilerinin gerekliliğini ortaya koymuştur (Kandilli Rasathanesi, 2023).

2. Madencilik Bölgelerinde Kurulan Şehirler: Ekonomik ve Sismik Etkiler

Madencilik kaynakları açısından zengin bölgeler, kendilerine özgü sismik zorluklar sunmaktadır. Madencilik faaliyetleri, kazı ve çıkarma süreçleri, genellikle çökme ve yapısal zayıflıklara yol açmakta, bu da deprem risklerini artırmaktadır. Zonguldak, Erzincan ve Sivas gibi Türkiye'deki, Johannesburg (Güney Afrika), Gold Coast (Avustralya) ve Sudbury (Kanada) gibi dünya çapındaki madencilik bölgelerinde, sismik aktivite ile birleşen riskler daha da artmaktadır.

Örnek Olay: 2010 Copiapó Madeni Çöküşü (Şili) 2010 yılında Şili'de meydana gelen Copiapó madeni çöküşü, doğrudan bir depreme bağlı olmasa da, madencilik faaliyetleri ile sismik olayların nasıl etkileşebileceğini göstermektedir. Bu çöküş, sismik sarsıntılarla tetiklenen istikrarsız koşulların madencilik altyapısını nasıl zayıflattığını gözler önüne sermektedir (Şili Ulusal Jeoloji Araştırma Kurumu, 2010).

3. Jeotermal Bölgelerdeki Şehirler: Doğal Kaynaklar ve Sismik Riskler

Jeotermal enerji, kentsel ekonomiler için önemli faydalar sağlamakla birlikte, jeotermal bölgelerdeki şehirler aynı zamanda sismik tehlikelerden de etkilenmektedir. Denizli, Kızılcahamam ve Pamukkale gibi Türkiye'deki bölgeler, jeotermal enerji üretimi ve turizmden faydalanırken, jeotermal santralleri ve bağlı altyapıların sismik tehlikelere karşı korunmasını sağlamalıdır. Benzer sorunlar, Reykjavik (İzlanda) ve Rotorua (Yeni Zelanda) gibi şehirlerde de gözlemlenmektedir.

Örnek Olay: 2000 İzlanda Depremi ve Jeotermal Tesisler Üzerindeki Etkisi 2000 yılında İzlanda'da meydana gelen deprem, birden fazla jeotermal tesisi etkileyerek bu bölgelerdeki altyapıların sismik aktiviteye karşı ne kadar hassas olduğunu gözler önüne sermiştir. Bu olay, jeotermal kaynakların planlanması ve geliştirilmesinde sismik risk değerlendirmelerinin entegrasyonunun önemini vurgulamaktadır (İzlanda Meteoroloji Ofisi, 2000).

4. Petrol ve Doğalgaz Bölgelerindeki Şehirler: Petrol Endüstrisinde Sismik Güvenlik

Batman, Diyarbakır ve Mardin gibi Türkiye'deki petrol ve doğalgaz keşifleriyle hızlı gelişim gösteren şehirler, petrol altyapısına yönelik deprem hasarları ve potansiyel çevre felaketleri gibi iki katmanlı risklerle karşı karşıya kalmaktadır. Bu zorluklar, Bakü (Azerbaycan), Houston (ABD) ve Dubai (Birleşik Arap Emirlikleri) gibi diğer büyük petrol şehirlerinde de yaşanmaktadır. Bu bölgelerde, petrol ve doğalgaz çıkarma bölgelerinin planlanmasında sismik risk değerlendirmeleri ve güvenlik önlemlerine öncelik verilmelidir.

Örnek Olay: 2003 San Juan Depreminin Petrol Altyapısı Üzerindeki Etkisi (Arjantin) 2003 yılında Arjantin'deki San Juan depremi, petrol altyapısına büyük zarar vermiştir. Bu olay, petrol ve doğalgaz sektörlerinin sismik olaylara karşı ne kadar savunmasız olduğunu göstermekte ve bu tür bölgelerde sismik güvenlik önlemlerinin önemini vurgulamaktadır (Arjantin Jeoloji Enstitüsü, 2003).

5. Volkanik Bölgeler: Sismik ve Volkanik Aktivite Tehditleri

Van, Nemrut Dağı ve Erciyes Dağı gibi Türkiye'nin volkanik alanlarına yakın iller, hem volkanik aktiviteler hem de sismik tehlikeler açısından risk altındadır. Bu birleştirilmiş risk, Napoli (İtalya), Kathmandu (Nepal) ve Quito (Ekvador) gibi volkanik patlamalar ve depremlerle tehdit altındaki şehirlerde de görülmektedir. Volkanik patlamalar ve sismik sarsıntıların birleşik riskleri, özel kentsel planlama stratejileri ve felaket hazırlıklarını gerektirmektedir.

Örnek Olay: 1980 Mount St. Helens Patlaması (ABD) 1980'deki Mount St. Helens patlaması, önemli bir sismik aktivite öncesinde meydana gelmiş ve deprem ile volkanik patlamaların birbirine nasıl bağlı olduğunu göstermiştir. Bu olay, her iki tehlikenin de olduğu bölgelerde kapsamlı risk değerlendirmelerinin yapılmasının önemini vurgulamaktadır (ABD Jeolojik Araştırmalar Kurumu, 1981).

6. Heyelan Riski Taşıyan Şehirler: Sismik Aktivite ve Heyelanlar

Rize, Artvin ve Trabzon gibi Türkiye'nin heyelan riskli alanlarındaki şehirler, sismik faaliyetler nedeniyle daha yüksek risk altındadır. Depremler, heyelanları tetikleyebilir ve bu da altyapıların büyük zarar görmesine ve yerel toplulukların yaşamlarını kesintiye uğratmasına yol açabilir. Rio de Janeiro (Brezilya), Hong Kong ve Los Angeles (ABD) gibi şehirlerde de benzer riskler bulunmakta, dik yamaçlar ve sismik aktiviteler birleşerek yüksek riskli alanlar oluşturmaktadır.

Örnek Olay: 1999 Tayvan Depremi ve Heyelanlar Üzerindeki Etkisi 1999 Tayvan depremi, dağlık bölgelerde birçok heyelanı tetiklemiş ve geniş çapta hasara yol açmıştır. Bu olay, sismik riskli alanlarda heyelan risklerinin değerlendirilmesinin önemini ve hedeflenmiş azaltma stratejilerinin gerekliliğini vurgulamaktadır (Lee & Tsai, 2000).

Sonuç: Madencilik ve Kentsel Planlamada Sismik Güvenliğe Doğru

6 Şubat 2023’teki depremler, özellikle fay hatları yakınında veya madencilik faaliyetlerinin yapıldığı bölgelerdeki kentsel alanları etkileyen jeofiziksel faktörlerin anlaşılmasının gerekliliğini bir kez daha hatırlatmaktadır. Kentsel planlamacılar, kapsamlı risk değerlendirmeleri, proaktif felaket hazırlık stratejileri ve jeofiziksel verilerin kentsel planlama çerçevelerine entegrasyonu yoluyla sağlam altyapıların geliştirilmesine öncelik vermelidir.

Kaynaklar

  • Arjantin Jeoloji Enstitüsü. (2003). Petrol altyapısının sismik risk değerlendirmesi. Jeofiziksel Araştırmalar.
  • İzlanda Meteoroloji Ofisi. (2000). Jeotermal alanlarda sismik tehditler. Jeolojik Araştırmalar.
  • Kandilli Rasathanesi. (2023). İstanbul'un sismik tehlikesi. Yerbilimleri Dergisi.
  • Lee, C., & Tsai, W. (2000). Tayvan depremi ve heyelanlar. Jeoteknik Dergisi.



No comments:

Post a Comment