Doğa ve Deprem Bilimi: Sismik Tehlike Rehberi: Depremler Hakkında Bilmeniz Gerekenler

Saturday, April 5, 2025

Sismik Tehlike Rehberi: Depremler Hakkında Bilmeniz Gerekenler

Depremler, yer kabuğunun hareketleriyle ortaya çıkan doğal olaylardır ve hem bilimsel hem de toplumsal açıdan büyük önem taşır. British Geological Survey (BGS) tarafından hazırlanan "A Guide to Seismic Hazard" (Sismik Tehlike Rehberi), depremlerin nasıl oluştuğunu, nasıl analiz edildiğini ve risklerini anlamamıza yardımcı olmaktadır. Bu rehber, sismik tehlikeyi (seismic hazard) anlamak için gözlemlerden istatistiklere, olasılıksal analizlerden risk değerlendirmesine kadar geniş bir yelpazeyi kapsamaktadır. Şimdi, bu rehberi adım adım ve herkesin anlayabileceği bir dille keşfetmeye başlayalım.

Deprem Tehlikesi Nedir? (Observation - Gözlem)

Sismik tehlike (seismic hazard), belirli bir bölgede deprem olma olasılığı ve bu depremin yaratacağı etkilerle ilgilidir. Bu, depremin büyüklüğü, sıklığı ve yerin nasıl sarsılacağı gibi unsurları içerir. Bilim insanları, bu tehlikeyi anlamak için geçmiş deprem verilerini (historical earthquake data), fay hatlarının haritalarını ve sismometrelerle toplanan ölçümleri kullanmaktadır. Örneğin, bir bölgedeki fayların ne kadar aktif olduğu, o bölgenin tehlike seviyesini belirlemede önemli bir rol oynar. Ayrıca, depremlerin yer yüzeyindeki etkisini anlamak için zemin koşulları (soil conditions) ve jeolojik yapılar da incelenir. Bu gözlemler, deprem tehlike haritalarının (hazard maps) hazırlanmasında temel oluşturur (British Geological Survey, n.d.-a).

Şekil 1. 1999 İzmit depreminden kaynaklanan zararlar

Şekil 2. Robert Mallet tarafından 1854 yılında hazırlanan dünya deprem haritası

Depremleri Öngörebilir Miyiz? (Determinism - Belirlenimcilik)

Depremlerin kesin zamanını tahmin etmek, örneğin "20 Nisan’da deprem olacak" demek, şu an için mümkün değildir. Bu bölümde "belirlenimcilik" (determinism) yaklaşımı ele alınmaktadır; yani depremlerin tamamen öngörülebilir olup olmadığı sorusu. Depremler, fay hatlarındaki stres birikimi (stress accumulation) ve bu stresin ani bir kırılmayla açığa çıkmasıyla oluşur. Ancak bu süreç, kaotik ve bir dizi değişkene bağlıdır. Yine de, geçmiş deprem döngüleri (earthquake cycles) analiz edilerek hangi bölgelerde büyük bir depremin daha olası olduğu tahmin edilebilir. Örneğin, bir fayda düzenli aralıklarla deprem oluyorsa, bu bize bir model (pattern) sunabilir. Ancak bu kesin bir zaman tahmini değil, sadece olasılık sunar (British Geological Survey, n.d.-b).

Şekil 3. Tehlike tahmininde deterministik yaklaşımın basitleştirilmiş çizimi

Sayılarla Deprem: İstatistikler Ne Diyor? (Statistics - İstatistikler)

İstatistikler, deprem tehlikesini anlamada temel bir araçtır. Bu bölümde, deprem sıklığı (earthquake frequency), büyüklük dağılımı (magnitude distribution) ve zaman aralıkları analiz edilmektedir. Örneğin, "Gutenberg-Richter ilişkisi" (Gutenberg-Richter relation), küçük depremlerin sık, büyük depremlerin ise nadir olduğunu gösterir. Bir bölgedeki geçmiş deprem verileri toplanarak, örneğin "Son 100 yılda 5 büyüklüğünde kaç deprem olmuştur?" gibi sorular yanıtlanır. Ayrıca, bu verilerle bir fay hattının ne kadar enerji biriktirdiği (stored energy) ve bu enerjinin ne zaman açığa çıkabileceği tahmin edilmeye çalışılır. Bu istatistikler, gelecekteki deprem olasılıklarını hesaplamada kritik bir rol oynar (British Geological Survey, n.d.-c).

Şekil 4. İngiltere deprem verileri, Gumbel III dağılımına oldukça yakın bir şekilde uyuyor – fakat en büyük depremleri az tahmin ediyor!

PSHA: Deprem Riskini Hesaplama Sanatı (Probabilistic Seismic Hazard Assessment - Olasılıksal Sismik Tehlike Analizi)

"Olasılıksal Sismik Tehlike Analizi" (PSHA), deprem riskini modern bir şekilde değerlendiren bir yöntemdir. Bu analiz, belirli bir bölgede belirli bir zaman diliminde (örneğin 50 yıl) farklı büyüklükteki depremlerin olma ihtimalini hesaplar. PSHA, birden fazla faktörü birleştirir: fayların aktivitesi (fault activity), deprem kaynaklarının mesafesi (distance to sources), zemin koşulları (ground conditions) ve deprem büyüklüğü olasılıkları. Örneğin, bir şehirde "50 yılda %10 ihtimalle 6 büyüklüğünde deprem olabilir" gibi bir sonuç çıkarılabilir. Bu yöntem, mühendislerin binaları ve altyapıyı tasarlamasında rehber olur ve tehlike haritalarının (hazard maps) hazırlanmasında kullanılır (British Geological Survey, n.d.-d).

Şekil 5. Kuzey Balkanlar için örnek sismik kaynak bölgesi modeli

Şekil 6. Yukarıda gösterilen Kuzey Balkanlar modelinden türetilen tehlike haritası

Zaman Faktörü: Deprem Ne Zaman Olur? (Time-Dependent Hazard - Zamana Bağlı Tehlike)

Depremlerin zamanlaması, en belirsiz konulardan biridir. Fay hatları, yer kabuğunda enerji biriktirir (energy accumulation) ve bu enerji bir kırılma anında açığa çıkar. "Zamana bağlı tehlike" (time-dependent hazard) yaklaşımı, bu süreci anlamaya çalışır. Örneğin, bir fayda son deprem 100 yıl önce olmuş ve bu fay genelde her 120 yılda bir kırılıyorsa, tehlike artıyor olabilir. Ancak bu, kesin bir tarih değil, sadece bir olasılık artışıdır. Ayrıca, fayların kayma hızı (slip rate) ve geçmiş deprem aralıkları (recurrence intervals) gibi veriler de analiz edilir. Bu yaklaşım, riskin zamanla nasıl değiştiğini anlamada yardımcı olur (British Geological Survey, n.d.-e).

Şekil 7. Deneysel zaman bağımlı modele göre, Porto Riko'da büyük bir depremin yıllık olasılıklarının değişimi

Depremin Şiddeti ve Sarsıntılar (Spectral Parameters - Spektral Parametreler)

Depremin şiddeti (intensity), sadece büyüklüğüne değil, dalgaların nasıl yayıldığına da bağlıdır. "Spektral parametreler" (spectral parameters), deprem dalgalarının frekansını (frequency) ve zemin üzerindeki etkisini inceler. Örneğin, yumuşak zeminler (soft soils) sarsıntıyı büyütürken, sert kayalar (hard rock) titreşimi azaltır. Bu yüzden aynı deprem, farklı yerlerde farklı hissedilebilir. "Tepki spektrumu" (response spectrum), binaların bu sarsıntılara nasıl tepki vereceğini analiz eder ve mühendislik tasarımında kullanılır. Zemin amplifikasyonu (ground amplification) gibi faktörler de bu bölümde ele alınır (British Geological Survey, n.d.-f).

Şekil 8. Aynı zirve zemin ivmesi, çok farklı spektrumlara sahip iki deprem tarafından üretilebilir.

Mesafe ve Zayıflama: Deprem Enerjisi Nereye Gidiyor? (Attenuation - Azalma)

Deprem enerjisi, merkezden uzaklaştıkça azalır; buna "azalma" (attenuation) denir. Bu bölümde, deprem dalgalarının mesafeye bağlı olarak nasıl zayıfladığı incelenmektedir. Örneğin, 7 büyüklüğünde bir deprem, 20 km uzakta büyük hasar verirken, 100 km uzakta hafif bir sallantıya dönüşebilir. Azalma, zemin türüne (soil type), depremin derinliğine (depth) ve dalga yayılım yollarına (propagation paths) göre değişir. Bu bilgiler, deprem tehlike modellerinde (hazard models) ve risk haritalarında kullanılır (British Geological Survey, n.d.-g).

Risk: Tehlikeden Hasara Geçiş (Risk - Risk)

Sismik tehlike (seismic hazard) ile risk (risk) arasında önemli bir fark vardır. Tehlike, depremin olma ihtimalini ifade ederken; risk, bu depremin yaratacağı zararı kapsar. Örneğin, bir bölgede deprem tehlikesi yüksek olsa bile, binalar sağlamsa (robust structures) risk düşük olabilir. Tersine, tehlike orta düzeydeyken, dayanıksız yapılar (vulnerable structures) varsa risk artar. Risk analizi, nüfus yoğunluğu (population density), yapı kalitesi (building quality) ve ekonomik faktörleri de içerir. Bu bölüm, depreme hazırlığın sadece bilimle değil, toplumsal önlemlerle de ilgili olduğunu vurgular (British Geological Survey, n.d.-h).

Son Söz

Depremler, öngörülmesi zor ama anlaşılması mümkün olaylardır. BGS’nin rehberi, bilimsel verilerle bize yol gösteriyor. Evlerimizi sağlamlaştırarak, acil durum planları yaparak ve bilinçlenerek riski azaltabiliriz. Doğa her zaman sürprizlerle dolu, ama biz de ona karşı hazırlıklı olabiliriz!

Kaynakça