Deprem, Dünya yüzeyinin yoğun bir şekilde sallanmasıdır. Sarsıntı, Dünya’nın en dış katmanındaki hareketlerden kaynaklanır.
Deprem ( Titreme veya Temblor olarak da bilinir ), Dünya’nın litosferinde sismik dalgalar oluşturan ani bir enerji salınımından kaynaklanan Dünya yüzeyinin sallanmasıdır. Depremlerin şiddeti, hissedilemeyecek kadar zayıf olanlardan, nesneleri ve insanları havaya uçuracak, kritik altyapıya zarar verecek ve tüm şehirleri yıkacak kadar şiddetli olanlara kadar değişebilir.
Bir bölgenin sismik aktivitesi, belirli bir zamanda yaşanan depremlerin sıklığı, tipi ve büyüklüğüdür.
Dünya yüzeyinde, depremler zemini sallayarak ve yer değiştirerek veya bozarak kendilerini gösterir. Büyük bir depremin merkez üssü açık denizde olduğunda, deniz yatağı bir tsunamiye neden olacak kadar yer değiştirebilir. Depremler de heyelanları tetikleyebilir.
En genel anlamıyla, deprem kelimesi, sismik dalgalar oluşturan herhangi bir sismik olayı (doğal veya insan kaynaklı) tanımlamak için kullanılır. Depremler çoğunlukla jeolojik fayların yırtılmasından kaynaklanır ancak aynı zamanda volkanik aktivite, toprak kaymaları, mayın patlamaları ve nükleer testler gibi diğer olaylardan da kaynaklanır .
Depremler Neden Olur?
Dünya yüzeyden oldukça katı bir yer gibi görünse de, aslında yüzeyin hemen altında son derece aktiftir.
Dünya dört temel katmandan oluşur:
- Katı bir kabuk,
- Sıcak,
- Neredeyse katı bir manto,
- Sıvı bir dış çekirdek ve katı bir iç çekirdek.
Mantonun sert kabuğu ve üst katı, litosfer adı verilen bir bölgeyi oluşturur. Litosfer, bir yumurta kabuğu gibi tüm Dünya’yı saran sürekli bir parça değildir. Aslında tektonik plakalar adı verilen dev yapboz parçalarından oluşur.
Bu kesintisiz hareket, yerkabuğunda strese neden olur. Gerilmeler çok büyüdüğünde, fay adı verilen çatlaklara yol açar. Tektonik plakalar hareket ettiğinde faylarda da hareketlere neden olur. Deprem, yerkabuğunun bir fay hattında ani hareketidir.
Depremin başladığı yere merkez üssü denir. Bir depremin en yoğun sarsıntısı genellikle merkez üssünün yakınında hissedilir. Bununla birlikte, bir depremin titreşimleri merkez üssünden yüzlerce hatta binlerce kilometre uzaktan hissedilebilir ve algılanabilir.
Tektonik depremler, bir fay düzlemi boyunca kırılma yayılımını yönlendirmek için yeterli depolanmış elastik gerinim enerjisinin olduğu dünyanın herhangi bir yerinde meydana gelir. Bir fayın kenarları, ancak fay yüzeyi boyunca sürtünme direncini artıran düzensizlikler veya pürüzler yoksa, düzgün ve asismik olarak birbirini geçer. Çoğu fay yüzeyi, bir tür tutma-kayma davranışına yol açan bu tür pürüzlere sahiptir. Fay kilitlendikten sonra, plakalar arasındaki sürekli bağıl hareket, artan gerilime ve dolayısıyla fay yüzeyi etrafındaki hacimde depolanan gerinim enerjisine yol açar. Bu, gerilim pürüzleri aşmak için yeterince yükselene kadar devam eder ve aniden arızanın kilitli kısmı üzerinde kaymaya izin vererek depolanan enerjiyi serbest bırakır. Bu enerji, yayılan elastik gerilme sismik dalgalarının, fay yüzeyinin sürtünme ısınması ve kayanın çatlamasının bir kombinasyonu olarak salınır ve böylece bir depreme neden olur.
Üç ana tip fay vardır ve bunların tümü levhalar arası depreme neden olabilir:
Normal,
Ters (bindirme) ve
Doğrultu atımlı.
Normal ve ters faylanma, fay boyunca yer değiştirmenin eğim yönünde olduğu ve bunlar üzerindeki hareketin dikey bir bileşeni içerdiği eğim atımlı örneklerdir. Birçok deprem, hem eğim atımlı hem de doğrultu atımlı bileşenlere sahip faylar üzerindeki hareketten kaynaklanır; bu eğik kayma olarak bilinir.
Yerkabuğunun en üstteki kırılgan kısmı ve sıcak mantoya inen tektonik levhaların soğuk levhaları, gezegenimizin elastik enerjiyi depolayabilen ve onu fay kırılmalarında serbest bırakabilen yegane kısımlarıdır. Yaklaşık 300 °C’den (572 °F) daha sıcak kayalar, strese yanıt olarak akar; depremlerde kırılmazlar.
Ektonik depremlerin çoğu, Ateş Çemberinde onlarca kilometreyi aşmayan derinliklerden kaynaklanır. 70 km’den (43 mil) daha az derinlikte meydana gelen depremler “sığ odaklı” depremler olarak sınıflandırılırken, odak derinliği 70 ila 300 km (43 ve 186 mil) arasında olanlar genellikle “orta odak” veya “orta derinlikte” depremlerdir. Daha eski ve daha soğuk okyanus kabuğunun başka bir tektonik plakanın altına indiği dalma zonlarında, çok daha büyük derinliklerde (300 ila 700 km (190 ila 430 mi) arasında değişen) derin odaklı depremler meydana gelebilir.
Depremleri Nasıl Ölçeriz?
Bir depremden gelen enerji, sismik dalgalar adı verilen titreşimlerle Dünya’da dolaşır. Bilim adamları bu sismik dalgaları sismometre adı verilen aletlerle ölçebilirler. Bir sismometre, cihazın altındaki sismik dalgaları algılar ve bunları bir dizi zikzak olarak kaydeder.
Bilim adamları bir sismometre tarafından kaydedilen bilgilerden bir depremin zamanını, yerini ve şiddetini belirleyebilirler. Bu kayıt aynı zamanda sismik dalgaların içinden geçtiği kayalar hakkında da bilgi vermektedir.
Bir depremin büyüklüğü, depremin kaynağındaki büyüklüğünü tanımlayan tek bir değerdir. Şiddet, depremin etrafındaki farklı yerlerdeki sallanmanın ölçüsüdür. Şiddet değerleri, depremden uzaklığa ve alttaki kaya veya toprak yapısına bağlı olarak yerden yere değişir.
Deprem büyüklüklerini ölçmek için ilk ölçek, 1935’te Charles Francis Richter tarafından geliştirilmiştir.
Kitle iletişim araçları deprem büyüklüklerini genellikle “Richter büyüklüğü” veya “Richter ölçeği” olarak bildirse de, çoğu sismolojik otoritenin standart uygulaması, bir depremin gücünü, bir deprem tarafından salınan gerçek enerjiye dayanan moment büyüklüğü ölçeğinde ifade etmektir.
Depremler Sadece Dünyada mı Olur?
Deprem, Dünya’daki sismik aktivitenin bir adıdır ancak sismik aktivitenin olduğu tek yer Dünya değildir. Bilim adamları Dünya’nın uydusu Ay da da depremleri ölçtüler ve Mars, Venüs ve Jüpiter’in birkaç uydusunda da sismik aktivite olduğunu kanıtladılar.
NASA tarafından Mars depremleri olarak bilinen sismik aktiviteyi incelemek için Mars’a bir sismometre gönderildi. Dünyada, farklı malzemelerin farklı şekillerde titreştiğini biliyoruz. Bilim adamları, Mars depremlerinden gelen titreşimleri inceleyerek, Mars’ın içinde hangi malzemelerin bulunduğunu bulmayı amaçlıyorlar.
Tsunami Nedir?
Tsunami, “liman dalgası” anlamına gelen Japonca bir kelimedir. Okyanus suyunu hareket ettiren Dünya’nın dış katmanındaki veya kabuğundaki hareketlerin neden olduğu büyük bir dalgadır. Örneğin, bir deprem veya okyanustaki bir volkan bir tsunamiye neden olabilir.
Yerkabuğu tektonik plaka adı verilen parçalardan oluşur. Bir deprem, bu plakaların biri kayacak veya kırılacak kadar birbirine bastırdığında meydana gelir. Dünya’nın plakaları birbirine doğru itildiğinde çok hareket edebilirler.
Okyanusta bir deprem olursa, Yerkabuğunun büyük bir parçası yukarı doğru itilebilir veya bir yandan diğer yana kayabilir. Büyük bir Dünya parçasının hareketi, üzerindeki suyu değiştirir, yani suyun eskiden olduğu alanı kaplar.
Tsunamiler yüzlerce fit uzunluğunda olabilir ve çok hızlı hareket ederler. Bu, sahilde olmayan insanlar için bile tehlikeli olabilecekleri anlamına gelir. Tsunamiler son derece yıkıcı olabilir ve tüm binaları yıkabilir.
Ancak tüm depremler veya volkanik patlamalar tsunamiye neden olmaz. Bir tsunaminin oluşup oluşmaması pek çok şeye bağlı olabilir. Bir tsunaminin olup olmayacağını depremin mesafesi, yönü ve okyanus tabanının şekli belirleyebilir.
Bir tsunaminin yolda olma ihtimali varsa, kıyıya yakın olunmamalıdır. Peki bir tsunaminin gelip gelmediğini nasıl anlarız? Bunun için uydular kullanılır.
MISR (Çok Açılı Görüntüleme SpectroRadiometer), uzaydan tsunamileri izleyen bir NASA aracıdır. Hepsi biraz farklı yönlere bakan dokuz kamerası vardır. Uydu yukarıdan geçerken, aynı noktanın farklı açılardan dokuz fotoğrafını çeker.
Bu görüntüler, bilim insanlarının tsunamilerin nasıl çalıştığını anlamalarına yardımcı olur. Tsunamiler hakkında ne kadar çok şey öğrenirsek, bir tsunaminin nerede, ne zaman ve ne kadar güçlü olacağını o kadar iyi tahmin edebiliriz. Bu şekilde, insanlar güvende kalmak için yeterli uyarıya sahip olabilirler.
Sismik dalgalar
Her deprem, kayaların içinden farklı hızlarda geçen farklı türde sismik dalgalar üretir:
- Boyuna P dalgaları (şok veya basınç dalgaları)
- Enine S dalgaları (her iki vücut dalgası)
- Yüzey dalgaları – ( Rayleigh ve Love dalgaları)
Sismik dalgaların hızı
Sismik dalgaların katı kaya boyunca yayılma hızı yaklaşık Ortamın yoğunluğuna ve esnekliğine bağlı olarak 3 km/s (1,9 mi/s) ile 13 km/s (8,1 mi/s) arasındadır. Dünyanın iç kesimlerinde, şok veya P dalgaları S dalgalarından çok daha hızlı hareket eder. Merkez üssünden gözlemevine seyahat süresindeki farklılıklar mesafenin bir ölçüsüdür ve hem deprem kaynaklarını hem de Dünya’daki yapıları görüntülemek için kullanılabilir. Ayrıca, odak merkezinin derinliği kabaca hesaplanabilir.
P dalgası hızı
Üst kabuk toprakları ve konsolide olmayan tortular: saniyede 2–3 km (1,2–1,9 mi).
Üst kabuk katı kaya: saniyede 3–6 km (1,9–3,7 mi)
Alt kabuk: saniyede 6–7 km (3,7–4,3 mil)
Derin manto: saniyede 13 km (8,1 mil).
S dalgaları hızı
Hafif tortular: saniyede 2–3 km (1,2–1,9 mi)
Yerkabuğu: saniyede 4–5 km (2,5–3,1 mi)
Derin manto: saniyede 7 km (4,3 mil)
Sismik dalga gelişi
Sonuç olarak, uzaktaki bir depremin ilk dalgaları Dünya’nın mantosu üzerinden bir gözlemevine ulaşır.
Ortalama olarak, depreme olan kilometre mesafesi, P ve S dalgası süreleri 8 arasındaki saniye sayısıdır. Hafif sapmalar, yüzey altı yapısının homojen olmamalarından kaynaklanmaktadır. Bu tür sismogram analizleriyle, Dünya’nın çekirdeği 1913’te Beno Gutenberg tarafından bulundu.
S dalgaları ve daha sonra gelen yüzey dalgaları, P dalgalarına kıyasla hasarın çoğunu yapar. P dalgaları, hareket ettikleri yönde malzemeyi sıkıştırıp genişletirken, S dalgaları zemini yukarı, aşağı ve ileri geri sallar.
İnsan etkileri
Bir depremden kaynaklanan fiziksel hasar, belirli bir alandaki sarsıntının yoğunluğuna ve nüfusun türüne bağlı olarak değişecektir. Gelişmekte olan topluluklar, iyi gelişmiş topluluklara kıyasla sıklıkla sismik bir olaydan daha şiddetli (ve daha uzun süreli) etkiler yaşarlar.
Etkiler şunları içerebilir:
Yaralanmalar ve yaşam kaybı
Kritik altyapıda hasar (kısa ve uzun vadeli)
Yollar, köprüler ve toplu taşıma ağları
Su, elektrik, küfür ve gaz kesintisi
İletişim sistemleri
Hastaneler, polis ve itfaiye dahil olmak üzere kritik toplum hizmetlerinin kaybı
Genel mal hasarı
Binaların çökmesi veya istikrarsızlaşması (potansiyel olarak gelecekte çökmeye yol açar.)
Bu ve diğer etkilerle, sonrasında hayatta kalanlara hastalık, temel ihtiyaçlardan yoksunluk, panik atak gibi zihinsel sonuçlar ve depresyon ve daha yüksek sigorta primleri getirebilir. İyileşme süreleri, etkilenen topluluğun sosyoekonomik durumu ile birlikte hasarın düzeyine göre değişecektir.
Deprem mühendisliğinin amacı, depremlerin binalar ve diğer yapılar üzerindeki etkilerini öngörmek ve bu yapıları hasar riskini en aza indirecek şekilde tasarlamaktır.
Mevcut yapılar, depreme karşı dayanıklılıklarını artırmak için sismik güçlendirme ile değiştirilebilir. Deprem sigortası, bina sahiplerine depremlerden kaynaklanan kayıplara karşı finansal koruma sağlayabilir. Acil durum yönetimi stratejileri, bir hükümet veya kuruluş tarafından riskleri azaltmak ve sonuçlara hazırlanmak için kullanılabilir.
Yapay zeka, binaları değerlendirmeye ve ihtiyati operasyonları planlamaya yardımcı olabilir.