Depremle İlgili Temel Bilgiler
Depremler, kaya bloklarının birbirlerinin yanından kayarak enerji açığa çıkardığı, yani faylanmanın meydana geldiği durumlarda Dünya yüzeyinde hissedilir. Bu şekilde açığa çıkan sismik enerji, sismik dalgalar şeklinde Dünya'da dolaşır. Depremlerin çoğu aktif levha sınırları boyunca meydana gelir. Plaka içi depremler (plaka sınırları boyunca değil) meydana gelir ve hala tam olarak anlaşılamamıştır. USGS Deprem Tehlikeleri Programı en son depremleri gösteren gerçek zamanlı bir haritaya sahiptir.
Depremler Nasıl Olur?
Sismik enerjinin serbest kalması elastik geri tepme teorisi ile açıklanmaktadır. Kaya kırılgan deformasyona uğrayacak kadar gerildiğinde, fay blokları arasında ilk dengeleme yırtılmasının gerçekleştiği yere odak denir. Bu kayma, fay düzlemi olarak bilinen fay boyunca yayılır.
Yinelenen hareketler gösteren Wasatch Fayı (Utah) gibi kalıcı fayların fay blokları sürtünme ile birbirine kilitlenir. Yüzlerce ila binlerce yıl boyunca, sürtünme direncinin üstesinden gelene kadar fay boyunca stres birikir, kayayı kırar ve fay hareketini başlatır. Deforme olmuş kırılmamış kayalar, elastik geri tepme adı verilen bir süreçte orijinal şekillerine geri dönerler. Bir çubuğu kırılana kadar büktüğünüzü düşünün; depolanan enerji serbest kalır ve kırılan parçalar neredeyse orijinal yönlerine geri döner.
Bir fayın yakınındaki kayaların sünek deformasyonu olan bükülme, stres birikimini yansıtır. Kaliforniya gibi depreme eğilimli bölgelerde, bu bükülmeyi ölçmek ve depremleri inceleyen bilim insanları olan sismologların depremleri tahmin etme konusunda daha fazla şey anlamalarına yardımcı olmak için gerinim ölçerler kullanılır. Fayın kilitlenmediği yerlerde, sismik stres fay blokları arasında fay sünmesi adı verilen sürekli, kademeli yer değiştirmeye neden olur. Fay kayması San Andreas Fayı'nın (Kaliforniya) bazı kısımları boyunca meydana gelir.
İlk depremden sonra, yerkabuğuna sürekli stres uygulanması, fay boyunca hareketsizlik döneminde elastik enerjinin yeniden oluşmaya başlamasına neden olur. Biriken elastik gerinim periyodik olarak serbest kalarak ana fay üzerinde ya da yakınında önşok adı verilen küçük depremler üretebilir. Önşoklar büyük bir depremden saatler veya günler önce meydana gelebilir veya hiç meydana gelmeyebilir. Büyük deprem sırasında enerjinin ana salınımı ana şok olarak bilinir. Artçı şoklar, fay hareketi sırasında oluşan yeni gerilmeyi ayarlamak için ana şoku takip edebilir ve genellikle zaman içinde azalır.
Odak ve Merkez Üssü
Hipomerkez olarak da adlandırılan deprem odağı, kırılmanın ilk noktasıdır ve kayanın yer değiştirmesi fay yüzeyi boyunca hipomerkezden hareket eder. Deprem odağı veya hipomerkez, fay düzlemi boyunca ilk sismik dalgaların dışarıya doğru yayıldığı noktadır ve her zaman yer yüzeyinin altında bir derinliktedir. Odak noktasından itibaren, kayanın yer değiştirmesi fay düzlemi boyunca yukarı, aşağı ve yanal olarak yayılır. Bu yer değiştirme, sismik dalgalar adı verilen şok dalgaları üretir. Karşılıklı fay blokları arasındaki yer değiştirme ne kadar büyük olursa ve yer değiştirme fay yüzeyi boyunca ne kadar uzağa yayılırsa, o kadar fazla sismik enerji açığa çıkar ve o kadar fazla sarsıntı miktarı ve süresi üretilir. Merkez üssü, Dünya yüzeyinde dikey olarak odak noktasının üzerindeki konumdur. Bu, çoğu haber raporunun verdiği konumdur çünkü insanların etkilendiği alanın merkezidir.
Sismik Dalgalar
Depremleri ve deprem enerjisinin Dünya'da nasıl hareket ettiğini anlamak için dalgaların temel özelliklerini göz önünde bulundurun. Dalgalar, enerjinin kaya veya depremlerde olduğu gibi konsolide olmamış çökeltiler gibi bir ortamda nasıl hareket ettiğini tanımlar. Dalga genliği, deprem hareketinin büyüklüğünü veya yüksekliğini gösterir. Dalga boyu, bir dalganın birbirini izleyen iki tepe noktası arasındaki mesafedir. Dalga frekansı, bir zaman dilimi boyunca hareketin tekrar sayısı, zaman birimi başına döngüdür. Bir dalganın bir dalga boyunu kat etmesi için geçen süre olan periyot, frekansın tersidir. Birden fazla dalga birleştiğinde, birbirleriyle etkileşime girebilirler (bkz. Şekil 9.19). Dalgalar senkronize olarak birleştiklerinde, bir dalganın etkisinin diğerine eklendiği ve büyütüldüğü yapıcı girişim üretirler. Dalgalar senkronize değilse, her iki dalganın genliklerini azaltan yıkıcı girişim üretirler. Eğer iki birleşik dalga aynı genlik ve frekansa sahipse ancak yarım dalga boyu senkronize değilse, ortaya çıkan yıkıcı girişim her bir dalgayı ortadan kaldırabilir. Bu dalga genliği, frekansı, periyodu ve yapıcı ve yıkıcı girişim süreçleri depremlerin büyüklüğünü ve şiddetini belirler.
Sismik dalgalar, yer değiştirmiş fay blokları içindeki kayanın elastik geri tepmesi ile açığa çıkan enerjinin fiziksel ifadesidir ve deprem olarak hissedilir. Sismik dalgalar gövde dalgaları ve yüzey dalgaları olarak ortaya çıkar. Gövde dalgaları, Dünya'nın iç gövdesinden yeraltına geçer ve odaktan dışarı yayılan ilk sismik dalgalardır. Gövde dalgaları birincil (P) dalgaları ve ikincil (S) dalgaları içerir. P dalgaları en hızlı vücut dalgalarıdır ve ses dalgalarının havada hareket etmesine çok benzer şekilde sıkıştırma yoluyla kayada hareket eder. Kaya parçacıkları P dalgalarının geçişi sırasında ileri ve geri hareket ederek katılar, sıvılar, plazma ve gazlar arasında seyahat etmelerini sağlar. S dalgaları, P dalgalarını takip ederek daha yavaş ilerler ve kaya parçacıklarını bir yandan diğer yana hareket ettiren kesme dalgaları olarak yayılır. Yanal hareketle sınırlı oldukları için S dalgaları sadece katıların içinden geçebilir, sıvıların, plazmanın veya gazların içinden geçemez.
Bir deprem sırasında, cisim dalgaları Dünya'dan ve mantodan küresel olmayan bir dalga cephesi olarak geçer. Bir dalga cephesi üzerindeki bir nokta düşünüldüğünde, yayılan dalga cephesi üzerindeki belirli bir noktanın izlediği yola sismik ışın denir ve bir sismik ışın, Dünya üzerine dağılmış binlerce sismik izleme istasyonundan birinde bulunan belirli bir sismografa ulaşır. Yeryüzünde yoğunluk derinlikle birlikte artar ve sismik hız da yoğunlukla birlikte arttığından, kırılma adı verilen bir süreç deprem ışınlarının dikeyden uzaklaşarak yüzeye doğru bükülmesine ve yol boyunca farklı kaya kütlelerinden geçmesine neden olur.
Yüzey dalgaları, odaktan gelen cisim dalgaları Dünya yüzeyine çarptığında oluşur. Yüzey dalgaları Dünya'nın yüzeyi boyunca ilerleyerek merkez üssünden dışarıya doğru yayılır. Yüzey dalgaları, Raleigh Dalgaları olarak adlandırılan yuvarlanan dalgalar ve Aşk Dalgaları olarak adlandırılan yan yana dalgalar şeklindedir (dalga yayılımı animasyonları için videoları izleyin). Yüzey dalgaları öncelikle daha enerjik olan S dalgalarının yüzeye aşağıdan çarpması ve bir miktar yüzey dalgası enerjisinin P dalgaları tarafından katkıda bulunmasıyla oluşur (videolar blog.Wolfram.com adresinden alınmıştır). Yüzey dalgaları gövde dalgalarından daha yavaş hareket eder ve karmaşık yatay ve dikey hareketleri nedeniyle yüzey dalgaları bir depremin neden olduğu hasarın çoğundan sorumludur. Aşk dalgaları ağırlıklı olarak yatay yer sarsıntısı üretir ve ironik bir şekilde adlarından da anlaşılacağı üzere en yıkıcı olanlardır. Rayleigh dalgaları, okyanus dalgaları gibi uzunlamasına genişleme ve sıkıştırma ile eliptik bir hareket üretir. Ancak, Raleigh dalgaları kaya parçacıklarının okyanus dalgalarındaki su parçacıklarının tersi bir yönde hareket etmesine neden olur.
Dünya, bir depremden sonra içinde yankılanan deprem enerjisiyle bir çan gibi çalıyor olarak tanımlanmıştır. Diğer dalgalar gibi, sismik dalgalar da farklı yoğunluktaki kayalardan geçerken kırılır (bükülür) ve sıçrar (yansır). Sıvı içinde hareket edemeyen S dalgaları, Dünya'nın sıvı dış çekirdeği tarafından engellenir ve gezegenin deprem odağının karşısındaki tarafında bir S dalgası gölge bölgesi oluşturur. Öte yandan P dalgaları çekirdekten geçer, ancak çekirdek-manto sınırındaki yoğunluk farkı nedeniyle çekirdeğin içine doğru kırılır. Bu durum, Dünya'nın odaktan diğer tarafındaki kısımlarında koni şeklinde bir P dalgası gölge bölgesi yaratma etkisine sahiptir.
İndüklenmiş Depremsellik
İndüklenmiş depremsellik olarak bilinen depremler, insan faaliyetleri nedeniyle doğal gaz çıkarma sahalarının yakınında meydana gelir. Genellikle fracking olarak bilinen doğal gaz çıkarma işleminin bir yan ürünü olan atık sıvıların toprağa enjekte edilmesi, bir kayanın gözeneklerindeki sıvının gözenek basıncı olarak bilinen dışa doğru uyguladığı basıncı artırabilir. Gözenek basıncındaki artış, kayaların birbiri üzerinden kaymasını engelleyen sürtünme kuvvetlerini azaltarak fay düzlemlerini kayganlaştırır. Bu etki, indüklenmiş sismisite olarak bilinen insan kaynaklı bir faaliyette, enjeksiyon sahalarının yakınında depremlerin meydana gelmesine neden olmaktadır. Amerika Birleşik Devletleri'nin orta kesimlerinde sondaj faaliyetlerindeki önemli artış, önemli miktarlarda atık sondaj sıvısının bertaraf edilmesi ihtiyacını doğurmuş, bu da bölgede yaşanan depremlerin kümülatif sayısında ölçülebilir bir değişikliğe yol açmıştır.
Yorumlar
Yorum Gönder