Depremler Nasıl Oluşur, Nasıl Ölçülür ve Levha Tektoniği Ne Açıklar?

Depremler, Dünya'nın dış kabuğunun davranışının olağan bir parçasıdır; rastgele veya tahmin edilemez bir anomali değildir. Amerika Birleşik Devletleri Jeoloji Araştırmaları Kurumu'na (USGS) göre, gezegenin kabuğu, yavaşça hareket eden, birbirinin yanından kayan ve çarpışan büyük parçalara, yani tektonik levhalara bölünmüştür. Depremlerin çoğu, bu levhalar arasındaki sınırlarda veya bu sınırlara yakın yerlerde bulunan faylar — kayadaki kırık hatları — boyunca meydana gelir.

Yer altında gerçekte ne oluyor

USGS, bu süreci elastik geri tepme (elastic rebound) olarak bilinen üç aşamalı bir mekanizma olarak tanımlıyor. Birincisi, tektonik levhalar hareket ederken bir fayın pürüzlü, çentikli kenarları birbirine takılır; ancak levhanın geri kalanı hareketine devam ettiğinden çevredeki kayada gerilim ve enerji birikir. İkincisi, biriken kuvvet sonunda fayın kenarlarını bir arada tutan sürtünmeyi aştığında kaya aniden kayar. Üçüncüsü, depolanmış enerji dışa doğru sismik dalgalar halinde salınır ve bu dalgalar yeri sarsar — insanların hissettiği deprem budur.

Deprem etkinliği genellikle bir dizi halinde gerçekleşir. USGS, öncü sarsıntı (foreshock) adı verilen daha küçük sarsıntıların daha büyük bir ana depremden önce gelebileceğini, ancak bunların öncü sarsıntı olarak ancak geriye dönüp bakıldığında tanımlanabildiğini; artçı depremlerin — ana depremi takip eden daha küçük depremlerin — ise haftalarca, aylarca hatta yıllarca sürebileceğini belirtiyor. Bu mekanizma anlayışına rağmen USGS, bilim insanlarının — depremlerin muhtemel olduğu bilinen bölgelerde bile — bir depremin ne zaman olacağını tahmin edemediğini açıkça ifade ediyor.

Üç tür levha sınırı, üç tür deprem

NOAA Okyanus Keşfi (NOAA Ocean Exploration) ve USGS'e göre, tektonik levhalar birbirleriyle üç farklı şekilde etkileşime girer ve her biri farklı bir deprem örüntüsü oluşturur. Ayrılan sınırlarda (divergent boundaries) levhalar birbirinden ayrılır ve magma yükselerek yeni okyanus kabuğu oluşturur; buralarda depremler yaygındır, örnek olarak Orta Atlantik Sırtı verilebilir. Yakınsayan sınırlarda (convergent boundaries) levhalar çarpışır — biri genellikle diğerinin altına kayar — bu da dağ sıraları, derin deniz hendekleri ve volkanik zincirlerle birlikte güçlü depremler üretir; bu örüntü Pasifik Ateş Çemberi çevresinde görülebilir. Dönüşüm sınırlarında (transform boundaries) levhalar kabuk oluşturmadan veya yok etmeden yan yana birbirine sürtünerek kayar ve sürtünme yoluyla depremler meydana getirir; Kaliforniya'daki San Andreas Fayı standart örnektir.

Sismologlar bir depremi nasıl kaydeder ve büyüklüğünü nasıl belirler

USGS'in açıkladığına göre, depremler küresel bir sismografik ağ aracılığıyla tespit edilir; bu ağdaki her istasyon kendi bulunduğu yerdeki yer hareketini ölçer. Temel araç, genellikle bir sarkaç veya bir yaya monte edilmiş bir kütle olan sismometredir; bu cihaz, kaya kaydıkça ve enerji merkez üssünden dalgalar halinde dışa yayıldıkça titreşimleri kaydeden bir sismograf içinde yer alır.

Sismologlar iki farklı ölçümü birbirinden ayırır. Büyüklük (magnitude), depremin kaynağındaki boyutunu tanımlar ve nereden ölçülürse ölçülsün aynı sayıdır. Değiştirilmiş Mercalli Şiddet Ölçeği ile ölçülen şiddet (intensity) ise belirli bir konumda hissedilen sarsıntı ve hasarı tanımlar; bu değer, kaynağa olan uzaklığa ve yerel yer koşullarına göre değişir.

Richter ölçeği ile moment büyüklüğü karşılaştırması

Çoğu insanın adını işittiği büyüklük ölçeği — Richter ölçeği — Charles Richter tarafından 1930'larda, yakındaki sismograf istasyonları kullanılarak Güney Kaliforniya'daki depremleri ölçmek amacıyla geliştirildi; USGS'e göre bu ölçek teknik olarak 'yerel büyüklük' anlamına gelen ML olarak biliniyordu. Bu ölçek, Wood-Anderson sismografı adı verilen belirli bir cihazda kaydedilen en büyük dalgalanmayı, yani genliği ölçer.

Sismograf ağları dünya çapında genişledikçe, araştırmacılar Richter'in yönteminin yalnızca belirli frekans ve uzaklık aralıkları için geçerli olduğunu ve en büyük depremlerin ürettiği en düşük frekanslı dalgaları doğru biçimde kaydedemediğini fark etti — bu kısıtlama 'doyum' (saturation) olarak bilinir. Sismologlar daha sonra moment büyüklük ölçeğini (Mw) devreye soktu; USGS'e göre bu ölçek, 'moment' adı verilen fiziksel büyüklüğe — fay üzerindeki kayma miktarının, kayan fay yüzeyinin alanı ile çarpılmasına — dayanır ve bu da onu deprem büyüklüklerinin tüm aralığında geçerli kılar. USGS artık deprem büyüklüklerini moment büyüklüğü kullanarak bildiriyor.

Depremler ne kadar sık meydana gelir?

Depremler, çoğu insanın fark ettiğinden çok daha sık meydana gelir. USGS'in Ulusal Deprem Bilgi Merkezi, her yıl yaklaşık 12.000 ile 14.000 arasında depremin konumunu belirliyor. IRIS (Incorporated Research Institutions for Seismology), tespit edilen deprem sayısının zamanla artmasının temel nedeninin depremlerin kendisinin daha sık hale gelmesi değil, sismometre ağlarının daha hassas hale gelmesi olduğunu belirtiyor.

Moment büyüklük ölçeği logaritmik olduğundan, IRIS'e göre büyüklükte her bir tam birim artış için dünya çapında kaydedilen yıllık deprem sayısı kabaca on katı azalırken, açığa çıkan enerji kabaca otuz katı artıyor.

Bunun önemi nedir?

Depremlerin, tekil ve açıklanamayan olaylar değil, süregelen levha hareketinin öngörülebilir bir yan ürünü olduğunu anlamak; dünya çapında kullanılan tehlike haritalarının, bina yapım kurallarının ve erken uyarı sistemlerinin temelini oluşturuyor. USGS ve NOAA'nın levha sınırı çerçevesi, Pasifik Ateş Çemberi veya San Andreas Fay bölgesi gibi belirli bölgelerin, hiçbir tekil olay önceden tahmin edilemese de jeolojik zaman içinde defalarca neden deprem yaşadığını da açıklıyor.