Depremler ve Levha Tektoniği

 

Jeofizik Doktoru, Tuna Eken:

Geçtiğimiz Eylül ayında Marmara Denizi içerisinde birbiri ardına ve aletsel büyüklükleri M4.7 ile M5.7 şeklinde meydana gelen iki deprem bizi bir kez daha unutmakta olduğumuz deprem gerçeği ile yüzleştirdi. Bu yazıda, dünyanın oluşumundan günümüze kadar gelen milyarlarca yıllık süreç içerisinde, tekrarlayarak gerçekleşen bu doğa olayının niçin meydana geldiğini genel bir çerçevede ele alacağız.

Dünyamızda her yıl meydana gelen milyonlarca depremin çoğu, depremin gözlendiği nokta (sismik istasyon) ve depremin merkez üssü arasındaki uzaklığın çok büyük olması veya depremin enerjisinin küçük boyutlarda olmasından ötürü tespit edilememektedir. Tespit edilen depremlerin çoğu, kayaçlar üzerinde hakim olan jeolojik kuvvetlerin ve aynı zamanda yerkürenin kabuk olarak da isimlendirilen tabakasının bitişiğindeki levha tipi yapıların neden olduğu büyük tektonik depremlerdir (Şekil 1). Ülkemizde Kuzey Anadolu ve Doğu Anadolu Fay Zonları boyunca oluşan depremler bu tipteki depremlere örnek olarak verilebilir.

Şekil 1. 2018 ve 2019 yılları arasında aletsel büyüklüğü M4.5 ve daha büyük olan depremlerin dünya üzerindeki merkez üssü dağılımları (Kaynak: https://earthquake.usgs.gov/earthquakes).

 

Şekil 2. Yerküreyi oluşturan levhaların konumları (Kaynak: http://earth.rice.edu/mtpe/geo/geosphere/topics/plates2.gif).

Levhalar

Peki bu levha tipi yapılar ne anlama gelmektedir? Dünyamızın en dış katmanı levha veya plaka adı da verilen, elastik özellikte yaklaşık 15 büyük levhaya bölünmüştür. Bu levhalar taşküreyi oluşturur ve genel olarak taşkürenin kabuk (karasal ve okyanus) kısmı ve mantonun üst kısmını içerir (Şekil 2). Tektonik levhalar, derin okyanuslardaki 5 ila 10 km’den kıtasal alanlarda, yer kabuğunu oluşturan büyük dağlık bölgelerin (Himalayalar gibi) altında 70 km’nin üzerinde değişen, büyük, nispeten katı özellikte parçalardır. Tektonik levhalar birbirine göreceli olarak ve çok yavaş hareket ederler. Örneğin, bugün küresel konumlandırma sistemleri veya kısaca GPS diye adlandırdığımız sistemler kullanılarak yapılan analizlerin neticesinde, tipik bir levha hızının yüksek bir doğrulukla, yılda birkaç santimetre mertebesinde olduğu gözlemlenmiştir.

 

Tektonik Depremler

Tekrar tektonik depremlere dönücek olursak, bu depremler işte bu yukarıda sözünü ettiğimiz levhaların tektonik sınırlarında meydana gelir. Yavaş yavaş hareket eden levhalar arasında oluşan sürtünme, bir anlamda kilitlenerek bu sayede hareket etmemelerini sağlar. Ancak bununla beraber, diğer geri kalan plakaların devam eden hareketleri, kilitli olan kısım üzerinde artan baskıya yol açar. En nihayetinde ise bir süre sonra, kilitli bölüm artan baskıya yenik düşer ve plakalar birbirlerine göre bu sefer çok hızlı bir şekilde harekete geçerler. İşte bu çok hızlı hareketler tektonik bir depremler olarak adlandırılırlar. Tektonik bir deprem sonucu, açığa çıkan enerji, elastik dalgalar halinde yerin iç kabuğunda hareket ederek bizlerin deprem bölgesinde hissettiği sallanmaya neden olur.

 

Levha Sınırı Çeşitleri

Günümüzde aletsel sismoloji ve jeodezi bilimi kapsamında kullanılan hassas algılayıcılar tarafından gözlemlenen deprem veya yerin sürekli yerdeğiştirme hareketleri incelendiğinde, bu hareketlerin farklı fiziksel mekanizmalara bağlı olarak değiştiklerini anlamamızı sağlamıştır. Gerçekten de depremler, oluştukları levha sınırının tipine göre farklılık gösterirler. Bu nedenle depremlerin oluş mekanizmalarının doğru bir şekilde bilinebilmesi, levha sınırlarının davranışlarını anlamada önemli bir veri katkısı sağlayacaktır.

 

Bilinen önemli levha çeşitlerinden bir tanesi, yakınsayan levha sınırlarıdır. Bu durumda, iki levha birbirine doğru göreceli olarak hareket ederek. Bu tip levha sınırlarında meydana gelen depremler çok yıkıcı depremlere neden olmuşlardır. Bu tip özellikteki levha sınırlarına örnek olarak, Peru-Şili hendek yapısı boyunca Güney Amerika Levhası’nın altına dalarak, yerin derinliklerine doğru gitmekte olan Nazka Levhası verilebilir. Bu süreçte, Güney Amerika Levhası zamanla yükselmiş ve And Dağları ortaya çıkmıştır. Tabii Nazca Levhası, aniden ve çok yıkıcı depremlere neden olan ani kaymalardan once, uzun süreler boyunca bulunduğu yerde kilitli olarak kalan küçük parçalara bölünür.

 

Bir diğer önemli levha sınırı ise, birbirinden uzaklaşan levha sınırlarıdır. İki levha birbirinden uzaklaştığında, Orta Atlantik Sırtı gibi yerlerde, yer içindeki sıcak malzeme, gravitasyonal durağansızlık sonucu yüzeye doğru yükselerek soğur ve böylelikle yeni bir kabuki malzemesi oluşur. Göreceli olarak eski kabuk malzemesi ise, ortaya çıkan bu sırt ekseninin her iki tarafına simetrik bir hızla ötelenir. Böylelikle oluşan sonucu Orta Atlantik Sırtı, kuzeyde Arktik Okyanusu’ndan, Afrika’nın güney ucunun ötesine kadar uzanarak, milyonlarca yıl boyunca, binlerce kilometrelik levha hareketine neden olmuştur. Oluşan bu kuzey-güney eksenli hat boyunca meydana gelen sırt sürekli değildir ve bu yüzden birbirine transform tipi levha sınırları ile bağlanırlar. Bu tip dönüşüm sınırları, levhalar birbirlerinden yatay olarak kaydıklarında oluşur. Bu sınır bölgelerinde ne yeni bir malzeme oluşur ne de mevcut malzeme kaybolur.

 

Faylar ve Fay Hatları

Faylar, bloklar halindeki kayacın kırıldığı üç boyutlu yapının yüzeyini temsil etmektedir. Fayın bir tarafında bulunan kayaç, diğer tarafında bulunana göre hareket eder. Fay hatları, fayların yüzeyi kestiği yer boyunca uzanabildiği gibi yeryüzü üzerinde her yerde ve her boyutta bulunurlar. Bir deprem sırasında, fayın bir tarafında bulunan kayaç bloğu, diğer taraftakine göre yatay, dikey, veya aralarında belirli bir açıyla aniden kayma hareketi gösterir.

 

Buna göre faylar, normal faylar, ters faylar, ve doğrultu atımlı faylar olarak üç genel grupta incelenebilirler. Normal faylanma, fayın üzerinde kalan bloğun, altta kalan bloğa göre aşağı doğru hareket etmedi ile gelişir. Tam aksine, ters faylanmada bu hareket üst bloğun yukarı doğru hareketi şeklindedir. Doğrultu atımlı faylanma çeşidinde ise, bu iki blok birbirine göre, yatay yönde ve fay hattına parallel olacak şekilde hareket ederler. Normal ve ters faylanmalarda düşey yönde bir yer değiştirme, doğrultu atımlı faylanmalarda ise yatay yönde bir yer değiştirme baskındır. Sağ-yanal doğrultu atımlı faylanmada, hareket eden uzaktaki bloğun saga doğru, sol-yanal doğrultu atımlı faylanmada ise sola doğru hareketi gözlenir. Bu üç ana tipte depreme ait bir tasvir Şekil 3’de görülebilir. Ülkemizde, Kuzey Anadolu Fay’ı sağ-yanal doğrultu atımlı fay tipine, Doğu Anadolu Fay’ı ise sol-yanal doğrultu atımlı fay tipine örnek teşkil eder.

Şekil 3. Normal, Ters, ve Doğrultu-Atımlı Fayların geometrik özelliklerine ilişkin bir tasvir (Kaynak: https://www.ngdc.noaa.gov/hazard/icons/med_res/10/10_201.jpg).

Diğer Deprem Türleri

Yerküremizin oldukça dinamik olan doğasının bir sonucu olarak, sadece tektonik depremler meydana gelmez. Tektonik depremlere ek olarak, volkanik depremler, çökme sonucu oluşan sarsıntılar, ve patlama kaynaklı yer sarsıntıları da mevcuttur. Volkanik bir deprem genelde, tektonik depremlere göre daha küçük enerjili olabilir. Volkanik bölgelerde meydana gelebilecek bu tip depremlerin zamansal ve konumsal olarak sürekli izlenmesi, yüksek hasarlara gebe olası bir volkanik aktivite öncesinde ortaya çıkabilecek yaşamsal ve ekonomik riskleri en aza indirmek açısından son derece önemlidir. Yerüzünde çökmeye bağlı meydana gelen depremler, yeraltı mağaralarında ve madenlerinde meydana gelen veya yeryüzündeki kaya patlamaları sonucu oluşan sismik dalgaların neden olduğu küçük bir depremdir.

 

 

Safety Management Türkiye dergisini okumak için bize yazabilirsiniz.