Depremin Büyüklüğü ve Şiddeti Nasıl Ölçülüyor?

Bilim insanları dünya yüzeyine yerleştirilen sismograf kayıtlarını inceleyerek depremin büyüklüğünü hesaplarlar.

Depremler, yer kabuğunun iki büyük parçasının (tektonik plakalar) çarpışması ve şiddetli bir şekilde zemini sallaması sonucu ortaya çıkar. Kaydıkları düzleme fay adı verilir. Depremleri anlama bilimine sismoloji denir. Sismoloji konusunda uzmanlaşmış bilim insanlarına sismolog denir.

Bir depremin enerjisi, gezegende dolaşan titreşimler olan sismik dalgalar tarafından taşınır. Sismometreler bilim adamlarının sismik dalgaları analiz etmek için kullandıkları araçlardır. Sismik dalgalar geçerken bunları pürüzlü desenler olarak kaydeder. Bu modellerin verilerine sismogram denir. Sismometreler sıklıkla sismograflarla birbirinin yerine kullanılır.

Sismik Bilimin Temelleri

Depremin odağından üç ayrı dalga seti ayrılıyor. Birincil dalgalar veya P dalgaları ilk gelen dalgalardır. Daha sonra S dalgaları veya ikincil dalgalar gelir. İkisi de Dünya’nın iç kısmında hareket ediyor. Yüzey dalgaları Dünya yüzeyinde hareket eder ve en son tespit edilen dalgalardır.

P dalgaları sıkıştırma dalgalarıdır. Parçacıkları yayılma yönünde iterek veya çekerek hareket ederler. S dalgaları kayma dalgalarıdır. Madde parçacıklarını hareket yönlerine dik olarak yer değiştirirler. S dalgaları, P dalgalarının kabaca yarısı kadar bir hızda hareket eder. Malzemeyi sıkıştırmak, onu kesmekten daha fazla güç gerektirdiğinden, P dalgaları katılarda S dalgalarından daha hızlı hareket eder. P dalgalarının sismograflar tarafından S dalgalarından önce tespit edilmesinin nedeni budur.

Yüzey dalgaları Dünya’nın yüzeyi ve dış katmanlarıyla sınırlıdır. S dalgalarından biraz daha yavaş hareket ederler. Bu son dalgalar dünyanın yana doğru yuvarlanmasına veya titremesine neden olur. Yüzey dalgaları, yüzey ortamına doğrudan etkileri açısından en yıkıcı olanlardır.

Sismograflar Nasıl Çalışır?

Sismograflar olmasaydı sismoloji mümkün olmazdı! Sismograflar, sismologlar tarafından kullanılan başlıca araçtır çünkü Dünya’nın titreşim verilerinin toplanmasına izin verirler. Sismograflar verileri kağıt üzerine kaydetmek için kullanılırdı ancak analog ekipmanların kullanımı azalmaktadır. Günümüzde dijital enstrümanlar tercih ediliyor. Daha doğru bir okuma sağlarlar ve yer titreşimlerinin daha net tanımlanmasına olanak tanırlar.

Sismografın temeli yüzeye sıkı bir şekilde gömülüdür ve kütle serbestçe asılı kalır. Bir deprem sismografın tabanının titreşmesine neden olur, ancak asılı kütle etkilenmez. Bunun yerine, asılı olduğu ip tüm hareketi emer. Sismografın sallanan ve sabit kısımları arasındaki konum farkı sismograf olarak kaydedilir. Bu, sismik dalgaların neden olduğu zemin hareketinin ölçülmesine yardımcı olur.

Yatay hareketli sismograf.
Taban ileri geri salınırken, silindirik ağırlığın eylemsizliği nedeniyle kalem sabit kalma eğilimindedir.
(Dollynarak/Wikimedia Commons)

Dalgaların ortaya çıkışı arasındaki zaman farkı, odak noktasından ne kadar uzağa gittiklerine göre belirlenir. Gecikme ne kadar büyük olursa, dalgalar o kadar uzağa gider. Bilinen konumlardaki depremlerden kaynaklanan sismik dalgaların görünümünü kesin olarak ölçmek için sismologlar dünya çapında hassas sismograf ağları oluşturdular.

İlginizi çekebilir: Yağmur neden damla damla yağar?

Bir sismogramda P dalgaları ve S dalgalarının gelişindeki boşluk yalnızca depremin kaydedilen bölgeden ne kadar uzakta olduğunu belirlemek için kullanılabilir, ancak yönünü belirlemek için kullanılamaz. Odak noktasının belirlenmesi için harita üzerinde tesisin çevresine depremin tahmin edilen uzunluğuna eşdeğer yarıçapa sahip bir daire çizilebilir. Bilim adamları daha sonra üçgenleme olarak bilinen ve en az üç sismograf gerektiren bir tekniği uyguluyorlar. Merkez üssü, üç ayrı sismograftan alınan okumaların harita üzerinde bağlandığı noktadır.

Depremlerin Büyüklüğünü Ölçmek

1934 yılında Charles F. Richter tarafından geliştirilen Richter ölçeği, deprem dayanımını ölçmek için yaygın olarak uygulanan ilk yöntemdi. Sismik olay ile ölçüm aleti arasındaki mesafenin yanı sıra belirli bir tür sismometrede şimdiye kadar yakalanan en büyük darbenin büyüklüğünü de hesaba katan bir formül kullanılarak hesaplandı.

Odak noktası, burada Japonya, Avustralya ve Amerika Birleşik Devletleri’nde gösterilen üç gözlem istasyonunu merkez alan üç dairenin kesişiminde bulunuyor.
Her dairenin yarıçapı, P ve S dalgalarının ilgili istasyona varış zamanlarındaki farktan hesaplanır.
(Praveenron/Wikimedia Commons)

Bir sismograftan aynı aralıkta bulunan iki depremin ürettiği sismik aktivitenin maksimum genliği 10 kat farklıysa, bunlar Richter ölçeğine göre bir büyüklük birimi kadar değişir. Dolayısıyla 3 büyüklüğündeki bir deprem, 2 büyüklüğündeki depreme göre 10 kat daha fazla yer değiştirmeye neden olur.

Ancak Richter ölçeği büyük büyüklükteki depremler için kesin tahminler veremez. Moment büyüklüğü ölçeği bugünlerde tercih ediliyor. Bir depremin oluşturduğu moment, fayın hareketinin mesafesinin ve onu hareket ettirmek için gereken kuvvetin bir fonksiyonudur. Modelleme kullanılarak çeşitli yerlerde yapılan deprem kayıtlarından üretilir. M8 veya daha büyük büyüklükteki oluşumları güvenilir bir şekilde ölçebilen tek ölçek, moment ölçeğidir.

1998 ile 2017 yılları arasında dünya çapında yaklaşık 750.000 kişi depremlerde öldü; bu, doğal afetlerden kaynaklanan tüm kayıpların yarısından fazlasını temsil ediyor. Deprem olaylarının nerede ve ne zaman meydana gelebileceğini tahmin etme kapasitemizi ve sebep oldukları ölüm ve hasarlarla başa çıkmak için, meydana geldiklerinde neler olacağını anlama kapasitemizi artırmak için uzun süredir çalışıyoruz.

Büyük depremlerin ne zaman meydana geleceğini hâlâ tutarlı bir şekilde tahmin edemiyor olsak da, onların tahribatını azaltacak önlemler alabiliriz. Sismik sarsıntılara dayanabilecek projeler, barajlar, köprüler ve diğer binalar oluşturmak için profesyonellerle çalışabiliriz. Büyük depremlerin meydana gelme ihtimalinin daha yüksek olduğu bölgeleri tespit etmek için jeolojik uzmanlığımızı da kullanabiliriz. Son olarak, savunmasız nüfusların sismik felaketlere hazırlanmalarını ve bunlara mümkün olan en güvenli şekilde müdahale etmelerini destekleyebiliriz.