DEPREM VE PLAKA TEKTONİĞİ*

Dursun Bayrak

MTA Genel Müdürlüğü

İnsanlığın yaklaşık son ikibin yıllık tarihi boyunca, ikibin veya daha çok sayıda ölüme yolaçan ve büyüklüğü M=6.0 ile M=8.9 arasında değişen toplam 130 depremde yaklaşık 850000 insan yaşamını yitirmiştir Bu depremlerin bölgelere ve yıllara göre dağılımı, belirtilmiş olan plaka sınırları ile uyumluluk gösterir.

Yeryuvarının taşküre adı verilen ve yerkabuğu ve üst mantonun katı ve kırılgan en üst kesimlerinden oluşan en dış tabakası bir mozayik oluşturacak şekilde plakalara bölün-müştür. Bu plakalar üst mantonun yumuşakküre (astenosfer: astenos yunanca'da yumuşak anlamına gelmektedir) katmanı üzerinde birbirlerine göre hareket ederler. Her ne kadar yumuşakküre de katı olarak kabul edilmekteyse de uzun süreli basınçlar altında akabilir, sünebilir. Bu özellik yumuşakkürenin ergime sıcaklığında olmasına rağmen yüksek basınç altında katı özelliği de göstermesindendir. Ancak basınç düşmeleri olduğu zaman yumuşak küre içinde kısmi ergimeler olur ve bunlar magmanın da esas kaynağıdır. Yumuşakküre içinde ısı ve madde akımları şeklinde binlerce kilometre ile ifade edilebilecek boyutlarda sorguçlar da oluşmaktadır. Taşküre plakaları yumuşak kürenin bu özellikleri sayesinde bu katman üzerinde kayarak hareket edebilir.

Bunların bazıları Avrasya, Anadolu, Arabistan, Afrika. Hint Avustralya, Filipinler, Japonya, Pasifik, Juan de Fuca, Kuzey Amerika, Karaipler, Nazca, Güney Amerika ve Antartika plakalarıdır. Kıta sınırları plaka sınırı ile birebir örtüşmez. Bir plakanın kapsadığı alan kara ve denizi kapsayabildiği gibi (örneğin Afrika Plakası), sadece kara alanını (Arabistan Plakası) ya da sadece deniz alanını (Nazca Plakası) kapsıyor da olabilir. Manto üzerinde bu plakalar birbirlerine , göre sürekli yer değiştirirler ve onbinlerce-milyonlarca yıl içinde, yeryüzü coğrafyasının değişmesine yolaçarlar.

Plakaların birbirlerine göre sürekli yerdeğiştirmesi ile oluşan gerilmeler yerkabuğunun bazı kesimlerinde enerji yoğunlaşmasına neden olur. Bu yoğunlaşmış enerjinin boşalımı ise depremleri oluşturur. Yılda birkaç mm-birkaç cm'lik düşey ya da yanal yerdeğişlermenin ürettiği gerilim ve enerji onlarcayüzlerce yıllık bir süre içinde yoğunlaşarak yüzeyde birkaç metreye ulaşabilen kayma ve çökmeler yaratabilir. Kırılmanın yarattığı enerji dalgaları saniyede birkaç km'lik bir hızla yerkabuğunda yayılır ve yüzeye ulaşır.

Bu süreçlerin yoğun olarak geliştiği alanlar depremsellik açısından aktif bölgeler olarak tanımlanır. Bu bölgeler kimi plaka sınırlan boyunca uzanan diri (aktif) fay kuşaklarında yoğunlaşır. Yeryuvarının derinliklerindeki kayaç kütlelerinin dengede olduğu alanlar ise asismik (depremselliği düşük) olarak adlanır. Bu bölgeler çoğunlukla plakaların, sınırlardan uzak, iç bölümlerindedir. Plakaların yıllık yer değiştirme hızları birkaç mm ile birkaç yüz mm arasında olduğundan, enerji yoğunlaşması ve boşalımı onlarca yüzlerce yıllık bir süre içinde gerçekleşebilir. Enerjinin boşalımı iki türde gelişebilir:

Nabız atışı türünde; Göreceli olarak kısa bir dönemde birikmiş olan enerji dışa boşaltılır, ancak kütleler denge konumuna ulaşamadığı için, yeniden denge yönünde hareketlenme, gerilim ve enerji depolanması sözkonusu olur ve yakın bir gelecekte aynı bölgede yeniden boşaltılır. Büyük, yıkıcı bir depremde enerjinin tümü ile, bir anda boşaltılamayışı sonucu ana depremden sonra gelişen artçı depremlerdeki enerji boşalımları da bu türdendir, Bu, göreceli düşük enerji yoğunlaşmasının boşaltıldığı depremler (çok) sık oluşur ve genellikle de küçük depremlerdir. Yıkıcı ana depremden sonra gelişen artçı depremler, ana depremde hasar görmüş yapıların ve tesislerin çökmesine neden olur.

Ansızın: Bir bölgede onlarca yüzlerce yıllık bir dönem boyunca birikmiş gerilimden kaynaklanan aşırı enerjinin ansızın boşalımı sonucu gelişir. Yıkıcı etkileri ilk gruba göre oldukça yüksektir ve yıkıcı depremleri oluşturur.

Bu iki tür enerji boşalımında da yeryüzünde faylanmalar, çatlaklar, yarılmalar, kütle kaymaları, bir yörenin yükselmesi ya da çökmesi, kaya düşmeleri, dev dalgalar, denizin geçici olarak çekilmesi ya da ilerlemesi, yüzeyde ve yapılarda kaymalar-ötelenmeler ve bükülmeler, kumlu ve suya doygun alanlarda sıvılaşmalar ve insan ürünü yapıların çökmesi türünde olaylar gelişebilir.

Depremler yeryüzünün tüm bölgelerinde eş büyüklüklerde, şiddette, sıklıkta oluşmazlar. Bunedenle, depremlerin yoğunlaştığı alanları ve bu yoğunlaşmaya neden olan süreçleri açıklayabilmek için yerkabuğunu oluşturan plakaların birbirlerine göre davranışlarını gözden geçirmek yararlı olacaktır.

Yerkabuğunda plakaların (birbirlerine göre) yer değiştirmesi

Plakalar arasında (birbirlerine göre) üç tür yer değiştirme sözkonusudur. Bu yer değiştirmeler sırasında, herbir plakanın kendi içinde de kırılmalar ve kıvrılmalar gelişir ve bunun sonucunda büyük plakalar plakacıklara bölünebilir.

Plakaların Uzaklaşması: Derinlerdeki manto malzemesinin yüzeye çıktığı Okyanus-ortası Sırtlar boyunca gelişir. İyi bilinen Örnekleri Atlantik-ortası Sırtı ve Doğu Afrika Ölü Deniz (İsrail) Yarılımı (Rıfti)'dır. Atlantik-ortası Sırt tüm Atlantik Okyanusu boyunca kuzey-güney yönünde uzanır ve doğusundaki Afrika ve Avrasya plakaları ile batısındaki Kuzey Amerika ve Güney Amerika plakalarının birbirlerinden uzaklaşmasına ve günümüzdeki konumlarına gelmelerine neden olmuştur. Bu sırt boyunca uzaklaşma günümüzde de devam eden bir süreçtir. Bu süreçte yüzeye çıkan magma volkanik adaları da oluşturabilir. Doğu Afrika-Ölü Deniz Yarılımı'nda ise batıdaki Afrika ve doğudaki Arabistan plakaları yılda birkaç mm hızla birbirlerinden uzaklaşmakladır. Bu açılmanın etkisi ile Arabistan Plakası kuzey yönde kaymakta ve sınırdaş olduğu Anadolu Plakası'nı batıya doğru itmekledir. Bu sırtlar boyunca transform faylar gelişir. Transform fayların sınırladığı ve sırt uzanımına dik yöndeki plaka bloklarının ise birbirlerine göre yanal yer değiştirmesi sözkonusudur. Bu sırt alanlarındaki depremlerin oluştukları alanlar ise bu bölümlerdir. Bu sırtlar boyunca sığ odaklı depremler (100 kilometreden az) meydana gelir.

Plakalardan Birinin Diğerinin Altına Dalması: Yerkabuğunu oluşturan plakalardan İkisi birbirine yaklaşıp çarpıştığında gelişir. Daha yoğun plaka, daha az yoğun plakanın altına dalar. Bu alanlar en derin deniz çukurluklarının (hendek) izlendiği alanlardır. Japon Adaları boyunca, Japon-Kuril Çukurluğu ve Nankai Çukurluğu alanlarında Pasifik ve Filipin plakalarının Avrasya Plakası, Afrika Plakası'nın Anadolu Plakası altına dalması bu tür yerdeğiştirmeye örnektir. Bu süreçler Güney Amerika'da And Dağları'nı, Avrasya Plakası doğusunda Japon Adaları'nı ve Avrasya Plakası güney bölümünde ise Himalayalar'ı (Avrasya-Hint plakalarının çarpışması sonucu) oluşturmuştur. Tonga Çukurluğu boyunca Pasifik Plakası'nın Hint-Avustralya Plakası altına dalma hızı yılda yaklaşık 100-240 mm'dir. Bu tür levha sınırları depremselliğin en yoğun olduğu bölgelerdir. Buradaki depremler çoğunlukla derinlerde oluşur. (700 kilometre derinliğe kadar varabilir.)

Plakaların Sürtünmeli Kayması: Bu yerdeğiştirme İki türde oluşabilir. Komşu plakalardan biri diğeri ile ters yönde kayar. Bunun iyi bir örneği Kuzey Anadolu Fayı'dır. Bu fay, güneyindeki Anadolu Plakası ile kuzeyindeki Karadeniz Plakacığı (Avrasya Plakası'nın bir bloğu) arasında sınır oluşturur. Bu Fay tüm yirminci yüzyıl boyunca da diriliğini korumuş, çok sayıda depremin geliştiği bir sınır olmuştur. 17 Ağustos 1999 tarihindeki Gölcük dış-merkezli son deprem de bu fay kuşağında oluşmuştur. Bu fay boyunca güneydeki Anadolu Plakası ile kuzeydeki Karadeniz Plakacığı'nın birbirlerine göre yerdeğiştirmesi yılda16-24 mm'dir ve Anadolu Plakası batı yönde kayar. Bu sınırlarda oluşan depremler sığ odaklı depremlerdir.

Komşu plakalardan ikisinin de yaklaşık aynı yönde, ancak değişik hızlarda yerdeğiştirdiği sürtünmeli kaymaya örnek ise Pasifik Plakası ile Kuzey Amerika Plakası'nın sınırını oluşturan, Kalifornia'da (ABD) yüzlerce km uzanımlı San Andreas Fayı'nın bir bölümüdür. 1906 San Fransisco depremi bu fay kuşağında gelişmiştir.

Yeryüzüne bir bütün olarak bakıldığında depremlerin, plakaların birbirlerine göre yerdeğiştirdikleri (uzaklaştıkları, yakınlaşıp çarpıştıkları ve sürtünmeli olarak kaydıkları) kuşaklarda sıklıkla ve yıkıcı büyüklükte oluştuğu gözlenir. Buna karşın, göreceli olarak duraylı olan plaka-içi alanlarda ise çok az ve küçük depremler oluşur.

Yeryüzünde depremlerin yoğun olarak geliştiği asıl kuşak Kuzey ve Güney Amerika batı kıyıları, Asya ve Japonya doğu kıyıları ile Avustralya'nın doğu-kuzeydoğu açıklarını dolanan ve Pasifik Okyanusu'nu çevreleyen kuşaktır. Bu kuşak Pasifik ' Plakası'nm Avrasya, Japonya, Filipin, Hint-Avustralya, Kuzey Amerika, Karaipler, Nazca ve Güney Amerika plakaları ile sınırdaş olduğu kuşaktır ve yaşadığımız yüzyılda depremlere yolaçan enerji yoğunlaşmasının %80'inin bu kuşakla geliştiği düşünülür. Bu kuşak, volkan püskürmelerinin de yoğun olması nedeni ile, "Ateş Halkası" adı ile anılır. Bir ikinci kuşak Azor Adaları'ndan başlayıp İspanya-Fransa, Orta ve Güney Avrupa, Anadolu, İran. Hindistan boyunca Çin'e kadar yayılan Alpin Himalaya Kuşağı'dır. Bu kuşak içinde Avrasya, Afrika, Messina, Adriyatik, İyonya, Ege, Sina, Anadolu, Karadeniz, Van, Arabistan, Hazer, İran veHint-Avustralya plaka ve plakacıklannm birbirleri aralarındaki sınırlar yeralır. Bu kuşakta ise dünyadaki tüm deprem oluşturucu enerji yoğunlaşmasının % 15'inin içerildiği söylenebilir.

Anadolu Plakası'nın depremselliği

Anadolu Plakası'nda depremlerin oluşumu Allantik-Ortası Sırt açılımı ve Afrika ile Arabistan plakalarının davranışı ile yakından ilişkilidir. Atlanlik-Ortası Sırt açılımı sonucunda güney bölümde Güney Amerika ve Afrika plakaları birbirlerinden uzaklaşmakta, Afrika Plakası bu açılıma etkisi İle batı bölümünde kuzeybatı, doğu bölümünde ise kuzey yönde kaymakta ve kuzeyindeki Avrasya Plakası ve/veya diğer plakalar (Anadolu, Ege ve İyonya plakaları) ile yakınlaşmaktadır. Bu arada Afrika Plakası'nm doğu bölümünde, Etiyopya'da da bir yarılma (okyanus-ortası sırtın erken dönemi) gelişmektedir. Bu açılım ve Kızıldeniz Yarılımı Afrika Plakası ile sınırdaşı Arabistan Plakası'nın birbirlerinden uzaklaşmasına neden olur. Bu açılmanın sonucunda Arabistan Plakası kuzey yönde kayar ve günümüzden -15-20 milyon yıl önce kapanmış bir okyanus kolu olan ve Güneydoğu Anadolu sınır çizgisi ile çakışan Bitlis Kuşağı boyunca sınırdaş olduğu Van Plakası'nı kuzey-kuzeybatı yönde iter. Bu itmenin ve sıkıştırmanın etkisi ile Van Plakasında kıvrılmalar olur, kabuk kalınlaşır ve kısalır. Van Plakası Anadolu Plakası ile sınırdaştır ve bu sınır Doğu Anadolu Fayı'dır. Karlıova'da Doğu Anadolu Fayı'nın kuzey ucu, Anadolu Plakası'nm kuzeydeki sınırı olan Kuzey Anadolu Fayı ile kesişir. Bu nedenle Karlıova üç plakanın (Anadolu, Van ve Hazer plakaları) kesişme noktasıdır.

Kuzey Anadolu Fayı sağ yanal atılımlı bir faydır. Bu fay Akyazı (Adapazarı)-Göynük (Bolu) arasında iki kola ayrılır. Kuzey kol Sapanca Gölü yolu ile İzmit Körfezi (güneyi) ve Marmara Denizi'ne girer, Gaziköy'de yeniden yüzeyde izlenir ve Saros Körfezi'ni sınırlayıp Kuzey Ege Çukurluğu içine dalar. Bu kol ayrıca Marmara Denizi içinde Çınarcık açıklarında yeniden kollara ayrılır. Fayın güney kolu İznik Gölü yolu ile Gemlik Körfezi'ne ulaşır ve İznik dolaylarında yeniden iki kola ayrılıp Ege Denizi orta bölümlerine ulaşır. Van Plakası'nm Arabistan Plakası'nca, itilmesi sonucunda Anadolu Plakası, Kuzey Anadolu ve Doğu Anadolu fay kuşakları arasındaki doğu bölümünden batıya doğru kaçar. Bu yerdeğiştirme Kuzey Anadolu Fay Kuşağı boyunca gelişir ve Anadolu Plakası Ege Denizi yönünde kayarken, kuzeydeki Karadeniz plakası ise göreli olarak doğu yönde kalır görünür. Bu kayma doğuda Erzincan, ortada Niksar, batıda Düzce dolaylarında yılda -24 mm, İzmit Körfezi çevresinde ise yılda ~16 mm hızında gerçekleşir. Doğu Anadolu'da Karlıova dolaylarında ise Doğu Anadolu Fayı boyunca kayma hızı yılda -18 mm'dir. Öte yandan. Akdeniz'deki Helen Çukurluğu boyunca Afrika Plakası Anadolu Plakası altında gömülür. Böylece, Anadolu Plakası'nın kuzey bölümü batı yönde kayarken, güney bölümü ise güneybatı yönünde kayar. Bunun sonucunda Anadolu Plakası Ege kıyılarında, İzmir-Aydın dolaylarındaki Ege Graben Sistemi alanında farklı yönlerde kayan iki parçaya dönüşür.

Gerek Kuzey Anadolu Fay kuşağı ve gerekse de Doğu Anadolu Fay Kuşağı tek bir fay yerine birbirlerine bağlanan bir dizi faydan oluşur. Bu iki kuşakta da faylar arasında kırılmamış bölgeler, fayların sürekli bir tek faya dönüşmesi eğilimi nedeni ile deprem riski taşıyan alanları oluştururlar. Plaka'nın kuzey ve güney bölümlerindeki değişik yönlü kaymalar ise Batı Anadolu Graben Sistemi'nde de depremlere yolaçar. Bunun yanısıra Anadolu Plakası'nın kendi içinde, bu değişen yerdeğiştirme hızlarına ve yönlerine bağlı olarak gerilimin yüklenmesi Tuzgölü, Ecemiş ve Kırıkkale ve Doğu Anadolu fayları gibi riskli alanları da oluşturur.

DEPREM ŞİDDETİ

Depremlerin yeryüzünde can kaybı, yapı ve tesisler üzerinde oluşturmuş olduğu hasara göre sınıflandırılması "Deprem Şiddeti" adı verilen bir ölçeklemeye göre yapılır. Bu ölçekleme deprem-ölçerlerin bulunması öncesinde oluşturulmuş, yaşadığımız yüzyıl içinde geliştirilmiştir. Şiddet, büyüklükten farklı olarak, doğrudan yeryüzü zemin yapısı ve yapılaşma koşulları ile ilişkilidir. Deprem şiddetini Ölçmede birçok yöntem (Rossi-Forel, Mercalli-Sieberg, Omori-Cancani, Mercalli-Cancani, Değiştirilmiş Mercalli, Medvedev-Sponheur-Karnik ve Japon yöntemleri) bulunmakla birlikte yaygın uygulananı Mercalli yöntemidir. Değiştirilmiş Mercalli ölçeklemesinde 12 aşama sözkonusudur.

DEPREM BÜYÜKLÜĞÜ [MAGNİTÜT]

Deprem dalga genliğinin mikron türünden değerinin logaritması ilkesine dayanan bir ölçekleme 1935 yılında Richter tarafından geliştirilmiştir. Bu, depremin yüzeyde yolaçtığı hasardan (deprem şiddetinden) bağımsız bir ölçeklemedir. "Deprem Büyüklüğü (Magnitüd)" olarak tanımlanır ve "M" ile simgelenir. Günümüze değin saplanabilmiş en büyük deprem, M=8.9 büyüklüğündedir.

Büyüklüğü 6.0 ve daha fazla olan depremler yıkıcı depremlerdir, yüzeyde süreklilik gösteren fay (yüzey kırığı) oluştururlar. Bu büyüklükteki depremlerin tekrarlanma dönemi (bu büyüklükte bir depremin oluştuğu bir bölgede yeniden oluşma aralığı) 300-400 yıl dolaylarındadır. Büyüklüğü 5.0 ile 5.9 arasında olan depremler de yüzeyde önemli yıkıcı etki yaparlar, ancak oluşturdukları faylar (yüzey kırıkları) sürekli değildir. Bu tür depremler, varolan bir fayın hareketlenmesi sonucunda oluşurlar ve yeni faylar (yüzey kırıkları) üretmeyebilirler. Tekrarlanma dönemleri 10-30 yıl arasında değişir. Büyüklüğü 4.0'dan küçük olan depremler ise yüzey kırığı oluşturmaz, bilinen bir diri (aktif) fay ile ilişkili olmayabilir ve yeryüzünün tüm bölgelerinde {özellikle de plaka içi alanlarda) oluşabilir.

Bu bulgulara göre, geçtiğimiz yüzyıl içinde M=7.0 dolayında bir deprem olmuş bir (diri) fay alanında yakın gelecekte bu Yerkabuğunda bir yıl içinde değişik büyüklükte yeni bir deprem oluşma olasılığı, geçtiğimiz iki yüzyıl boyunca yıkıcı depremlere sahne olmamış (diri) fay alanlarına göre çok düşüktür. Buna karşılık, günümüzden yaklaşık üç yüzyıl önce bu büyüklükte depreme uğramış bir (diri) fay alanında yakın bir gelecekte deprem oluşma olasılığı çok yüksektir.

                                                                                          FOTOGRAFLAR

     www.mta.gov.tr                                                                 http://www.usgs.gov/