Katalog

J EOLOJI Derin deprem dalgaları Yüzlerce kilometre derinlikteki sıcaklık ve basınç, kayaları nasıl etkileyebiliyor? Yazan: Cliff Frohlich Çeviri: Gülşat Aygen epremlerin çoğunda yerkürenin kaıbuğu porselen gibi kırılır. Deprem} lerdeki gerilim ancak birkaç kilometre altında kırık oluştuğundan hafifler ve kalkar. Ancak bazı depremler kırığın oluşamayacağı yerlerde olur. Bu depremler yerkabuğunun yüzlerce kilometre altında, yüksek basıncın kayaların çatlamasını önlediğlne inanılan derinlikte meydana gelir. Di Bu kadar derinde deprem nasıl olabilir? Yerkürenin derinliklerindeki bu gizemli olaylar çok yaygın. Londra'daki International Seismological Center, 1964'ten beri 70 km'den derinde olmuş 60.000 deprem kaydetmiş. Bunların birkaçı çok büyük zararlar vermiş. Aslında facialara yol açan depwmlerin çoğu 50 km'den az derinlikte olurken, 4 Mart 1977 yılında Romanya, Bükres'te felakete yol açan depreme 100 km derinlikteki bir yerkabuğu hareketi yol açmıştı. Söz konusu yeraltı hareketleri çağdaş jeofizikçilere veri sağlamanın yanı sıra yerkürenin iç kısımları konusundaki sismik çalışmalara da iyi bir enerji kaynağı oluşturmaktadır. Derin yer hareketlerinin oluşumunu açıklamaya sismik çalışmaların ve kayaların yüksek basınç altındaki tepkilerinin laboratuvar araştırmaları da büyük katkılar sağlamakta. 1927 yılında Japon sismolog Klyoo Wadatl varlığını kanıtlayana kadar derin depremler tartışma konusuydu. Yoğun sallanmalar sınırlı bir bölgede yaşandığı için bazı araştırmacılar sarsıntı kaynağının bir iki kilometre derinlikte olduğunu sanıyorlardı. Oysa diğer araştırmacılar yer hareketlerinin dalgalarını izleyerek, 1200 kilometreye varan derinliklerde depremler saptayabildiler. Sismik dalgaların nasıl yayıldığı öğrenildikçe tartışmalar da şiddetlendi. Sismogramları inceleyen araştırmacılar, değişik türden derin dalgaları saptayabildiler. Deprem dalgaları yüzeyden yayılan yüzeyel dalgaların tersine yerküre içinde yayılırlar. ilk varanlar P dalgalarıdır (primary = primer). Alçak ve yüksek basınç dalgaları olarak yayılan bu ses dalgalarına sıkıştırıcı (compressional) dalgalar adı da verilir. Bunlara sağdan sola sallanmalara neden olan S dalgaları (sekonder=ikincil) dalgalar adı verilir. Belırli bir deprem noktasından yayılan S ve P dalgalarının aynı istasyona ulaşma zamanları karşılaştırıldığında, bu sürenin hem mesafeye hem de geçtikleri yerküre diliminin jelojık yapısına bağlı olduğu saptanmıştır. Böylece yerkürenin yapısal modeli ve dalgaların değişik noktalara ulaşma zamanları verıldığinde teorik olarak sarsıntının odak merkezi saptanabilir. 1922'de H.H. Turner bu yöntemi kullanarak ve bütün dünyadan gelen verıleri inceleyerek depremlerin üç değişik derinlik noktasında olduğunu ilerı sürdü. Buna göre "High focus" (yüksek odaklı) depremler yüzeye yakın, en sık rastlanan depremler ortalama 150 km derinlikte ve "Deep focus" (Derin odaklı) adını verdiği en derin depremler ise tahminen 650 km derinde olmakta. Ancak bu saptamanın yapıldığı sırada yerkürenin yapısı hakkındaki bilgilerin sınırlılığı, dalgaların zamanlamalarının farklı ayarda saatlerle yapılmış olması gibi faktörler kuşku uyandırmakta. Bu nedenle Turner, çağdaşlarından sadece birkaçını ikna etmeyi başarmış. Bombay'dan Banerji, depremlerin çoğunun 150 km derinde yer aldığı doğruysa, pek azının yeryüzünde etkili olması gerekeceğini düşünüyordu. Cambridge Üniversitesi'nden Harold Jeffrey ise daha kesin bir tepki gösterdi: Depremler bu kadar derinde olamazdı, çünkü 50 kilometrenin altında ısı ve basınç, kayaları kırılabilir maddeler olmaktan çıkartıp çok yumuşak hale getirmekteydi. Jeffrey bu görüşünü desteklemek için, en yakın buz devrinin sona ermesinden bugüne gelene kadar, üstlerindeki buzulların ağırlığından kurtulan Kanada ve Kuzey Avrupa sahillerinin yükseldiğini de belirtiyordu. Bu yukselme yerküre derinliklerinin hareket edebilecek kadar akışkan bir yapıya sahip olduğuna ilişkin bir veridir. Jeffrey yaptığı laboratuvar araştırmalarıyla da yüksek ısı ve basınç altında kalan kayaiarın birdenbire kırılmak yerine, yavaş yavaş deforme olarak yumuşadığını da kanıtladı.a Japon Meteoroloji Merkezi'nden 25 yaşındaki Kiyoo VVadati bazı depremlerin çok derinde olduğuna ilişkin inandırıcı deliller ortaya koyarak, Jeffrey'in iddialarına karşı çıktı. Depremlerin sık olduğu ve ciddi hasarlara yol açtığı bir ülke olan Japonya'da hükümet, olası en iyi sismografik istasyonları kurma kararı almıştı. Bu çalışmalar içindeki VVadati, depremlerin derinliğinl ölçmek için yeni yöntemler kullandı. Turner gibi değişik istasyonlara ulaşan dalga zamanlarını karşılaştırmak yerine, tek tek istasyonlara ulaşan P ve S dalgaları arasındaki süreyi ölçtü. Her iki dalga da aşağı yukarı sabit bir hızla ilerlediği için depremin odak noktasının derinliği arttıkça iki dalga arasındaki süre de artmakta. VVadati, depremlerin çoğunda en güçlü sarsıntının olduğu noktada, iki dalga arası sürenin çok kısa olduğunu keşfetti. Ancak bazı olaylarda bu süre uzayabiliyor. Sallanmanın yoğunluğunu incelediğinde ise bir benzerlik fark etti. Pek çok depremde yoğun sallanmanın yaşandığı küçük bir alan bulunuyor. Merkezden uzaklaştıkça bu yoğunluk azalmakta. Geniş alanlara yayılan dalgalar ise daha hafif şiddette sarsıntılara neden olmakta. Bu verilere göre iki çeşit deprem var: 1. Deprem merkezinin, sarsıntının en güçlü olduğu noktanın altında bulunduğu "boş" (shallow) adı verilen depremler. 2. Merkezi yüzlerce kilometre derinde bulunan "derin (Deep) depremler VVadati'nin tekniğini kullanan diğer araştırmacılar da onu onaylayarak 50 km ve yüzeye daha yakındakilerin normal depremler olduğunu, 600 km'nin altında da deprem olabileceğini kabul ediyorlar. Harıtalarda, sarsılma şiddetı karşılaştınlıyor. 1925 depreminde (solda), sarsıntı merkezinde çok şiddetliydi, fakat uzaklıkla bırlikte şıddet hızla ızaldı. 1925 depremi daha az şıddetlı sarsıntıya neden oldu, fakat şiddet daha yavaş azaidı. 4 Mart 1977'de Bükreş'te meydana gelen depremde 1500 kişi ölmüştü Fotoğrafta alt katı olduğu gibi çöken binadaki hasar görülüyor. VVadati yaptığı bir başka araştırmayla, de rin depremlerin, yerkabuğu ile yerözeği ara sındaki katmanın (mantle) sıradan kayalar dan olmadığını ortaya koydu. 1935'te Japon ya yakınındaki depremleri ve derinliklehn gösteren bir harita yayımlandı. Buna görc deprem noktaları birbirıne paralel çızgıler üs tünde olup, derinlikleri ise Japonya'nın do ğu sahilinden batıya doğru artmakta. Wada ti'ye göre: "Derinlik noktalarıyla çizgiler oluşturabil memiz yerkürede zayıf yüzey diyebileceği miz bir kabuk olduğunu düşündürüyor. BL yöreler sarsıntıya yatkındır... Derin noktalar daki depremler kıtaya yakın kenarlarda ol ma eğılimındeyken, diğerleri çoğu kez çok derin denizle sınırlanmış yanında olmakta. Haritada son 25 yılda kaydedllen derin depremlerle (7 Rihter'den yüksek 630 km.den derin) büyük tarihi depremleri göstertnekte. Cörüldüğü gibi hemen hemen bütün derin depremler derin deniz çukurlarında oluyor.