Katalog

raltmı 80 km derınlıklere kadar incelenmesini saglayan ve bunlara ek olarak deprem kestirimi yapmayı amaçlayan jeofizik mühendisliginin alt bilim dalına yerelektnk (geoelectric) adı verümektedir. Yeryuvan içersindekı elektrık veya elektromanyetik alanlann kayıt edılmesi ve dogal veya ınsan kaynaklı deprem ile ilışkıli olmayan olaylann sayısal matematık teknikleri ile ayıklanması, yereleknrigi konusunda uzman olmayı gerektirrnektedir. Aynca, sağlıklı bir deprem on kestirimi için sismoloji gibi jeofizigin diger alanlarmdaki uzmanlar ve jeoloji mühendisleri ile birlikte çalısmak gerekmektedir. Deprem Öncesi Yerin Elektrik/Elektromanyetik Alanındaki Değişimler Yerin elektrik ve elektromanyetik alanındaki degışimler yeraltmdaki kayaçlann özdirençlerine bagıırüıdır. Yeraltı özdirenç dagüımı, jeolojik binmlerin yanal ve düşey yöndeki degişimlen tarafindan denetlenir. Yer yüzeymde ölçülen elektromanyetik alan ıse yeraltı özdirenç dagüımına baglıdır. Elektrik veya elektromanyetik alanlann ölçumu ile yeralnnda özdirenç dagüımı hesaplanabilir ve dolayısı ile yeraltı yapısının bir görüntüsü elde edilebilır. Bu işlem, sismik, gravite ve manyetik yöntemlerle birlikte 'Uygulamalı Jeoüzik' bılımini oluşturan yerelektnk yontemin rutın bir uygulamasıdır. Bu uyguDeprtml dnc«fen lama sırasında, bu alanlan yaratan kaynaklann zamana baglı olarak degişmesi çeşitli sayısal hesap yontemleri ile yok edilir. Deprem kestirim araa olarak yerelektrik yöntemin kullanılmasında ise zamana bagımlı değişimler gozlemlenır. Zamana bagımlı değişimler üa neden ile oluşabilir. Birincısi elektromanyetik alanı yaratanfizikselolayda (kaynakta) bir degişimin oluşması, ikincısi ıse kayaçlann özdirençlerinde bir degişimın oluşmasıdır. Kayaçlann ozdirençleri, kayacın dnsi ve su içerigi tarafindan denetlenir. Deprem oncesi kayaçlarda oluşan mekanik kökenli gerilmeler, kayaçlann su içeriklerinin ve dolayısıyla özdiıençlerinin degişmesine neden olur. Deprem habercisi olarak kullanılabilecek elektrik alan degişimlerinin kaynagı, kayaçlann özdirençlenndekı degişmelerdir. Ancak, dogada elektrik alanın zamanla değişmesine yol açacak çok fazla sayıda (depremler ile ilişkisi olmayan) elektrik/elektromanyetik alan kaynaklan bulunmaktadır. Deprem kestirimi ile ilgili asıl güçlük, zamana baglı degişimlerin nedenlerini ve alanı yaratan kaynaklann türlerini saptamaktır oluşurlar. 2000 yılı güneşın 11 yıllık donemsel faalıyetının doruk yüıdır ve dogal elektromanyetik alanın şiddetinin zaman zaman uç noktalara varması beklenmektedir. Güneşten gelen parçacıklann yerin manyetik alanı tarafindan kutup bolgelerine dogru yonlendirilmesi nedeni ile parçacık yogunlugunun artugı dbnemlerde kutuplara yakın bölgelerde gözle görülebilir ışık olaylan oluşur ve bunlar 'kutup ışıklan' olarak adlandınlır. Bazı zamanlar, ıletişim araçlannda yaratklan 'gürültü' nedeni ile bunlann çalışma performanslannı bozarlar. Prekansı 1 Hz den daha büyük olan elektromanyetik alanlar ise yıldınm düşmeleri sonucu oluşur ve fiekans yükseldikçe bunlann genligi de buyür. ' •••, ••: . "•vı\ • '<• sunun susması, cep telefonlarının tepe arkalannda ve/a kapalı mekânlarda çalışmamasının nedeni sogurulmadr. Ancak, sogurulma frekansın fonksiyonu oldugundan, jecfizikte çok düşük frekansh dalgalar kullanılır ve yeryuvanran çok dennlen bıle incelenebilır. Yuksek fiekansh dalgalar yeriçinde belırli bir uzaklıgın otesine gidemeden sogurulurlar. Bu nedenlerle, deprem kestirimine donuk olçu istasyonlannın kullanacagı frekans bandlan özel önem taşır. Örnegin, Adalar depremi ile ilgüi olarak belırli bir ölçü istasyonunda kayıt edilebılecek elektromanyetik bir olay belirli bir frekanstan daha küçuk olmalıdır. Yer Elektromanyetik Alanının Özellikleri ... Elektromanyetik Alanın Elektrik ve Manyetik Bileşenlerinin Ölçülmesi Yukanda açüdandıgı üzere, elektromanyetik alan yer içersinde iletkenlik akımı oluşturarak yayınır. Yeryuvan üe ügilı elektnk alan büeşenini olçmek için yer içersindeki elektrik akımının olçu aygıündan geçmesi sağlanmalıdır. Bu amaçla yer yuzeyinde küçuk bir çukur açüır ve su dokulerek bir çamur tabakası elde edilir. Elektrot olarak gözenekli seramik bir kap ıçinde bulunan kurşun klorür çözeltisıne bannlan kurşun bir çubuk kullanüır. Seramik kabın gozeneklennden sızan çamurun kurşun klorur eriyigi üe teması, yer üe olçu aygıünın temasını da sağlar. Bu şeküde hazırlanmış ıki elektrot bir kablo üe olçüm aygıtına bağlanır ve üa nokta arasındakı potansiyel farkı olçülerek, hesap üe elektrik alana çevrüır. Elektrik alanın şiddetı, guneşin faaliyetlerine baglı oldugundan kaynak zamana gore degişkendir. Sadece yeraltmdaki özdirenç dagüımını temsü eden bir nicelik elde etmek için elektromanyeok alanın manyeük alan büeşeni de bir induksiyon bobini aracüıgı üe ölçulur. Hem elektrik hem de manyetik alan büeşenleri son derece küçük alanlardır ve bu amaçlar için kullanüan özel aygıtlar, dünyada bir kaç firma tarafindan üretümektedır. Bir elektromanyetik olcü istasyonunda olçülen elektromanyetik alan, yukanda sayüan bütün kaynaklann vektorel toplamıdır. Ölçuler kaynagın türünden bagımsız oldugundan, sadece deprem nedeni ile oluşabılecek elektrik/elektromanyetik alanı algılayan bir cihazın yapılması olanaklı degildir. Dogal elektromanyetik alan son derece zayıf bir alandır ve sanayi ve elektrik dagıtım şebekelen gibi insan faaliyetlerinin oluşturdugu elektromanyetik kiralgıladığı beHrtlkn dhau gettfttrtn uzmanlar. Yerin Doğal Elektrik Alanı Yer ıçersinde su hareketı, buharlaşma ve kimyasal nedenler ile oluşan birkaç milivolt mertebesinde potansiyel farkı oluşturabilen dogal bir elektrik alan bulunmaktadır. Bu dogal elektrik akımlan metalik cevher kütleleri ve jeotermal kaynaklar civannda bir kaç yüz milivolt mertebesinde potansiyel oluşturabilırler. Bu özellıklerin kullanüması ile gerçeklestinlen aramacılık yontemı dogal potansiyel (selfpotential) yöntemi olarak adlandınhr. Yer ıçersinde, deformasyonlardan kaynaklanan özdirenç degişimlen oluştugunda, doğal potansiyelde de bir degışim beklenir ve bu degişim bir depremin habercisi olabüir. Ancak, dogal elektrik alan yagışlarla ve buharlaşma ile de mevsimsel değişimler göstermektedır. Bu degişimlerin ölçuler üzenndekı etküen, gerekli verıışlem teknikleri üe gidenlmelıdir. ». . • .. lilik bu dogal alandan daha güçludür. Bu nedenle, şehir içlerinde veya yakmlannda deprem kestirim istasyonlannın kurulması uygun bir çozum degildir. Bir örnek vermek gerekir ise 100200 metre uzaktan geçen bir otomobil dogal elektromanyetik alanı ölçmede kullandıgımız bütün cıhazlan olçu alamaz hale geürmektedır (saturatıon). Elektrik dagıüm kablolannın ölçülere etkısı ise çok daha fazladır. Bu nedenle, deprem kestirimi amacı ile kurulacak ölçü istasyonlannın, hem jeolojik açıdan hem de elektromanyetik kirlilik açısından özel yerler olması gerekmektedir. Bu yerlere, bir çok deneme olçümü sonrasında karar verilir. Oysa, sozde deprem cıhazının yerleştirildıgı söylenen yerler kent yerleşim alanlandır ve elektromanyetik kirlilik nedeni ile bu tür yerlerde deprem kesürimi gibi son derece duyarlı olçümler gerektiren bir çalısma yapılamaz. ., ,. . . ... ,,,. Sözde Deprem Kestirim Cihazı Ne ölçmektedir? Anüan sözde deprem ohazlannın hangifizücselnıceligı ölçtügu ve ölçulenfizücselnıcelıgin deprem oluşumu üe ügisinin ne oldugu büimsel olarak açüdanamamışnr ve açüdanacagını sanmamaktayız. Yukandaki bügüer ışıgmda, bu aygıt veya üeride karşüaşacagımız benzeri aygıtlann depremlerle ügüi hiçbır nıcelıgı ölçmedıgı açüctir. Yerelektirigı konusunda hiçbır büimsel birüamlerı olmayan kişüerin diger ülkelerde de zaman zaman bu turden ıddialan ortaya attüdan olmuştur. 'Yalancının mumu yatsıya kadar yanar' atasozumuzun de belirttigi gÜDİ bu türlu iddialar büimsel olarak çürütülmuştür. Sadece, gereksiz yere zaman harcamasma neden olmuşlardır. Ay^nca, bu tür temelsiz iddialar cıddı çalışmalara harcanması gereken maddı kaynaklann heba olmasına, depremlerın önceden kestirimi çalışmalarının gereksiz olduguna inanümasına ve zaman zaman bu konudaki çalışmalara devletlerin kaynak ayırmayarak, durdurulmasına neden olmuştur. Ulkemizde ise birkaç kışısel gırışımın hancınde kaynak aynlmaması nedeni üe depremlerın onceden kestirimi konusunda orgutlu ve surekli bir çalışma yapüamamıştır. Umarız, sozde çalışmalar üe karşüaşüması kaçınümaz olan duş hrüdüdan, gelecekte yapüacak ciddı çalışmalann onunde bir engel oluşturmaz. Yayınımı Elektromanyetik Dalganın Yeriçinde ,•••> .*. Yerin Doğal Elektromanyetik Alanı Yer içersindekı dogal elektromanyetik alanın iki kaynagı bulunmaktadır. Frekansı l Hz'den daha duşuk olan alanlar, guneşm uzayafirlattıgıproton gibi elektriksel yüklu parçacıklann, yerin manyetik alanı ile etkileşmeleri ile Elektromanyetik dalga yayınım denklemleri elektrik veya manyeük alanın zamana gore birinci ve ikinci türevlerini kapsamaktadır. Birinci turevli terimin önünde özüetkenlik ve ikinci türevli denklemin önünde dielektrik permitivite bulunmaktadır. Serbest uzaym üetkenlıgı onemsenmiyecek kadar azdır. Dalganın havada yayınımı ikinci türevli tenm (deplasman akımı) ile gerçekleşir ve uzaklık üe genlıktekı azalma oldukça kuçuktür. Yeriçinde iletkenligin buyuk degerler alması nedeni ile elektromanyetik alan yer içersinde iletkenlik akımlan oluşturarak ilerler ve dalga denkleminin birinci turevli bölümü kullanılır. Bu açıdan dalganın serbest uzayda (havada) ve yeriçinde yayınımı tamamen farklı fiziksel mekanizmalardır. Yayınım için elektrik akımlannın oluşturulması enerji yıtırilmesine neden olur ve dalga yeriçinde çok çabuk sogurulur. Örnegin, uzun bir tünel ıçersine girildiginde arabamızın radyo (*) Prof. Dr., Ankara Unıversıtesı, Fen Fakültesı, Jeoüzik Mühendıskğı Bölümü, Beşevler 06100 Ankara Eposta: basokur @ sç.!,erıç.e..ankara.edu.tr http://www.ankara.edu.tr/faculties/science/geophy•"• " "" sicaleng/atb/basokur.html 700/20