Deprem durduk yere aniden kendi kendine gerçekleşmez. Depremin oluşması bir süreci kapsar ve deprem, yer kabuğu içindeki kayaçların ani bir şekilde kırılması veya kayması sonucu açığa çıkan enerjinin, sismik dalgalar halinde yayılarak yeryüzünü sarsması olayıdır. Bu karmaşık ve yıkıcı doğa olayını anlamak, hem bilimsel açıdan hem de toplumsal hazırlık açısından büyük önem taşır. Bu makale, bir depremin “anatomisini” yani onu oluşturan süreçleri, dalga yayılımını ve uzun hazırlık evresini inceleyecektir.
1. Depremin Oluşum Mekanizması İçinde Levha Tektoniği ve Faylar
Depremlerin büyük çoğunluğu, levha tektoniği teorisi ile açıklanır. Yer kabuğu, manto üzerinde yüzen ve sürekli çok yavaş bir şekilde hareket eden devasa parçalardan (levhalardan) oluşur. Bu levhalar birbirlerine göre yaklaşır, uzaklaşır veya yan yana sürtünürler. Levhaların sınırlarında, muazzam bir sürtünme ve kilitlenme meydana gelir. Levhalar hareket etmeye devam ettikçe, bu sınırlardaki kayaların içinde gerilim (stress) birikmeye başlar.
Kayalar, son derece mukavemetli varlıklardır ve belirli bir esneklik sınırına kadar bu gerilimi absorbe eder ve deforme olur. Ancak, gerilim kayacın dayanma gücünü aştığı noktada, kayaç aniden kırılır. Bu kırılma, önceden var olan veya yeni oluşan bir fay hattı boyunca meydana gelir. Kırılmanın başladığı noktaya iç merkez (hiposantr), bu noktanın yeryüzündeki izdüşümüne de dış merkez (episantr) denir.
Kırılma sonucu, onlarca, yüzlerce hatta binlerce yıldır biriken enerji, birkaç saniye ile birkaç dakika arasında değişen bir sürede ani olarak açığa çıkar. Bu ani enerji açığa çıkışı ve kayma hareketi, sismik dalgaların oluşmasına neden olur. Açığa çıkan enerjinin büyüklüğü Richter ölçeği veya daha modern bir ölçüm olan moment magnitüd ölçeği (Mw) ile ifade edilir.
2. Sarsıntının Yayılımı ve Sismik Dalgalar Ortaya Çıkması
Evet, deprem sarsıntısının yayılımı tamamen dalgalar halinde olur. Açığa çıkan enerji, faydaki kırılma noktasından (hiposantr) her yöne doğru, suya atılan bir taşın oluşturduğu dalgalar gibi, sismik dalgalar şeklinde yayılır. Bu dalgalar başlıca iki kategoriye ayrılır:
A. Cisim Dalgaları: Yerkürenin içinden her yöne yayılan dalgalardır.
- P Dalgaları (Primer/Birincil Dalgalar): En hızlı yayılan ve bu nedenle bir sismografa ilk ulaşan dalgalardır. Boyuna dalgalardır; yani titreşim yönleri yayılma yönleriyle aynıdır. Ses dalgaları gibi katıları, sıvıları ve gazları kat edebilirler. Genellikle çok fazla hasara neden olmazlar ama depremin “uyarıcı” sarsıntısını hissettirirler.
- S Dalgaları (Sekonder/İkincil Dalgalar): P dalgalarından sonra gelir ve daha yavaştır. Enine dalgalardır; yani titreşim yönleri yayılma yönüne diktir. Sadece katı ortamlarda ilerleyebilirler. Yer çekimi kuvvetine dik yönde hareket ettikleri için yapılar üzerinde P dalgalarına kıyasla daha büyük bir yıkıcı etki potansiyeline sahiptirler.
B. Yüzey Dalgaları: Cisim dalgalarının yeryüzüne ulaşmasıyla oluşur ve yüzey boyunca yayılır. En yavaş ancak en yıkıcı etkiye sahip olan dalgalar bunlardır.
- Love Dalgaları: Yüzeyde, yayılma yönüne dik bir şekilde (enine) hareket ederler. Yapı temellerinde yatay yönde çok güçlü bir sarsıntıya neden olurlar ve inşaat mühendisliği açısından en tehlikeli dalga türü olarak kabul edilirler.
- Rayleigh Dalgaları: Yüzeyde, okyanus dalgaları gibi hem düşey hem de yatay yönde eliptik bir hareketle ilerlerler. Yüzeyde “çırpınma” veya “yuvarlanma” şeklinde hissedilirler ve zemin büyütmesi etkisini artırarak hasarı şiddetlendirirler.
Bir deprem sırasında önce hızlı ve keskin bir sarsıntı (P dalgası), ardından daha güçlü ve yıkıcı bir sallanma (S ve yüzey dalgaları) hissedilir. Sismograflar, bu dalgaların farklı varış zamanları ve şiddetleri sayesinde depremin büyüklüğünü, yerini ve derinliğini hesaplayabilir.
3. Depremlerin Olgunlaşma ve Hazırlık Süreci
Bir depremin “hazırlık süreci”, insan ölçeğinden çok daha uzun jeolojik zaman dilimlerinde gerçekleşir. Bu süreç şu aşamalardan oluşur:
- Gerilim Birikimi (Interseismic Period): Levhaların sürekli hareketi nedeniyle fay düzleminin iki tarafındaki kaya kütleleri (bloklar) birbirine göre hareket etmek ister ancak fayın pürüzlü yüzeyleri nedeniyle kilitlenirler. Bu kilitlenme sürecinde, onlarca ila yüzlerce yıl boyunca devasa miktarda gerilim enerjisi birikir. Bu dönem, depremler arasındaki sessiz ve sakin dönemdir.
- Hazırlık Aşaması (Preseismic Period): Gerilim kritik bir seviyeye yaklaştığında, fay zonunda bazı öncül işaretler görülebilir. Kayalardaki mikro çatlakların oluşumu, yeraltı suyu seviyelerindeki değişimler, topografyada hafif deformasyonlar ve bazı durumlarda küçük öncü depremler (foreshocks) meydana gelebilir. Ancak bu işaretler her depremde belirgin ve tutarlı olmadığından, kesin bir tahmin yapmak için kullanılamazlar.
- Kırılma (Coseismic Period): Biriken gerilim, kayacın dayanma gücünü kesin olarak aştığı anda, kilitlenme sona erer ve fay boyunca ani bir kayma hareketi başlar. Kırılma, fayın bir noktasından başlar ve saatte binlerce kilometre hızla fay düzlemi boyunca ilerler (örn. 1999 İzmit depreminde kırılma yaklaşık 40-50 saniyede 120 km ilerlemiştir). İşte bu ani kayma ve enerji açığa çıkışı anı, bizim hissettiğimiz depremdir.
- Artçıl Şoklar (Aftershocks) ve Yeniden Dengeleme: Ana depremden sonra, fay çevresindeki gerilim dağılımı tamamen değişmiştir. Yer kabuğu, bu yeni duruma uyum sağlamak ve kalan gerilimleri atmak için bir dizi küçük deprem (artçı şok) üretir. Artçı şoklar, ana şokun büyüklüğüne ve fayın özelliklerine bağlı olarak haftalar, aylar hatta yıllarca sürebilir. Zamanla azalan bir şiddet ve sıklıkta meydana gelirler.
Bir depremin anatomisi, jeolojik zaman ölçeğinde biriken muazzam bir enerjinin, ani bir kırılma ile serbest kalıp sismik dalgalar halinde yayılmasıdır. P ve S cisim dalgaları ile Love ve Rayleigh yüzey dalgaları, sarsıntının fiziksel taşıyıcılarıdır ve farklı yıkıcı özelliklere sahiptir. Depremlerin “hazırlık süreci” ise onlarca yıllık bir gerilim birikimine dayanır.
Bu süreci daha iyi anlamak için derinlemesine bir araştırma yapmak gerekir. Ancak depremleri önlemenin mümkün olmadığını, ancak etkilerini azaltmanın mümkün olduğunu gösterir. Deprem değil, bina ve altyapıların yetersizliği can kaybına neden olur. Bu nedenle, deprem biliminin bize öğrettiği en önemli ders, yapılarımızı bu doğa olayının dinamiklerine göre inşa etmek, erken uyarı sistemleri geliştirmek ve toplumu sürekli eğitmek ve hazırlıklı kılmaktır. Zemin etüdü, deprem yönetmeliğine uygun bina yapımı, acil durum planları ve bireysel hazırlık, depremin anatomisini anlamanın pratikteki en hayati çıktılarıdır.