DÜNYAMIZIN TEKTONİK YAPISI VE ÜLKEMİZDEKİ FAY HATLARININ ÜRETTİĞİ DEPREMLER:

Dünya üzerindeki bütün tektonik aktivitelerin tek nedeni, Dünya'nın erimiş bir ateş topu halinde olmasıdır. Bildiğimiz gibi dünyamız, bir gezegendir. Fakat; İçyapısı itibariyle bir "Ateş Topu" diyebiliriz. Ancak; Bu sıcak kütlenin sıcaklığını hissetmiyor olma nedenimiz, Dünya'nın dış katmanları içerisinden daha soğuk olduğu için, en dış kısımda bulunan "kabuk" adı verilen ve üzerinde yaşam sürdürdüğümüz ince kısmın soğumuş olmasıdır. Bu incecik kabuğun üzerinde; Bütün kıtalar ve okyanuslar yer alır. Kabuk tabakası okyanusların altında 5-10 km. ve kıtaların altında ise;30-50 km.kalınlıktadır. Dünyamız; Yarıçapı 6371 km. ve çok ince bir kabuğa sahiptir. Kabuğun altında bulunan magma ise sıvıya yakın katı bir madde (plazma)’dır.

Dünya'nın merkezindeki sıcak kısımda yüksek miktarda ısı bulunur. Bu yüksek ısı enerjisi, manyetik alanların ve elektrik akımlarının meydana gelmesine neden olur. Anakara, tek parça değildir ve çok sayıda plakadan oluşur. Ayak bastığımız kara parçaları, bu eriyik yapının üzerinde yüzmektedir.

Kabuk kısmı (Üst Kabuk); Ayağımızı bastığınız yerin yaklaşık 70 km. altına kadar iner. Sonrasında 2891 km. derine kadar inen manto kısmı gelir. Manto katıdır. Fakat; İçerisinde magmanın sızdığı yarıklar bulunur. Sonrasında 5150 km.’e kadar derine inen Dış Çekirdek ve ondan sonra da, yerin 6371 km. derinine kadar inen İç Çekirdek'e ulaşırız. Üzerinde yaşam sürdüğümüz kabuk, gezegenin toplam derinliğinin sadece %1.03'ü kadardır.

Mantoda bulunan eriyik malzemenin neden olduğu konveksiyon akımları denen eriyik madde akıntıları, hemen üzerinde bulunan kabuğun parçalarının (plakaların) farklı yönlere doğru hareket etmesine sebep olur. Konveksiyon akımları, plakaların altındaki magmanın döngüsel/dairesel hareketidir.

Üzerinde okyanusları ve karaları bulunduran plakaların hareketiyle, bu plakalar üzerindeki her şey yavaş yavaş hareket eder. Üzerinde bulunduğumuz kabuğun, hemen altında meydana gelen konveksiyon akıntıları, kabukta bulunan ve "plaka" denen dev kara parçalarını sürekli hareket ettirir. Akıntıların yönüne bağlı olarak karalar da hareket ederler. Bu nedenle milyonlarca yıl içerisinde yeryüzünün kara dağılımları sürekli değişir.

Yeni kıtalar oluşur ve var olan kıtalar yok olur. Ayrıca kıtalar birleşerek veya ayrılarak; biçim ve konum değiştirirler. Ülkemiz Anadolu levhası (veya genel olarak Avrasya levhası), güneyden Arabistan levhası ve Afrika levhası tarafından itilmektedir. Anadolu coğrafyasının jeolojik evriminde bir zamanlar sular altında olduğunu, Ülkemizin topraklarını kaplayan bu okyanusa Tetis Okyanusu, Anadolu'nun bu okyanusun içinden yükselerek çıkması sürecine de, Anadolu'nun (Türkiye'nin) Tetis Evrimi adı verilmektedir.

Tetis Okyanusu, Pangea Süperkıtası'nın parçalanmasından sonra oluşan Laurasia ve Gondwana kıtaları arasındaki üçgen şekilli, büyük ve batıya doğru daralan boşlukta oluşan okyanusun adıdır. Bu plaka, gidecek yer bulamayınca, bu sefer kabarmaya başlamış ve bugünkü Güneydoğu Anadolu’daki sıradağları oluşturmuştur. Zaten dağların oluşumu, bu şekilde plakaların birbirine çarpması sonucu oluşan kırılmalar, bükülmeler ve sıkışmalarla meydana gelmiştir. Bu olayın bir diğer örneği, Afrika levhasının kuzeye hareketi neticesinde Toros Dağları'nın oluşumunda gözlenmektedir.

Belli bir süre boyunca Arap levhasının hareketi Bitlis Okyanusu'nun kapanmasına ve                   sıradağların oluşmasına neden olduktan sonra, bu kez Anadolu’yu batıya itmeye başlamıştır. Batıya doğru itilen Anadolu, 4 milyon bir süre içinde Doğu – Batı yönünde bir kırık boyunca ikiye bölünmüştür.

Bingöl’den başlayan ve Ege Denizi'ne kadar uzanan yer kabuğunda meydana gelen bu kırığa; Kuzey Anadolu Fay Hattı (KAF) denir. Dünyanın en hızlı hareket eden ve en aktif sağ-yanal atımlı faylarından biri olarak görülen Kuzey Anadolu Fay Hattı, 1100 km. uzunluğunda olup, 10 m.’den 100 m.’ye kadar değişen bir genişliğe sahiptir. Van Gölü’nden Saros Körfezi’ne kadar tüm Kuzey Anadolu’yu kesen KAF, tek bir faydan oluşmayıp, birçok faydan oluşan bir fay zonu halinde uzanmaktadır.

Türkiye her yıl ortalama 20 milimetre batıya ilerlemektedir. Fay hattının her iki yüzeyi de pürüzlü olduğu için bazı bölgelerde birbirine takılarak kenetlenir ve gitmesi gereken yolu gidemez. Örneğin; 200 yılda ortalama 4 metre ilerlemesi gereken fay takıldığı için ilerleyemez. Takılan girinti ve çıkıntılar da; 200 yıllık stres birikime dayanamadığı bir anda

kırılır ve bu da çok büyük sarsıntılara (depremlere) neden olur.

Fay hatları kırılmadan önce, belirli oranda yamulur ve üzerinde bir yük birikimi oluşmaya başlar. Ardından hattın direnci azalır ve direncini kaybeden fay ise; kırılarak üzerindeki enerjiyi diğer faya aktarır. Bunun sonucunda fay hattının bir ucunda büyük bir deprem olur. Bir kaç on sene sonra az ilerisinde, sonra az ilerisinde, sonra biraz daha ilerisinde yine büyük depremler meydan gelir. Bu süreç böyle devam eder ve belirli aralıklarla depremin bir fay hattı boyunca tren gibi ilerlediği görülür. Fay hatları da, uç uca eklenmiş parçalar gibidir. Ancak o parçalar fay hattının bütününü oluştururlar. Fay hattını oluşturan her bir parçaya             “ Segment “ denir. Deprem olduğunda genelde sadece bir segment kırılır, fayın tamamı kırılmaz.

                          .

Kuzey Anadolu Fay Hattı'nın Bingöl’den başlayıp, İstanbul’u teğet geçerek Ege Denizi'ne (Saros Körfezi'ne) kadar ulaştığı ve bu hat boyunca onlarca segment olduğu bilinmektedir.  Bu segmentlerden son asır içerisinde sadece iki tanesi kırılmamıştır. Birisi Yedisu segmenti ve diğeri de, adaların hemen altından geçen Doğu Marmara segmentidir.

Kuzey Anadolu Fayı, Adapazarı’ndan sonra üç kola ayrılıyor. Kuzey kol; İzmit körfezi, Adalar ve Florya açıklarından ilerleyip, Tekirdağ açıklarından Saros Körfezine girmektedir. Orta kol ise; Gemlik – Bandırma hattını takip ederek Bayramiç ’den Ege Denizine ve üçüncü kol da; Yenişehir Ovası, Bursa’nın güneyi ve Manyas Gölü’nün güneyinden geçerek, Edremit Körfezi’ne girmektedir.

Milyonlarca yıl önce Adapazarı’na kadar tek parça halinde gelen Kuzey Anadolu fayı; sonradan üç kola bölünüp, birbirinden uzaklaşınca kolların arası açılmış ve orta kısım çökmüştür. O kısımda; bu açılmadan dolayı suyun birikimi sonucu deniz oluşmuştur.                 İşte bu iki (Kuzey ve Orta Kollar) Marmara Denizi'ni oluşturan faylardır. 

Su ile doygun hale gelmiş olan alüvyon, çok hareketli bir yapı oluşturmaktadır. Bu tür zeminler üzerinde inşa edilen binalar; daha kuvvetli sallanarak hasar görürler. Kaya zeminler ise; daha rijit olup, daha az titreşirler ve üzerlerinde inşa edilen yapıları daha az sallarlar. Hasarı artıran diğer bir faktör ise; hem zemin ve hem de bina periyotlarının birbirleri ile örtüşmesidir. Bu olaya rezonans denir ve rezonansa giren yapılar fazla sarsılır. O nedenle gevşek zeminlerde az katlı, sağlam zeminlerde ise çok katlı yapılar inşa etmek gerekir.

M büyüklüğündeki her birim artış için genlik 10 kat artar.

Enerji 10 ile orantılıdır.

M büyüklüğünden ve (E2) M + 1 büyüklüğünden (E1) enerjiyi düşünün

E2 / E1 = (10 ( )) / (10 )

E2 / E1 = 10 = 32

Böylece, her birim büyüklüğünde artış için, enerji 32 kat artar

1 Joule = 1 Newton x 1 Metre = 1 N x 1 m
1 Joule = 1 Watt x 1 Saniye = 1 W x 1 s
1 Joule = 1 Coulomb x 1 Volt = 1 C x 1 V
1 Joule = 100.000 Dyn x 100 cm = 10.000.000 Erg.

Log E = 4.8 + 1.5 M                                  

Deprem sırasında açığa çıkan enerjiyi, aynı miktarda enerji saçacak düzeyde patlayıcı kilogramı ile ifade etmek de mümkündür. Örneğin 6 büyüklüğündeki bir depremde saçılan enerji 56 milyon kilogram patlayıcının aynı anda patlatılmasına eşittir. 7 büyüklüğündeki bir depremde ise; bu miktar, 1,8 milyar kg.’dır. Hiroşima’ya atılan atom bombası 15 milyon kilogram patlayıcıya eşit enerji saçtı.

7 büyüklüğündeki bir deprem ile 6 büyüklüğündeki bir depremden yaklaşık 30 kat güçlüdür. Yani 7 büyüklüğündeki bir deprem, 6 büyüklüğündeki bir depremden sayısal olarak sadece %16,6 büyükmüş gibi gelse de aslında 10 kat büyüktür ve 31,62 (fazla enerji açığa çıkarır) kat daha güçlüdür. 
 

Marmara depreminde ortaya çıkan enerji; Hiroşima’da atılan atom bombası (15 Kiloton TNT)  ile eşdeğer bir enerjiye sahiptir.

1Kiloton TNT = 4x10 erg.  15 Kiloton TNT = 60 x10erg.eder.

Marmara depreminde 1x10erg enerji açığa çıkmıştır.

Hiroşima’da atılan atom bomba ile Marmara Depremi mukayese edildiğinde; Marmara depreminde ortaya çıkan enerji 3162 adet Hiroşima bombasında ortaya çıkan enerjiye denk olduğu ortaya çıkar. Fay kırılması sonunda Potansiyel Enerji ortaya çıkar. Enerji olan yerde iş yapılmalıdır. Yapılan iş, zeminde kırılmalar ve zeminde deformasyonlardır.

Log ES = 11.8 + 1.5M (ES erg cinsinden sismik enerji, M Richter ölçeği ile büyüklük)

Burada ES'nin depremin içsel enerjisi olmadığı, fakat sismik dalgalarla yayılan enerjisi olduğudur.

7.5 büyüklüğündeki bir deprem 7.0 büyüklüğündeki bir depreme göre yaklaşık 5 kat daha fazla enerji yaymaktadır.

Aynı depremler için daha kesin değerleri aşağıdaki formüle göre hesaplarsak;

Log ES = 11.8 + 1.5M

ES (M=7) = 10 ve ES (M=7.5) = 10 =>

ES (7.5) = 5.62 x ES (7.0)  yani 5.62 katıdır.

Log E = 1.5 × R + 4.8

Veya

E = 101.5×R + 4.8 dir.

Çizelge 1.Magnitüd karşılığı sismik enerji değerleri: