Sismoloji

KONUYLA İLGİLİ:
Richter Büyüklük Ölçeği
Mercalli Şiddet Ölçeği

Sonuçlarını kimi zaman çok ağır, kimi zaman da hiç hissetmediğimiz depremler, Yerkabuğu içindeki kırılmalar nedeniyle ani olarak ortaya çıkan titreşimlerin dalgalar halinde yayılmasıyla oluşur. Depremlerin oluşumunu, deprem dalgalarının Yer içindeki yayılma şekillerini, ölçüm aygıtları yardımıyla değerlendiren ve genel olarak depremle ilgili çalışan bilim dalı sismoloji. Sismoloji sözcüğünün kökeninde de, Yunanca'da "şok" anlamına gelen "sismos" sözcüğü var.
Sismolojinin en ünemli uğraş alanlarından biri kuşkusuz deprem dalgaları. Yer kabuğu içinde ani kaya kırılmalarıyla oluşan bu enerji dalgaları "sismik dalgalar" olarak adlandırılıyor. Deprem adını verdiğimiz yer sarsıntıları da, bu sismik dalgaların etkisi. Depremleri sismolojinin gözünden bilimsel olarak anlamak için birtakım tanımlamalara gereksinim var. Aslında hiç de zor olmayan bu tanımlar, işin uzmanı olmayan kişiler tarfaından yanlış ya da eksik olarak aktarıldığı için genellikle kafa karıştırıcı oluyor.
Depremin enerjisinin çıktığı, diğer bir deyişle sismik dalgaların kaynağı olan nokta depremin "odak noktası" ya da "iç merkezi" olarak adlandırlıyor. Burada nokta olarak kastedilen gerçekte büyükçe bir alan olmasına karşın, pratik uygulamalarda kolaylık sağladığından nokta olarak kabul ediliyor. Odak noktası, fay üzerindeki ilk hareket noktası. Fayda oluşan kayma, bu noktadan başlayıp hızla fay düzlemine yayılıyor. Yer üzerinde, odak noktasına en yakın nokta, yani odak noktasının Yer yüzeyindeki izdüşümü depremin "merkez üssü" ya da "dış merkezi" olarak adlandırılıyor. Burası, depremin en çok hasar verdiği ve en kuvvetli hissedildiği bölge.

(resmi büyütmek için üzerine tıklayın)

Kırılma ya da kaymanın ardından odak noktasından hızla sismik dalgalar yayılıyor. Bu sismik dalgalar da iki tür: Yerin iç kısımlarındaki odak noktasından başlayıp her yöne doğru yayılan "cisim dalgaları" ve merkez üssünden yayılan ve Yer yüzeyinde ilerleyen "yüzey dalgaları". Yer kabuğunun iç kısımlarında etkili olan cisim dalgalarının da P-dalgaları ve S-dalgaları olmak üzere iki türü var. P-dalgaları, "birincil" anlamındaki ingilizce "primary" sözcüğünün baş harfinden adını alıyor. P-dalgaları, hareketleri sırasında kayaları itip çekerek, yani dalgaların ilerleyiş yönüne paralel olarak hareket ederler. Tıpkı bir ucu sabit olarak gerdiğiniz bir yayı bıraktığınızda yaptığı titreşim hareketi gibi. Bu dalgalar en hızlı ilerleyen sismik dalgalar. Saniyede 4-7 km arasında değişen hızlarla hareket eden P-dalgaları, deprem ölçüm istasyonlarına ilk ulaşan sismik dalgalar. Bu, neden birincil sözcüğünün seçildiğini açıklıyor. P-dalgalarının diğer önemli özelliği, katı kaya kütleleri içinde, sıvılarda ve havada ilerleyebiliyor olması.

(resmi büyütmek için üzerine tıklayın)

İkinci tür cisim dalgaları olan S-dalgaları da, ingilizcede "ikincil" anlamına gelen "secondary" sözcüğünün baş harfinden bu adı almış. Kolayca tahmin edilebileceği gibi, bu dalgalar deprem sonrası ölçüm istasyonuna ikinci sırada ulaşıyor. Daha yavaş hareket eden bu dalgaların hızı da saniyede 2-5 km arasında değişiyor. S-dalgalarının hareketleri ise, dalganın ilerleme yönüne dik. Bu, bir ucu sabit olan bir halatın diğer ucundan tutarak yaptığımız atma hareketiyle oluşan dalga hareketine benzetilebilir. S-dalgaları yalnızca katı kaya kütlelerinde ilerleyebilirler ve ilerlerken de kayaları aşağı-yukarı, sağa-sola doğru hareket ettirirler. Sismik dalgaların ikinci türü olan yüzey dalgaları, en yavaş ilerleyen sismik dalgalar olmakla birlikte, genelde cisim dalgalarından daha fazla hasara neden olurlar. Çünkü bu dalgalar daha fazla yer hareketi yaratır, daha yavaş hareket ettiği için de etkisi daha uzun sürer. Yüzey dalgaları da Love dalgası ve Rayleigh dalgası olmak üzere iki tür. Love dalgası adını, 1911 yılında bu dalgaların matematiksel modelini inceleyen İngiliz matematikçi A. E. H. Love'dan almış. Yüzey dalgalarının en hızlısı olan Love dalgası yeri yatay düzlemde hareket ettirir. Diğer yüzey dalgası olan Rayleigh dalgası ise adını, 1885 yılında bu tür bir dalganın varlığını matematiksel olarak öngören Lord Rayleigh'den almış. Rayleigh dalgası da, bir göl ya da okyanus üzerinde yuvarlanan dalga gibi yer üzerinde yuvarlanarak ilerler. Deprem anında hissedilen sallantıların çoğu, diğer dalgalardan çok daha büyük genlikli olan bu Rayleigh dalgasından kaynaklanıyor.
Sismik dalgaları ölçüp kaydedebilen aygıtların keşfi, belki de bu konuda en önemli bilimsel gelişmelerden birisi. Bu aygıtlar yardımıyla, yerin hareket miktarı ve böylece de depremin olduğu bölge, depremin derinliği ve büyüklüğü ölçülebiliyor.

(resmi büyütmek için üzerine tıklayın)

Sismik dalgaları belirlemekte kullanılan aygıtın adı sismometre; temel çalışma ilkesi ise mümkün olduğunca hareketsiz tutulan ağır bir asılı kütle. Bunun için, ağır kütle, bir yay ya da iple sarkaç gibi asılı tutulur. Yer sarsıntısı sırasında, aygıtın çerçevesi sarsıntıyla birlikte sallanırken, asılı olan kütle eylemsizliği nedeniyle hareketsiz kalır ve böylece yerin hareket miktarı belirlenir. Sismometre kütlesi bu sayede bir referans noktası işlevi görür. Sismometre tek başına, ölçtüğü hareketi kaydedemez. Bu iş için,Yerin hareketini bir kâğıt şerit üzerine kaydeden kayıt cihazına sahip sismometreler, diğer adıyla sismograflar kullanılır.Yer titreşimlerinin kaydedildiği kâğıtlara ise sismogram adı verilir. Dünya üzerinde, depremleri kaydeden ve birbirleriyle iletişim halinde olan binlerce sismograftan oluşmuş bir ağ vardır. Depremin ardından geçen birkaç dakika içinde, sismograflar sismik dalgaları algılamaya başlarlar. Deprem büyükse, Dünya üzerindeki tüm sismograflar tarafından algılanır.

(resmi büyütmek için üzerine tıklayın)

Değişik türdeki sismik dalgalar, farklı hızlarda hareket ettiklerinden, sismograf istasyonlarına da belirli sıralarda ulaşırlar. Önce P-dalgaları, ardından S-dalgaları ve en son da yüzey dalgaları. Bu farklı dalgalar, kâğıt sismogramlara ayrı ayrı kaydedilir. Bu kağıtların analizi sonucu, depremin yeri ve büyüklüğü gibi önemli bilgiler edinilir.