Deprem Öndeyisi:
Başarılabilir ve
Yararlı mı?
Christopher Scholz Çeviren: ÇağdaşTülek ODTÜ Felsefe Bölümü Öğrencisi Alper Sakitaş MTAGenel Müdürlüğü JeolojiEtütleri DairesiGelecekteki bir depremin zamanını, yerini ve büyüklüğünü birkaç gün ya da hatta öncesinden öndeyileme (yani, kısa erimli deprem öndeyllerinin olabilirliği) üzerine yapılan uzun tartışmalar yakın zamanda yeniden başladı. Bu tür deprem öndeyisi özünde zor olan bir araştırmadır ve olası haberci
lerin çok sayıda ama eksik gözlemiyle dolu zorlu bir geçmişi olsa da, bilimsel temelden ve doğruluktan yoksundur.
imdikitartışma, butür öndeyilerin olanaksız- /"Vlığı savıyla meseleyi daha uç bir noktaya taşımıştır. Bu sav iki konu üzerine odaklan-
^^mıştır: Birincisi, dünyanın kendiliğinden yapı- lananMritiklik (self-organized criticality) durumudur;
yani, dünyanın heryeri kırılma noktasına yakındır. Bu nunanlamı, her an, heryerde,herbüyüklükte, gelişi güzel depremlerin olabileceğidir.
SOC, dünyanın tamamının ya da büyük bir kısmı nın, birbiriyleilişkisiz büyük depremler oluşturan faylar
ladolu olduğu küresel bir duruma işaret etmektedir.
Amerika TemsilcilerMeclisi'nin son sözcüsü Tip O'Ne- il'in politika üzerine söylediklerini burada kullanırsak, diyebiliriz ki, deprem öndeyileri neyazıkki her zaman yereldir.
Bu nokta, kanonik (canonical) kum yığını SOC modelini gösteren Şekil l'de betimlenmiştir. Yukarı
dan akan kumun oluşturduğu yığının kenarları, kritik kayma açısına ulaştığında, değişik büyüklüklerde toprakkaymaları başlayacaktır. Şimdi, kum yığınının sadece bellibir bölgesineodaklanalım. Bu bölgede eğimi kayma açısınınaltına taşıyan, sistem boyutun
da toprakkaymaları arasıra olacaktır. Böylece eğim kayma açısına ulaşmadığı sürece, bölgesel hiçbir toprak kayması olamaz. Bu kaymanın zamanını he
saplamak, uzun erimli deprem öndeyisi sorunudur.
Bu, depremöndeyisi araştırmalarında "sismik boş
luk" varsayımı olarak bilinir. Bu varsayımı test eden olumsuz bir deneme hatalıolmuştur çünkü sistem bo yutundaki depremlerdendaha küçük depremler kul
lanmıştır ve sonraki yerel depremleri dışlamayan ke narınsadece birkısmını almıştır.
ikinci konu, bir depremin kendi büyüklüğünün ne kadarolacağını "bilemeyeceği" varsayımıdır. Çünkü bu bütünüyle başlangıç koşullarına (fayın yerel geri- limleri ve kuvvetlerine) bağlıdır. Depremin nükleasyo- nunusaptasak bile depremin büyüklüğünü öndeyile- memize engel olacaktır. Bu nükleasyon, sürtünme (friction) kuramıyla deprem duraysızlığından günler ve haftalar öncefark edilebilir.
Bu varsayım yanlış olabilirmi? Öncü deprem ku şaklarınınbüyüklüğünü ve nükleasyon bölgesini gös
terebilecek bir deprem kaymafazı habercisinin, ta kip eden ana şokun büyüklüğü ile orantılıolduğuna işaret eden gözlemlerbulunmaktadır. Böylece nükle asyon zonunun büyüklüğünün belirlenmesi durumun da,ardından gelecek depremin büyüklüğü öndeyi- lebilir.
Peki,varsayımdoğruysa,bu durum depremin bü
yüklüğününöndeyilmesini engelleyecek midir? Hayır, sadece sorunumuz değişmiş olacaktır; içsel koşulların belirlenmesine gereksinim duyulacaktır. Yani, kritik duruma yaklaşana kadar yüklenen nükleasyon zonu-
nun etrafındaki bölgenin büyüklüğünün belirlenmesige
rekecektir. Örneğin,"dilatancy-diffusion" deprem önde- yikuramınca benimsenenlere benzeyen diğer yöntem
lerbunu olası kılabilir.
Buyüzden, her ne kadar kısa-erimli öndeyilerde bu
lunmak için bir yöntemimizyoksada, bunun olanaksızlı ğını öne sürmenin doğruolacağınainanmıyorum.Oza
man,diğer deprem öndeyitürlerinin olabilirliği ve kulla nışlılığı hakkında neler söyleyebiliriz?
Onyıllık süreleriçerisinde,aktif fay dilimlerinin olası kı
rılma zamanları üzerinden yapılan uzun-erimliöndeyiler kabuledilmiş sismik tehlike analizlerinin birparçası olmuş
tur.Bu yöntembilim temel alınarak,birçokçalışmayapıl
mışve 1989 Loma Prieta, Kaliforniya, depremialtı yılön
cesinden tahmin edilmiştir (forecast). Bu tür öndeyilerin yararı, depremin etkisini azaltmak için gerekecek mü
hendislik ve acil durum planlarınınhazırlanması için on yı la varan süreler tanımasıdır. Orta-erimli öndeyi, uzun- erimli öndeyinin güncellenmiş şeklidir. Orta-erimli öndeyi, sismikölçümlerdeki iyileşmeyleya da fayınkırılmanokta
sınayaklaştığıuyarısıverencihazlarla başarılmıştır.
Bir başka öndeyitürüolan "Acil Alarm"da, eşik değe rinüzerindeki sismikdalgalar birelektronik uyarı gönde rirler. Bu sistem sayesinde, nükleer reaktörler, gaz ve elektrik şebekeleri vb. birkaçsaniye içerisindekapatıia- bilmektedir. Benzeri bir sistem, Japonya'da, deprem anında hızlı trenlerindurdurulmasında kullanılmaktadır.
Son olarak, depremlerin sıklıkla yakındaki faylarda
depremoluşumunu tetiklemesine dair bulgular, birdiğer öndeyi modeline kaynaklık etmiştir. Bu model, deprem sonrası sismik tehlike değerlendirmesi olarak anılır. Mo delde, büyükbir depremin hemen ardından,yakındaki bütün faylar üzerinde oluşan gerilim değişikliği hesapla
nır ve önceki deprem sonucunda kırılmaya yaklaşan faylar hakkındatehlikeraporlarıçıkartılır.
Peki, kısaerimlideprem öndeyilerini neyapacağız?
Olasılığının düşük olduğuna karar verip kafamızdan sil- meli miyiz? Ben böyledüşünmüyorum: deprem fiziği üze rine dahaöğreneceğimizçokşeyvar ve özellikle hız/du- rum değişken sürtünme (rate/state variable fraction) yasalarının sorunumuza yönelik uygulamalarında hızlı ve büyük ilerlemeler kaydedildi. Bugüne kadar karanlıkta yolumuzu bulmaya çalışıyorduk; gözlemlenebilir olarak elimizde sadece depremlerin kendisi vardı. Kaliforniya, Japonya vebaşka yerlerde kurulan,uydu radar interfe- rometreleriyle desteklenmiş çok sayıda yerleşik küresel yerbelirleme sistemi (GPS)ağları, ilk defa,gerilim alanla rının gelişimini uzay-zaman ölçeğinde görmemizi sağla yacak.Nelerin ortayaçıkacağınıkim bilir? Ozaman, ara sıra beklenmedik birşekilde ortaya çıkan ilginç "haberci"
olaylar gözlenecektir. Acababunların mekanizmaları ne olabilir?
Kaynak
NatureDebates, www.nature.com