Depremleri önceden bilmek mümkün olmasa da bilim insanları nerede ve nasıl olacaklarını anlamak için yerin milimetrik hareketlerini izliyor hatta derinliklerine kadar iniyor.

Fay hatlarının izlenmesi, sadece tek bir bilim dalının değil, birçok disiplinin birlikte çalışmasını gerektiren karmaşık bir süreç.

Peki bu süreçte kim, nasıl rol alıyor, hangi teknikler kullanılıyor?

Uydu teknolojisiyle yerin milimetrik hareketleri izleniyor

Depremler olmadan önce yer kabuğunda gerilim birikmesi meydana geliyor.

Bilim insanları bu gerilime yol açan mikro düzeydeki yer değiştirmeleri Türkiye’de uydu teknolojisiyle ölçüyor.

BBC Türkçe‘ye konuşan İTÜ Avrasya Yer Bilimleri Enstitüsü’nden Prof. Dr. Sinan Özeren, “Türkiye’de aktif olduğunu bildiğimiz fay hareketlerini uydu teknolojisiyle takip ediyoruz” diyor.

Buna göre Türkiye’de yaygınlıkla kullanılan iki çeşit uydu teknolojisi var.

Bunların ilki, Prof. Dr. Özeren’in, “telefonlarımızda kullandığımız GPS teknolojisinin çok daha hassas bir hali” olarak tanımladığı yer (GPS) istasyonları.

Bu teknolojinin çalışma şeklini şöyle anlatıyor:

“Yere, çok sağlam bir yere bir çivi çaktığınızı ve üzerine bir alet koyduğunuzu düşünün. Bu alet uydularla sürekli haberleşerek sene içinde o noktanın belirli bir referans noktasına göre çok küçük hareketlerini, belirli bir hata payı dahilinde, tespit edebiliyor.”

Fay hareketleri hakkında fikir veren bir diğer gözlem de, Yapay Açıklıklı Radar İnterferometrisi (İnSAR) uydularıyla yapılıyor.

Yer hareketlerinin belirlenmesi için kullanılan bir tür haritalama tekniği.

Özeren, bu teknoloji için, “Nokta bazında GPS kadar hassas değiller ama çok daha büyük alanlarda hareket tespit ediyorlar” diyor.

Deniz altındaki fay hatları nasıl izleniyor?

Uydu teknolojileri yer hareketlerini detaylı olarak izlemeye yardımcı olsa da su altını görüntülemekte yetersiz kalıyor.

Prof. Dr. Sinan Özeren, bunun sebebini “Uydu, elektromanyetik dalgalarla etki yapan bir sistem ve bu dalgalar tuzlu suyun içinde yayılamıyor” diyerek açıklıyor.

Bu durumun Marmara Denizi’nin dibinden geçen, “Türkiye’deki en önemli faylardan biri olan ‘nın devamının” incelenmesini zorlaştırdığını söylüyor.

Bunun için “daimi olmayan, sadece birkaç yıl aktif olabilen akustik sistemlerle” fayların gözlemlendiğini belirtiyor.

Prof. Dr. Özeren, İstanbul’u da etkilemesi beklenen “büyük bir deprem üretecek olan” fayın incelenmesi için fayın Marmara’dan geçen kısmı hakkında yıllar içinde çok sayıda sismik yansıma çalışması yapıldığını belirtiyor.

Özel gemilerle yürütülen bu çalışmalarda, deniz yüzeyinden deniz altına doğru kontrollü patlamalar yapılıyor.

Bu patlamalardan yayılan yapay sismik dalgalar, suyu ve deniz altı tabakalarını geçerek farklı yoğunluklardaki jeolojik katmanlardan yansıyor.

Dalgaların geri dönüş süresi ve yapısı, gemilerdeki sismometre dizileri tarafından kaydediliyor.

Böylece deniz taban yapısının adeta “tomografisi çekiliyor”.

‘Marmara’da fayın kilitli olduğunu bulduk’

Özeren, bu çalışmalar neticesinde Marmara’da fay hattının nereden geçtiğinin “üç aşağı beş yukarı” bilindiğini söylüyor.

Bulguları 2019 yılında yayımlanan ve Alman bilim insanları liderliğinde Marmara Denizi’nde deprem riskini araştıran 2,5 yıllık bir çalışmada Prof. Dr. Özere de yer almıştı.

Araştırmacılar bu kez fayın davranışını doğrudan izleyebilmek için deniz tabanına akustik cihazlar yerleştirdiler.

Yaklaşık üç yıl boyunca deniz altında veri toplayan cihazların çalışma prensibi, belirli noktadan gönderilen ses sinyalinin başka bir noktadaki cihaz tarafından ne kadar sürede alındığını ölçüyordu.

Eğer fayın iki tarafı birbirinden uzaklaşıyorsa bu akustik sinyallerin ulaşma süresinde de milisaniyelik farklar oluşması bekleniyordu.

Ancak Marmara’daki bu deneylerde, zamanla bu sinyal sürelerinde anlamlı bir değişim gözlenmedi.

Prof. Dr. Özeren, “Bu da fayın o bölgede kilitli olduğunu, yani hareket etmediğini ve stres biriktirdiğini gösterdi” diyor.

Araştırmacılar 2019’da Nature dergisinde yayımlanan çalışmalarında, fayın incelenen bölgesinde bilinen son kırılmanın 1766’da gerçekleştiğini söylediler.

Marmara’da 7,1 ila 7,4 büyüklüğünde bir deprem beklendiği öngörüsünde bulundular.

Sismometreler icat edilmeden önce olan depremler nasıl inceleniyor?

Depremlerin büyüklüğünü ölçen aletler 1900’lerden önce icat edilmemişti.

Bu tarihten önce yaşanan depremlerin büyüklükleri tam olarak bilinmiyor.

Tarihi depremlerin spesifik olarak hangi fay hattındaki hareketlerle gerçekleştikleri de kayıt altına alınmış değil.

Prof. Dr. Sinan Özeren, “Büyük depremlerle ilgileniyorsanız; bir önceki büyük deprem muhtemelen en az birkaç yüz yıl önce gerçekleşmiş oluyor. O depremin fayın neresini kırdığı gibi sorulara yanıt vermek çok önemli ve maalesef en büyük belirsizlik kaynaklarından biri” diyor.

Tarihi depremlerden sonra geçen uzun sürelerde fay kırıklarının üzerine toprak tabakaları birikebiliyor.

Yapılaşmanın yoğun olduğu Türkiye’nin bazı kentlerindeyse bu alanlara yeni binalar yapılmış olabiliyor.

Bu sorularla ilgilenen paleosismoloji, yer bilimi (jeoloji) ve deprem biliminin (sismoloji) bir alt dalı ve geçmişte meydana gelmiş depremleri inceliyor.

Bu alanda çalışan bilim insanları yerin alt tabakalarına odaklanıyor.

BBC Türkçe‘nin sorularını yanıtlayan Erzincan Binali Yıldırım Üniversitesi Deprem Teknolojileri Enstitüsü’nden Yasemin Korkusuz Öztürk, “Fay zonlarında yapılan hendek kazıları ve eğer fay deniz dibinde ise deniz altından alınan örneklerle geçmişteki büyük depremlerin zamanı ve tekrarlanma aralıkları ortaya konuluyor” diyor.

Fay hatlarını kimler izliyor?

Dr. Yasemin Korkusuz Öztürk, “Fay hatları jeofizik mühendisleri, jeoloji mühendisleri ve harita mühendisleri tarafından incelenir” diyor.

Sismoloji, yani deprem bilimi, jeofiziğin bir alt dalı ve depremlerle ilgili doğrudan incelemeler sismologlar tarafından gerçekleştiriliyor.

Öztürk’ün verdiği bilgiye göre, sismologlar (deprem bilimciler, yer bilimciler) tarafından, deprem sırasında yayılan sismik dalgalar kullanılarak depremin hangi fay üzerinde meydana geldiği, derinliği, büyüklüğü ve kırılma mekanizması analiz ediliyor.

Bu sismik dalgalar Kandilli Rasathanesi gibi merkezlerin oluşturduğu sismometre ağı yardımıyla Türkiye genelinde takip edilebiliyor.

Öztürk, “Depremlerin rutin dizilimleri fay hatlarının çizgiselliği hakkında bilgi verirken, herhangi bir büyük deprem sonrasında oluşan artçı şokların dizilimleri, ana depremde kırılan fay hakkında önemli bilgiler sunar” diyor.

Elde edilen veriler ışığında bilgisayar ortamında deprem senaryoları oluşturulup olası kırılma ve sarsıntılar simüle ediliyor.

Deprem fay hatları üzerinde çalışan bir diğer bilim dalı da jeofizik ise yerküreyi şekillendiren fiziksel süreçleri anlamaya çalışıyor.

Öztürk, jeofizik mühendislerinin, yer çekimi ve elektrik iletkenliği gibi jeofizik ölçümleri kullanarak yeraltının fiziksel özelliklerine göre fayların konumunu anlamaya çalıştığını söylüyor.

Ayrıca fayın içine açılan sondajlarla doğrudan kaya örnekleri alınarak yer altındaki basınç, sıcaklık ve gerilimin ölçüldüğünü belirtiyor.