DEPREM ELASTİK DALGALARININ YER PARÇALARININ YAPISINA UYGULANMASI

 GİRİŞ

B

irkaç hafta önce depremlerde açığa çıkan elastik dalgalar hakkında öğrendiğimiz gibi,   elastik deprem dalgaları, elastik sınırlarının ötesinde gerilen kayaların kırılmasından kaynaklanan ani hareketlerin neden olduğu yerdeki titreşimler olarak adlandırılır.  

   Resim 1. Depremde açığa çıkan dalgalar ve oluşumunda

   etken olan jeofizik faktörler.

Sismik dalgalar, deprem gibi doğal veya patlama gibi insan yapımı olabilen bir kaynakta üretilir.  Ortaya çıkan dalgalar ortamdan geçer ve kaydedilir.  Bu bilgi birkaç şekilde olabilir.  Dalgalar, onları oluşturan kaynakların konumu ve doğası hakkında bilgi sağlar (Resim1).  Dalganın kaynaktan ayrıldığı başlangıç ​​zamanı biliniyorsa, alıcıda kaydedilen varış zamanı, ortamdan geçmesi için gerekli seyahat süresini verecektir.  Depremleri inceleyen bilim adamlarına sismolog denir ve sismologların meydana gelen her titreşimi ölçmek için kullandıkları araçlara sismograf denir.  Temel farkı  anlamak ve öğrenmek bizim için çok önemli.  Bilinmesi ve Depremle birlikte hareket eden ve farklı yönlerde yayılım özelliklerine sahip birbirinden farklı olan yeryüzünün her yerinde 'body waves' ve yüzeyde 'surface waves' yayılan her bir dalganın      ortamın fiziksel koşullarına bağlı olarak değişen hızını, ivmesini ve yer değiştirmesinin anlaşılması gereken birkaç dalga türünden, bu nedenle süreçlerinin analizi işini yaparken dikkatli olmalıyız. 

DERS 01 - ÖZET

S

ismik dalgaların cisim dalgaları ve yüzey dalgaları dahil olmak üzere çeşitli türleri vardır. cisim dalgaları yeryüzünde yayılan dalgalardır. Dalgaların terminolojisi genlik, frekans, dalga boyu ve periyot gibi dalga parametrelerini ifade eder. Genlik genellikle dalganın durduğu noktadan/ başlangıç noktasından en büyük yer değiştirmesi olarak adlandırılır. dalganın frekansı, hertz (Hz) başına bir saniye boyunca meydana gelen döngü sayısıdır.

     Resim 2. Sismik dalga hızlarının değişimi.

Dalga boyu, birbirini takip eden iki konum arasında bir mesafeye sahip olan aynı frekanstaki bir dalgadır. Periyot, bir dalga döngüsünün gerçekleşmesi için gereken süre olarak adlandırılabilir. Bir dalganın bir ortam boyunca ilerleme hızına dalga hızı denir. Ayrıca, bu sismik dalganın hızı, içinden geçtiği ortamın jeofizik özelliklerine göre etkilenebilir. Genel olarak, bu sismik dalga daha yoğun malzemelerde hızlı bir şekilde yayılır. Sismik dalgalar volkanik patlamalar, aktif patlatmalar, depremler gibi doğal afetlerden veya madencilik veya sondaj gibi insan faaliyetlerinden kaynaklanabilir. Jetler ve sismik dalgalar birbiriyle ilişkilidir çünkü bir jet motoru kullanırsak, motor bir sismometre tarafından tespit edilebilen kızılötesi dalgalar yaratacaktır. Yani sismik dalgalar yeryüzünde yayılan enerji dalgalarıdır ve elbette bunun olmasına neden olan birçok faktör vardır. Bu dalgalar, içinden geçtikleri ortamın parametrelerine göre değişen dalga kalitesi ve hızı terminolojisine göre ayırt edilebilir (Resim2).

DERS 02 - ÖZET

S

ismik dalgaları farklı dillerde ve anlaşılması kolay bir şekilde açıklayan birçok kaynak bulunmaktadır.  Ayrıca videoları izleyebilir ve anlayıp öğrendikten sonra bunları uygulayabilirsiniz, örneğin bugün mevcut olan uygulamaları kullanarak, birkaç hafta önce derste öğrenilen böyle bir uygulamaya örnek Vibrometre'dir. 

Resim 3. Sismik titreşimlerin kayıt edilmesinde mobil 
telefonların kullanımı.

Vibrometre, belirli bir nesne üzerinde meydana gelen titreşimlerin gücünü / modelini tespit etme ve ölçme işlevi gören bir uygulamadır, ancak cihaza uygulanan herhangi bir titreşimi tespit edemez veya ölçemez. ayrıca bu uygulama sadece bu şekilde işlev görmez, aynı zamanda bir sismometre olarak da işlev görebilir.

Bu gibi uygulamalar çok yararlı ve kullanışlıdır (Resim3). Sismik dalgalar P-dalgaları (Birincil Dalgalar/Basınç Dalgaları), S-dalgaları (İkincil Dalgalar/Kayma Dalgaları) ve Yüzey Dalgaları (Love ve Rayleigh) olmak üzere üç türe ayrılır. P-dalgaları en hızlı dalgalardır ve katı ve sıvı malzemelerden geçebilirken, S-dalgaları yalnızca katı nesnelerden geçebilir. Dünya'nın yüzeyi boyunca yayılan Yüzey dalgaları, yalnızca  ve P ve S dalgalarından daha yavaş olarak hareket ettiğinden, yavaş dalgalar olarak sınıflandırılır. Rayleigh dalgaları ve Love dalgaları, yatay ve dikey boyunca zeminde yer değiştirmeleri üretebilen yüzey dalgalarına örnektir.

DERS 03 – ÖZET

S

ismik dalgalar, Dünya'nın içinden geçen dalgalardır ve sismograflar ve sismometreler gibi cihazlar kullanılarak yüzeyde de tespit edilebilirler. Sismograflar, depremler sırasında oluşan yer hareketlerini veya sismik dalgaları kaydeden aletlerdir. 

  Resim 4. 26 Aralık 2004 Endonezya depremi ve etkileri.

Küresel sismograf ağı, küresel olarak meydana gelen tüm sismik aktiviteleri tespiti ve kaydı için kullanılır. Depremlerin sıklığı bölgelere göre büyük farklılıklar gösterse de, Pasifik Ateş Çemberi üzerinde bulunanlar en yüksek sıklığa sahiptir.  Örneğin, Endonezya'da meydana gelen Aceh Depremi, Bu doğal afet 26 Aralık 2004 tarihinde Endonezya'nın Sumatra adasının batı kıyısı açıklarında çok şiddetli Mw=9.1 bir deprem meydana gelmiştir (Resim 4). Bu deprem çeşitli ülkelerde 230.000 ila 280.000 arasında insanın ölümüne ve birçok kıyı yerleşiminin sular altında kalmasına neden olmuştur. Endonezya, Sri Lanka, Hindistan ve Tayland ile birlikte kesinlikle en ciddi şekilde etkilenen ülke olmuştur. Bu deprem, sismograflarda kaydedilen en büyük/en güçlü üçüncü deprem ve tarihteki en uzun süreli faylanma depremi olmuştur. Sadece bu da değil, yeryüzünün tüm bölgelerini 1 cm'lik bir yer değiştirme ile salladı ve Alaska da dahil olmak üzere birçok bölgede sismik aktiviteye neden oldu. Bu yıkıcı depremden etkilenen insanların ve ülkelerin çektiği acılar, birçok ülkeyi birbirine insani yardım göndermeye sevk etti. Böylece o dönemde dünya toplumu bir bütün olarak 14 milyar ABD Dolarından fazla insani yardımda bulundu ve elbette bu çok faydalı oldu ve o dönemde meydana gelen doğal afetlerin karşılanmasına yardımcı oldu.

DERS 04 - ÖZET

P

 ve S dalgalarının doğrudan iletimini vurgulayan bedrock sismogramları, basin sismogramları, tam olarak bir deprem devam ederken yer katmanlarından gelen karmaşık yansımaları ve rezonansları içeren sismogramlar olmak üzere iki tür sismogram vardır. 

 Resim 5.  Deprem dalgalarının özellikleri.

Ayrıca, sismogramların üç bileşeni vardır, yani yukarı-aşağı, kuzey-güney ve doğu-batı olmak üzere (Resim 5). Yüzey dalgaları, yoğun temel kaya 'bedrock', zayıf sedimantasyon, suya doymuş kum ve çamur nedeniyle havzanın kumlu kısımlarında güçlenir. Sismik dalgalar yerkabuğu, manto ve çekirdek gibi malzemeler boyunca yayılır ve onları yukarı ve aşağı, bir yandan diğer yana veya dairesel bir hareketle titreşmeye zorlar. Sismik dalgalar iki türlü vardır, birincil dalgalar ve ikincil dalgalar. Birincil dalgalar genellikle sismik istasyona ilk ulaşan sıkıştırma dalgaları olarak adlandırılırken, ikincil dalgalar birincil dalgadan sonra sismik istasyona ikinci ulaşan kesme dalgalarıdır. Yani bu P ve S dalgaları, depremden doğrudan yeryüzüne ve ardından istasyona yayılan cisim dalgalarıdır, Love Dalgaları ise yansıyan S dalgalarının birleşik dalgalarıdır, böylece Love dalgaları oluşur. Bu arada Rayleigh dalgaları, deprem ile istasyon arasında yer yüzeyi boyunca yayılan bir sismik dalga türüdür ve bu kavram, çarpan gövde dalgasını yansıtan karmaşık bir üst üste binme olarak ortaya çıkar ve böylece geriye doğru hareket eden eliptik bir parçacık hareketi yaratır. 

DERS 05 - ÖZET

D

eprem kayıt istasyonundan ne kadar uzakta olursa, sismogramdaki P, S ve derin yüzey dalgaları da o kadar uzakta olur.  Zayıflama (dalga yayılımı veya enerjinin madde tarafından emilmesi nedeniyle mesafe ile genlikte azalma), dağılma (frekans ve hızda değişim) veya anizotropi (yayılma yönüne bağlı hız) yoktur (Resim 6).

P dalgaları için 3D sismik dalga animasyonu, öğrenciler yürürken dairelerini tutarak ve ileri geri hareket ettirerek (itme ve çekme) gösterilebilir. S dalgaları, öğrencilerin yürürken bir daire tutup yukarı ve aşağı hareket ettirmeleriyle gösterilebilir. Daha sonra Rayleigh dalgaları için, öğrenciler yürürken dairelerini tutup retograd elips oluşturacak şekilde hareket ettirerek gösterilebilir. Ve son olarak, Love dalgaları, öğrenciler yürürken dairelerini tutup yatay olarak bir yandan diğer yana hareket ettirerek gösterilebilir. 

Canlı bir gösteri ile örneklendirirsek böyle olur. Bazı yararlı sismik dalga terminolojisinden, dalgalar, elastik, kırılgan ve sünek malzeme nitelikleri, dalga tıpleri, seis (Sismoloji, sismolog, sismik, sismometre, sismograf, ve sismogram), yer hareketi (hız, ivme, frekans, dalga boyu ve süresi), deformasyon, ve sismograflar olarak kategorize edilebilir. 

Bu yüzden Sismograf cihazları, yaylar, mıknatıslar ve bobinler kullanır ve ayrıca sönümleme ve basit harmonik hareketler kullanır. 

Dalga kategorileri arasında genellikle (birincil, sıkıştırma veya cisim dalgaları) P dalgaları, S dalgaları olarak adlandırılan  veya (ikincil, kesme veya cisim dalgaları) bulunur. Üçüncü Rayleigh dalgaları veya (R dalgaları veya yüzey dalgaları) olarak da adlandırılabilir ve son olarak Love dalgaları aşk dalgaları  olarak da adlandırılabilir veya (L dalgaları ve veya yüzey dalgaları) bu dalgalar elastik ve kırılgan malzeme özelliklerine sahiptir. Uygulanan kuvvetin şeklindeki veya boyutundaki göreceli değişime genellikle deformasyon denir. Birim alan başına meydana gelen kuvvet ise gerilmedir (Resim7).

DERS 06 - ÖZET

B

ildiğimiz gibi, gömülü ve yeryüzünden görülemeyen gizli faylar varsa, bu faylar çok tehlikelidir ve jeofizik alanında ki özel teknikler kullanılarak tespit edilmelidir, çünkü çok kötü bir etkiye sahip olan gizli faylar ani ve beklenmedik yıkıcı depremlere neden olabilir ve belki de hasar meydana gelene kadar bu bilinmeyecektir. Dolayısıyla bu sismik dalgaların genliği yer değiştirme, hız ve ivme gibi çeşitli birimlerle ölçülebilir.  

Yer değiştirme çok önemlidir ve (m/cm) biriminde bir depremin neden olduğu hasar miktarının bir ölçüsü olarak hizmet ederken, hız dalganın farklı malzemeler boyunca nasıl yayıldığını belirlemek veya tahmin etmek için kullanılır ve (m/s) biriminde hesaplanır.  İvme, dalga hızındaki değişimlerin karelerinin toplamıdır ve ölçü birimi (m/s2)'dir. Binalar ve nesneler üzerinde gösterildiği gibi ve genellikle dalga kuvveti olarak adlandırılan bu ivme sistemi kullanılarak hesaplanır.  Öğrendiğimiz gibi, bu derste öğrenilen sismometre uygulaması gibi, bununla ilgili şeyleri gerçekleştirmek için işlev gören birçok uygulama vardır. Küresel Sismogram Görüntüleyicinin, dünyanın dört bir yanında ki istasyonlardan büyük bir deprem meydana geldiğinde otomatik olarak sismogramların açıkça görülebilen bir grafiğini oluşturabilmesi ve bunları depremden uzaklığa göre

    Resim 8.  Sumatra-Andaman depremi sonrası Periyodik
     olarak tetiklenen Volkanik sinyaller.

görüntüleyebilmesi, küresel sismik görüntüleyicinin bu konuda çok iyi ve kullanışlı olduğunu göstermektedir (Resim 8). Sismik dalgaların yayılmasına ve depremlerin meydana gelmesine neden olan malzeme özellikleri elastiktir.  Elastisite kaya türü, mukavemet, sıcaklık, basınç ve nem içeriği gibi çeşitli faktörlerden etkilenebilir.  Kayaya uygulanan stres veya basınç mevcut elastikiyetini aşarsa, kayanın kırılmasına veya deforme olmasına neden olur, böylece depolanan elastik enerji serbest kalır.  Bu elastik enerji fay kuvvetinde birikir ve deformasyonun bir sonucu olarak, fay zonunun oluşumunda kayanın her iki tarafta bükülmesi, kaya içinde stres ve gerilmeye neden olur ve kaya kırıldığında ve sismik dalgalar şeklinde serbest bırakıldığında kritik bir noktaya ulaşır. Bu elastik enerji birikimi kayanın mevcut gücünü aştığında depreme neden olabilir.

SONUÇ : 

B

unlar, altı haftalık Elastik Dalga yayınımı dersleri boyunca anladığım ve anlaşılmasını kolaylaştırmak için düzgün bir şekilde yazıya döktüğüm materyaldir.  Tabii ki bu dersi bilmek bizim için çok önemli.  Bu şekilde depremlerin nedenlerini ve depremlerle ilgili şeyleri öğreniyoruz, çünkü elbette bu depremin neden olduğunu, neye yol açtığını ve artçı sarsıntılar ya da kötü bir şey olup olmayacağını merak ediyoruz.  

Resim 9

Bu bizim hayattaki huzurumuz ve rahatımız içindir. O yüzden bu önemli bilgileri öğrenmemiz ve öğretmemiz gerekiyor.  Sadece yazılı olarak değil, hatırlanması ve anlaşılması daha kolay olsun diye ilginç animasyonlarla da.  Çünkü bu dünyada hayatta kalmak için hiçbir şekilde önemli olmayan bir bilgi yoktur.  Gençler olarak, mümkün olduğunca çok bilgi edinmeliyiz ki birbirimizle bilgi alışverişinde bulunabilelim, böylece hayatın her alanında faydalı olabilsin.  Bu nedenle, her durumda bilgi aramak için mümkün olan en iyi zamanı kullanın.

Anahtar Kelimeler : Sismik Dalga ,Deprem ,Seismometer ,Jeofizik , Dalga, Sısmogram, Aceh Deprem.

 Kaynakça:

Resim 1

https://www.google.co.id/amp/s/amp.kompas.com/sains/read/2021/05/24/120200223/apa-itu-gelombang-seismik-

 Resim 2

https://tr.m.wikipedia.org/wiki/Sismik_dalga

 Resim 3

https://vibration-meter-seismograph.en.softonic.com/iphone

 Resim 4

https://id.m.wikipedia.org/wiki/Gempa_bumi_dan_tsunami_Samudra_Hindia_2004

 Resim 5

https://www.iris.edu/hq/inclass/animation/3component_seismogram_records_seismicwave_motion

 http://www.iris.iris.edu/sumatra/esk_second.htm

 Resim 6 ve 7

https://web.ics.purdue.edu/~braile/edumod/slinky/slinky4.htm

 http://www.iris.iris.edu/sumatra/tiltmeter_second.htm

 Resim 8

http://www.iris.iris.edu/sumatra/wrangell_second.htm

 Resim 9

https://jeogenc.net/sismik-dalga-yayilim-turleri.html