Depremler 1989, Loma Prieta depremi, Mw = 7.2
Depremler Deprem, ani enerji boşalımının neden olduğu yer sarsıntısıdır. Tektonik kuvvetler kayaçlar üzerinde stres üretmekte ve bu kayaçların sonunda elastik limitini aştığında ise kırılgan bir deformasyonla sonuçlanmaktadır Depremler sırasında salınan enerji sismik dalgalar oluşturmaktadır. Elastik rebound teorisi Depremler kayaçlar içinde depolanan elastik enerjinin, kayaçların kırılacağı ve bir fay boyunca hareket edeceği ana kadar ani boşalımıdır.
Deprem Nedir? ØD e p r e m l e r y e r k a b u ğ u içerisinde uzun yıllar biriken büyük miktarlardaki enerjinin fay boyunca ani salınımıyla meydana gelir. Ø Te k t o n i k p l a k a s ı n ı r l a r ı yakınındaki yerlerde yer kabuğu bükülmeye, sıkışmaya ve gerilmeye maruz kalır. Dünya çevresindeki deprem lokasyonları ve bunların plaka sınırlarıyla korelasyonu. Kırmızı işaretler eski deprem odak merkezlerini tanımlamakta. Ø Hemen hemen tüm depremler plaka sınırlarında meydana gelmektedir. 3
Sismik Dalgalar Hiposantr(İç Merkez) Sismik dalgaların kaynaklandığı, bir fay boyunca ilk kırılmanın ve hareketin gerçekleştiği nokta Episantr (Dış Merkez) - Depremin oluştuğu noktanın yeryüzeyine izdüşümü Depremler sırasında iki tür sismik dalga üretilir: Cisim dalgaları- Depremin oluştuğu (hiposentır) yerden dışarıya doğru yer içerisinde tüm yönlerde seyahat eden dalgalar Yüzey dalgaları- Depremin odak noktasnıdan dışarıya doğru yer yüzeyi boyunca hareket eden dalgalar
Cisim Dalgaları P dalgası sıkışmalı cisim dalgasıdır. Kayaçlar dalganın ilerleme yönüne paralel ileri-geri sallanırlar. Hızlı dalgalardır (4 to 7 km /sn), depremi takiben kayıt istasyonuna ilk varan birincil dalgadır. Katı ve sıvılar içerisinden geçer S dalgası kesme dalgasıdır. Dalganın ilerleme yönüne dik olarak kayaçlar ileri-geri sallanırlar Daha yavaş dalgalardır (2 to 5 km/sn), depremi takiben kayıt istasyonuna ikinci varan Sadece katılar içerisinde ilerler
Sismik dalgalar
Yüzey Dalgaları Yüzey dalgaları cisim dalgalarından daha yavaş hareket ederler, fakat titreşim genliği daha büyüktür Love dalgaları yer yüzeyinin yan yana hareketi Sıvılar içerisinde seyahat etmez Rayleigh dalgaları dalganın hareket yönüne zıt eliptik bir yol boyunca yerin hareketi Binalara son derece yıkıcı hasarlar veren dalgalar
Depremlerin Ölçülmesi Sismometre Sismik dalgaları ölçmek için kullanılır Sismograf Sismometre tarafından algılanan hareketin kayıtını alan aletler
Depremlerin ölçülmesi Sismogram deprem sarsıntıların yazılı yada dijital kayıtlarıdır Depremin büyüklüğünü ölçmede kullanılır
Deprem Odak Merkezlerin Bulunması P ve S dalgaları deprem iç merkezinden aynı anda ayrılırlar Zamanla ve mesafeyle P dalgası S dalgasının önüne geçer Seyahat Süresi Grafiği Depremin iç merkezine olan mesafeyi belirler İlk P ve S dalgalarının varış zamanlarına dayanarak
Deprem Odak Merkezlerinin Bulunması Bir deprem istasyonu depremin olduğu yere olan uzaklığı verir fakat yönü vermez Bir harita üzerinde üç istasyondan Elde edilen uzaklıkların grafiklenmesiyle elde edilir. İstasyon merkezde kalacak şekilde uzaklığa eşit yarıçaplı daireler çizilir. 3 dairenin kesiştiği nokta depremin yeri dış merkezini (episantr) belirler Dış Merkezin Derinliği Yer yüzeyinin altındaki derinlik ayrıca belirlenebilir. Sığ odaklı 0-70 km derin Orta Odaklı 70-350 km derin Derin Odaklı 350-670 km derin
Depremin Odak Merkezinin Bulunması Dünyadaki deprem aktivitelerini ve nükleer testleri izlemek için global sismik ağı kurulmuştur Depremin odak merkezi ve derinliği Depremden sonra dakikalar içinde Global sismik ağı kullanarak belirlenir.
Depremin Büyüklüğünün Belirlenmesi Depremin büyüklüğü iki yolla ölçülür : şiddeti, magnitüd Şiddet Depremin ürettiği etkilerin (hem yapılar hem de insanlar üzerinde) bir ölçüsüdür Modifiye olmuş Mercalli ölçeği
Mercalli şiddet ölçeği: Bu şiddet depremin magnitüdüne ve ayrıca odak merkezinden uzaklığına bağlıdır.
Magnitüd deprem sırasında salınan enerji miktarının bir ölçüsüdür. Depremini büyüklüğünün ölçülmesi Richter ölçeği Cisim dalgaları Yüzey dalgaları Moment magnitüdü büyük bir deprem sırasında salınan enerjinin bir ölçüsüdür Mo = m* U * A Kayaç dayanımı, yüzey alanı ve fay yırtığı mesafesini kullanır Küçük ölçekli depremler büyüklerden daha yaygındır.
Depremin Magnitüdü Ne kadar büyük büyüktür? Depremlerin magnitüdü logaritmiktir. M = 10 R M=yer hareketi, R = Richter ölçeği Eğer R = 1, M =10 R = 2 ise, M=100 Bu şu anlama gelmektedir: 7 magnitüdündeki bir deprem 6 lık bir depreme göre 10 kat daha fazla yer hareketi oluşturacaktır.
Dünya çevresinde Deprem açısından riskli bölgeler Çoğu depremler dar bir coğrafik kuşakta meydana gelir: plaka sınırları En önemli deprem yoğunluğu Pasifik çevresinde ve Akdeniz-Himalaya kuşağında meydana gelir Sığ odaklı depremler okyanus ortası sırtlarda oluşur
Deprem Aktivitesi
Marshak, 2004) Tsunami: okyanus havzalarında tipik olarak sismik aktivite sonucu oluşan büyük dalgalar
TSUNAMİNİN GELİŞİMİ Tsunami oluşmadan önceki durum Normal fayların oluşturduğu boşluk alanlara sular dolarken fay üzerinde su tıpkı bir tepe oluşturmakta Oluşan dalgalar kıyıya Doğru hareket ederken derinlik azaldıkça büyüklüğü artar. Marshak, 2004)
İsa dan önce 2000 yıllarından beri meydana gelen Tsunamiler. http://www.ngdc.noaa.gov/hazard/tsu.shtml
Tsunami dalgaların ölçülmesi
SumatraTsunamisi, 2004
Pasifik okyanusundatsunami nin seyahat süresi Alaska da meydana gelen depren Pasifik te Tsunami oluşturabilir.
Deprem tehlikeleri Deprem tarafından tetiklene bir heyelan, Mount Huascaran, Peru, Mayıs 1970
Sıvılaşma Ø Depremler sırasında oluşan yaygın bir olay olan sıvılaşma, suya doygun bir zeminin kohezyonunu kaybetmesi sonucunda katıdan sıvı haline dönüşmesi olarak tanımlanır. Konsolide olmamış zeminler yada kum suya doygun olduğunda, dış bir basınca yada sarsıntıya maruz kaldığında dayanımını kaybeder ve sıvılaşmaya başlar, bunun nedeni zeminin boşluklarından biriken suların tümü nerdeyse ani bir şekilde salınır. Niigata earthquake, from the Earthquake Engineering Research Center Library, University of California at Berkeley Ø Sıvılaşma depremden birkaç dakika sonra meydana gelebilir. Katı malzemenin sıvı gibi davranması, binaların batmasına, gömülü depoların yüzeye çıkmasına, barajların yıkılmasına neden olabilir. Ø Plajda yürürken, her adımınızda ayaklarınızın ıslak kumların içine batar. Aslında, siz üzerine bastığınız kumun sıvılaşmasına neden oluyorsunuz. Kum suya doygun olduğu için ve üzerine baskı uyguladığınızdan dolayı, boşluk suyu basıncını artırıyor ve ayağınız civarında kumun akmasına neden oluyorsunuz.
Zeminlerin sıvılaşması: deprem sarsıntısı sonucu zeminin dayanımı ve sıkılığındaki azalma, kilce zengin sedimentlerin kil çamuru haline dönmesini sağlar. Marshak, 2004)
Depremler için Bina Kodları En iyi materyaller : -Dayanıklı -Esnek -Hafif İyi Örnekler: Çelik Tahta güçlendirilmiş beton (çelik çekirdekli inşaat demiri) 1999, Izmit Turkey Kötü örnekler: Basit beton Tuğla orta şiddetli depremlerde bacalar sıkça yıkılmakta Ağır çatılar (tuğlalar) Güçlü sıvılaşma tüm önlemleri Etkisiz hale getirir. 1964 Niigata, Japonya - sıvılaşma
Binalar ve Köprüler 1995 Kobe, Japonya Yüksek otoyol güçlü yatay bir sarsıntıyla Devrildi. Köprü ve 88000 binaya verilen hasar 400 milyon doların üzerinde
Deprem Tahmini q Uzun dönemli tahmin: tehlikeli alanları ve büyük depremlerin oluşma olasılığını belirler q Kısa dönemli tahmin: öncül olaylara dayanarak tahmin, başarısız.