Depremlerin bazı özellikleri üzerine: Bildiklerimiz, bilemediklerimiz

Depremler her ne kadar volkanların patlaması, magmanın ya da jeotermal suların hareketi, yeraltında doğal ya da insan eli ile yaratılan basınç değişimleri, büyük boşlukların çökmesi gibi farklı nedenlerden dolayı oluşabilse de yıkıcı depremlerin neredeyse tamamının nedeni fayların hareket etmesidir. Fayların hareketi ile oluşan depremlere tektonik kökenli deprem adı verilir.

Faylar kayalar içerisinde yer alan kırık düzlemleridir. Bu düzlemin iki yanında yer alan kayalar (fay blokları) birbirlerinden fay düzlemi ile ayrılırlar. Blokların birbirine göre hangi yönde hareket ettiğine bağlı olarak faylar farklı sınıflara ayrılır (Şekil 1). Yıkıcı deprem üreten faylar genellikle onlarca, yüzlerce, hatta binlerce kilometre boyundadır. Bu fayların derinlikleri ise 10 ile 30 km ya da çok daha fazla olabilir.

Krip nedir?

Fay düzlemi çok düzgün ve pürüzsüz ise fay blokları birbirine sürtünmez ve kayda değer bir deprem oluşturmaksızın yavaşça hareket ederler. Bu olaya “krip” adı verilir. Ülkemizde uzun yıllardan bu yana bilinen krip bölgelerinden biri Karabük ili sınırları içerisindeki İsmetpaşa bölgesidir. Burada Kuzey Anadolu Fayı, Karayolları Bakımevi’nin duvarını kesiyor (Şekil 2) ve  duvarın fay düzleminin iki tarafında kalan kesimlerinin birbirinden her yıl yaklaşık 1 cm kadar uzaklaşmasına neden oluyor.

Krip olan yerde fay blokları pürüzler vasıtasıyla birbirine takılmadığından deprem de olmuyor. Krip sadece yukarıda belirtilen “pürüzsüzlük” kriterini karşılayan sınırlı bölgelerde görülebilen bir doğa olayıdır.

Depremler nasıl oluşur?

Faylar krip olmayan yerlerde karşılıklı blokların üzerindeki pürüzler (asperite) vasıtası ile birbirlerine sürtünerek bir arada dururlar (Şekil 3).  Dünyanın en dış katmanını oluşturan litosfer (taşyuvar) daha alt katmanlar içerisindeki döngü (konveksiyon) nedeniyle birbirine göre uzaklaşan, yaklaşan ya da yanal olarak kayan levhalardan oluşmakta, bu parçalar birbirine göre senede birkaç santimetre ya da daha yavaş olarak hareket etmektedir.^[2]Bu konuda daha detaylı bilgi için: Tüysüz, O. (2021) Deprem ve Türkiye. Literatür, ISBN: 978-975-04-0879-3, 249s. Levhaların bu hareketi fay bloklarına sürekli ama son derece yavaş biçimde gerilme (stres) uygular. Pürüzler vasıtası ile birbirine sürtünerek bir arada duran fay blokları bu gerilmeyi karşılar ve içlerinde saklarlar. Fay bloklarının gerilme birikimi, ya da stres birikimi adı verilen bu aşamada uygulanan gerilme fay bloklarının sürtünmesini yenmeye yeterli değilse fayda bir hareket olmaz. Bu evrede fay blokları fay düzlemi boyunca olan pürüzler vasıtası ile birbirine kilitlenir, böylece “fay kilitlenmesi” denen olay gerçekleşir. Kilitli faylar bazen fay düzlemi boyunca yer alan küçük pürüzlerin kırılması ile küçük ya da orta büyüklükte depremler de üretebilirler.

Fay blokları üzerine uygulanan ve fay blokları içerisinde elastik yamulma^[3]Elastik malzemeler üzerlerine uygulanan gerilmeyi belli bir limite kadar yamularak karşılayabilirler. Örneğin bir pres altına konan silindirik bir kaya parçası üzerine gerilme uygulandığında bunu önce kısalıp kalınlaşarak karşılar, gerilme belli bir limite ulaşmadan kaldırılırsa büyük ölçüde eski haline döner, bu limit aşılırsa da kırılır. Fay blokları da belli ölçülerde elastik davranırlar. ile karşılanarak biriktirilen gerilme, fay düzlemi üzerindeki pürüzleri kıracak boyuta gelirse bloklar pürüzler yeniden birbirine takılana kadar hareket eder, o zamana kadar yamularak karşılanan gerilme enerjisi blokların hareketine harcanır. Böylece fay bloklarının hareketi durur ve bloklar yeniden birbirine sürtünerek kilitlenirler. Fayın hareket etmesi ile boşalan enerji ise kırılan kilitli bölgeden (depremin odağı) dışarı doğru, kayalar içerisinde sismik dalgalar şeklinde çevreye yayılır. Sismik dalgaların bu yayılması havuz içerisine atılan bir taşın su içerisinde yarattığı dalgalara benzetilebilir (Şekil 4).

Fay blokları durulup fay üzerindeki daha küçük pürüzler kırılana kadar deprem etkinliği bir süre daha devam eder. Daha sonra ise yeniden gerilme enerjisi biriktirilmeye başlar ve tüm bu olanlar bir döngü şeklinde devam eder. Bu nedenle geçmişte deprem olan bir bölgede gelecekte de deprem olur. İki deprem arasında geçen süreye deprem tekrarlanma aralığı denir. Eğer fay düzenli aralıklarla birkaç defa deprem üretmiş ve bunlar da belirlenebilmiş ise deprem tekrarlanma aralığı istatistik olarak değerlendirilir. Örneğin Kuzey Anadolu Fayı’nın Erzincan Ovası doğusundaki Yedisu (fay segmenti) son olarak 1784 yılında deprem üretmiş olup daha eski kayıtlara göre yaklaşık olarak her 250 yılda bir deprem üretmektedir. Bu durumda aradan geçen süre ve deprem tekrarlama aralığı dikkate alındığında bu fay parçasının yakın bir gelecekte yeniden kırılarak deprem üretmesi sürpriz olmayacaktır.

Nasıl biliyoruz? Ne kadar biliyoruz?

Jeologlar fayları farklı yöntemlerle inceleyerek onların yüzeydeki izlerini takip eder, üzerlerinde hendek adı verilen kazılar yaparak fayların parçalarının hangileri olduğunu, bunların geometrik biçimlerini, geçmiş depremlerde hangi yöne, nasıl ve ne zaman hareket ettiğini belirlemeye çalışırlar. Jeofizikçiler ise faylar üzerinde yaptıkları aletsel ölçümlerle fayın yerini, yeraltındaki yapısını ortaya koymaya çalışırlar. Bu ortaklaşa çalışmalar son derece değerli bilgiler sağlasalar da ne yüzey gözlemleri ne de aletsel ölçümler fayların devasa boyutları yanında kısıtlı kalmaktadır. Bu nedenle yer bilimcilerin faylar hakkındaki bilgisi eldeki veriler ışığında yapılan yorumlara dayanmak zorundadır.

Bir fayın gerilme sonucu uzun süre yamulması ve belli limitleri aşınca da kırılarak deprem üretmesi (Şekil 3) oldukça karmaşık bir süreçtir ve çok sayıda faktörden etkilenir. Onlarca hatta yüzlerce kilometre boyunda, onlarca kilometre derin olabilen bir fayın bloklarının hangi büyüklük ve biçimde ve ne tür kayalardan oluşan pürüzlerle birbirine takıldığı, bu takılma kısımlarındaki sıcaklık, sıvı ve gaz dolaşımı sürtünme ve diğer etmenlerin nasıl davrandığı doğrudan ölçülemez. Öte yandan hiçbir fayın kestiği kayalar da diğer alanlardakine benzemez. Bu nedenle her fay o dönem için sahip olduğu kendi karakterine özel davranışlar sergiler, deprem esnasında bloklar hareket ettiği için koşullar değiştiğinden bir sonraki depremde farklı bir karaktere bürünebilir. Depremlerin önceden belirlenmesi, yani olası bir depremin yer, zaman ve büyüklüğünün bir arada bilinebilmesinin önündeki en önemli engel de budur. Çinli bilim insanları 1975’de öncü deprem etkinliklerini ve diğer çok sayıdaki yer gözlemini dikkate alarak Heicheng depremini önceden bildiler ve yüzbinleri kurtardılar. Ancak bu depremi önceden belirlemede kullandıkları kriterler 1976’da Tangshan depreminde işe yaramadı ve yaklaşık 250.000 kişi can verdi.

Özetle her deprem, kendisini üreten fayın içerisinde yer aldığı kayaların ve ortamın özellikleri, fay bloklarının geometrisi, bloklara uygulanan kuvvetler ve bunlara karşı kayaların davranışı, bir önceki depremin etkileri ve bunun gibi çok sayıda ve doğrudan belirlenmesi çoğu zaman olanaksız ya da yetersiz olan etmen nedeniyle farklı davranışlar sergileyebilir.

Depremlerin olağan davranışları

Bu olumsuz tabloya rağmen depremlerin bazı olağan davranışları da vardır ve buna göre deprem oluş şekilleri ayırt edilebilir. Buna bağlı olarak da depremlerin oluş şekilleri için örneğin ana deprem, öncü ve artçı deprem, deprem fırtınası, deprem dizisi gibi bazı ortak tanımlamalar yapılabilir.

Bir faya uygulanan gerilme, fayın (daha doğru bir tanımla fay boyunca birbirine takılmış olan pürüzlerin) sürtünme kuvvetini aştığında pürüzlerin kırılarak fayın bir miktar hareket ettiğinden ve böylece deprem oluştuğundan bahsetmiştik.. Fayın hareket etmesi (ya da kırılması) esnasında kırılma bölgesinden çevreye yayılan sismik dalgalar depremin ana şokunu oluştururlar. Aynı fay üzerinde bu ana şoktan önce ve ondan daha küçük depremler oluşmuş ise bunlar “öncü deprem” olarak adlandırılırlar. Öncü depremler fay düzlemi üzerindeki daha küçük pürüzlerin kırılması sonucu oluşurlar, ancak bunların oluşturacağı sismik dalgaların kendine has bir karakteristik özelliği bulunmamaktadır. Yani bir fay üzerinde küçük bir deprem olmuş ise bunun daha sonraki daha büyük bir depremi işaret ettiği söylenemez, önceki depremin öncü olduğu genellikle ana şok olduğu zaman anlaşılır.

Bir depremin büyüklüğü, süresi, derinliği gibi özelliklerini denetleyen çok sayıda etmen vardır. Genel olarak bir depremi oluşturan fayın boyu ve derinliği (alanı), deprem esnasında fayın hareket ettiği mesafe (fay atımı) ile fayın büyüklüğü arasında doğrusal bir ilişki vardır. Deprem ne kadar büyükse süresi de o oranda artacaktır.

Fay düzlemi ne kadar büyük ve ne kadar pürüzlü ise, bloklar birbirine bu pürüzler vasıtası ile ne kadar sıkı kenetlenmiş ise ve fay blokları ne kadar hızlı hareket ediyorsa fayda o oranda fazla gerilme enerjisi birikir, bu da daha büyük deprem oluşmasına neden olur.

Depremlerde fayın kırılmaya başladığı nokta “odak” olarak bilinir ve genellikle fayın alt kısmına yakın derin bir bölgede yer alır (Şekil 4). Bunun nedeni yüzeye yakın alanlarda kayaların zayıf olması nedeniyle gerilme enerjisi birikememesi, daha derinde ise sıcaklığın artması yüzünden kayaların kırılgan davranıştan yarı akışkan (plastik) davranışa geçmesidir Depremlerin içerisinde gerçekleştiği üstteki zayıf zon ile (genellikle yüzeyden itibaren 1-2 km) altta ise kayaların plastik davranabileceği kadar sıcak olan kesim arasındaki kırılgan davranışlı kuşağa “sismojenik zon” adı verilir ve bilhassa büyük depremler genellikle bu zonun tabanına yakın oluşurlar, çünkü burası sismojenik zonun en dayanımlı ve en fazla elastik enerji biriktiren kesimidir. Yer içinin sıcak olduğu örneğin Batı Anadolu gibi yerlerde sismojenik zonun tabanı yaklaşık 10-15 km civarındadır.

Deprem belli bir büyüklüğün üzerinde ise fayın kırılan kesimi yüzeye kadar ulaşır ve “yüzey kırığı” adı verilen deformasyon türünü oluşturur. Büyük depremlerde atımı metreler mertebesine ulaşan yüzey kırığı üzerindeki yapılar genellikle oturulamaz duruma gelirler.

Deprem ne kadar büyükse fayın iki tarafı birbirine oranla o kadar fazla hareket eder ve buna “ötelenme” veya “atım” denir. Örneğin 1999 Körfez depreminde 5 m, 2023 Kahramanmaraş-Hatay ve Ekinözü depremlerinde ise 8 m’den fazla atım gelişti (Şekil 5).  Dünya’nın çoğu ülkesinde büyük depremler esnasında yüzey kırığı oluşturma potansiyeli olan  yerlerde yerleşime izin verilmez, bu alanlar park vb. gibi günübirlik kullanıma uygun olarak değerlendirilir. 110 ilçesi ve 24 ilinin merkezi diri fay üzerine oturan ülkemizde ise yüzey faylanması tehlikesinin belirlenmesine yönelik bir yönetmelik bulunmuyor, hatta bu tür fayların yeri imar planlarına aktarılacak hassasiyetle bilinmiyor.

Deprem tekrarlama aralığı bir fayın gelecekte hangi zaman dilimi içerisinde deprem üretme olasılığı olduğunu belirlemede en önemli parametrelerden biridir. Bu parametrenin belirlenmesi için o fay parçasının geçmişte ürettiği depremler aletsel ve tarihsel kayıtlara dayalı olarak incelenir. Ancak aletsel verilerin 100, tarihsel verilerin ise yaklaşık 2000 yıl ile sınırlı olması nedeniyle daha geniş bir zaman diliminde fayın davranışını belirlemek amacıyla faylar üzerinde kazılar yapılır, fayın kestiği ve fayı örten çökellerden örnekler alınarak bunların yaş tayinleri yapılır ve eski depremler belirlenir. Böylece bu fayın kaç yılda bir deprem ürettiği, son depremden bu yana ne kadar zaman geçtiği dikkate alınarak bir sonraki deprem için yaklaşık bir zaman dilimi kestirilmeye çalışılır.

Deprem tekrarlama aralığını denetleyen en önemli etmenlerden biri fay bloklarının yıllık kayma hızlarıdır. Bu hız değerleri ise jeodezik çalışmalarla belirlenir. Bunun için fay çevresinde GPS^[4]GPS- Global Positioning System – Küresel Konumlama Sistemi ağı kurularak bu ağı oluşturan sabit noktaların konumu uydular vasıtası ile ölçülür ve bu ölçüler belli zaman dilimlerinde tekrarlanır. Örneğin bir fayın bloklarının senede 2 cm hareket ettiği belirlenmiş ise ve o fay son olarak 300 yıl önce hareket ederek deprem üretmiş ise bu fayda 2 cm*300 yıl = 6 m atım birikimi olduğu anlaşılır. Bu fay deprem ürettiği takdirde bloklarının beklenir hareketi 6 m, buna karşılık beklenir deprem büyüklüğü ise 7,5 civarındadır. GPS çalışmaları aynı zamanda bir fayın hangi derinlikte kilitlenmiş olduğunu, böylece bir sonraki depremin olası odak derinliğini belirlemekte de kullanılmaktadır. 

Bir fay düzlemi üzerindeki pürüzler ana şok ile kırılır, bloklar fayın türüne göre birbirine nazaran farklı yönlere kayarlar, ancak deprem etkinliği sona ermez. Blokların sakinleşmesi, daha küçük pürüzlerin kırılması, ana faya paralel ya da açılı olarak uzanan daha küçük fayların da kırılması ve durulması için bir süre gerekir. Bu süre içerisinde, bir kural olmamakla birlikte, ana şokun büyüklüğünün bir altına kadar çıkabilecek büyüklükte (örneğin ana şok 7 büyüklüğünde ise en fazla 6 büyüklüğünde olacak şekilde) depremler oluşur. Genel olarak bir ana şoku oluşturan fay üzerinde ya da yakın çevresinde oluşan depremlerin tümü artçı deprem olarak tanımlanır. Artçı depremler ana şoku oluşturan fay üzerinde ya da coğrafi olarak yakın alanlardaki diğer kırıkların tetiklenmesi ile oluşmaktadır. Artçı depremlerin oluşumu için belli bir süre ve kural yoktur, ancak çoğu zaman ana şoku izleyen en büyük artçı deprem ilk üç gün içerisinde olur. Artçı depremler genellikle birkaç gün ile birkaç hafta arasında bir sürede sönümlenmekte ise de bu süre deprem büyüklüğü ile de orantılı olarak aylar hatta yıllar sürebilir. Artçı şoklar hakkında genel kabul gören Omori kuralına göre fayın hareket alanı içerisi ve yakın çevresindeki artçı şok sayıları ana şoku takiben ani olarak artmakta ve zamanla hem sayı hem büyüklük olarak sönümlenerek bitmektedir. Nasıl ki her fayın ve buna bağlı olarak her ana şokun farklı karakteri varsa, artçı şokların da gerek fayın gerekse fayı içerisinde barındıran jeolojik ortamın özelliklerine bağlı olarak farklı davranışları olabilir.

Deprem fırtınası adı ile bilinen ve bilhassa Batı Anadolu ve Ege Denizi’nde sıkça yaşanan deprem etkinliği genellikle çok sayıda birbiriyle kesişen fayların bulunduğu, yer kabuğunun ince, bu nedenle de ısı akısı yüksek, faylar içerisinde jeotermal sular ya da magma gibi sıvı ve gazların dolaştığı yerlerde görülür. Volkanların altında magmanın hareketli olduğu yerler ve bunların faylarla kesiştiği yerlerde de sık sık deprem fırtınaları olur. Buna en yakın örnek 2025 Şubat ayı içerisinde Ege Denizi’nde yaşanan Santorini-Amorgos deprem fırtınasıdır.

Deprem fırtınaları yukarıda tanımlanan ana şok ve izleyen artçı depremler şeklindeki dizilimin aksine bir ana şok içermezler. Bir deprem fırtınası farklı büyüklükteki depremlerin sınırlı bir alan içerisinde bir arada oluşması ile başlar, aynı biçimde farklı büyüklükteki depremler ile sürer ve belli bir süre içerisinde (birkaç gün ya da birkaç hafta, seyrek olarak da birkaç ay) gerek büyüklük gerekse sayı olarak azalır ve sönümlenir. Deprem fırtınalarında deprem odakları farklı yönlere doğru da hareket edebilir. Bir deprem fırtınası yüzlerce hatta binlerce deprem içerebilir.

Ülkemizde yaşanan önceki deprem fırtınalarını oluşturan şoklar nadir olarak 6 büyüklüğüne yaklaşmıştır. Bir fırtına kapsamındaki depremlerin hiçbiri öncü ya da artçı değildir. Ülkemizde  2001 Savaştepe-Balıkesir, 2014 Termal -Yalova, 2019 Kırkağaç-Manisa, 2025 Simav-Kütahya örneklerinde olduğu gibi çok sayıda deprem fırtınaları yaşanmıştır. Deprem fırtınalarının genellikle daha büyük depremleri içermediği ve bunların öncüsü olmadığı, bunların bağımsız etkinlikler olarak değerlendirilmesi gerektiği kabul ediliyor.

Depremlerin bir diğer oluşum biçimi birbirini kesen ya da yakın konumda çok sayıda ikincil fayların bulunduğu bölgelerde görülen deprem dizileridir. Bu oluşum düzeninde küçük bir fay kırılır ve genellikle 6’dan küçük bir ana şok ile onu izleyen artçı şoklar meydana getirir. Bu depremin artçıları sürerken yanındaki bir başka fay etkilenerek kırılır, o da bir ana şok ve artçı dizisi oluşturur ve bu dizi etkilenen tüm fayların kırılması ile sona erer. Deprem dizileri çok sayıda deprem fırtınasını içeren bir deprem etkinliği olarak da bilinir. Geçmişte 2004 Gökova, 2005 Seferihisar ve 2007 Ankara’da olduğu gibi Ege Bölgesinde ve İç Anadolu’da bu tür deprem dizileri yaşanmıştır.

10 Ağustos Sındırgı depremi

10 Ağustos 2025 tarihinde Balıkesir Sındırgı ilçesinde 6,1 büyüklüğünde bir deprem meydana geldi ve bu depremin kaynağı olarak da Akşehir (Konya) ile Sındırgı arasında uzanan fayın en batı ucunu oluşturan Sındırgı segmenti gösterildi. Ancak depremi izleyen 20 gün içerisinde 7000’e yakın artçı deprem oluştu ve bunların Sındırgı fayının kuzey tarafta yoğunlaşması beklenirken fayın güneyinde yoğunlaştılar (Şekil 6). Artçı depremlerin bu dağılımı ve 6,1 büyüklüğündeki bir depremden beklenmeyecek kadar fazla olması depremin nedeni hakkında farklı görüşlerin ortaya atılmasına neden oldu. Bölgede bir deprem fırtınasının olduğu, bu fırtınaya yer altında bir magma sokulumunun^[5]Magma erimiş kayadır. Eriyen kayanın yoğunluğu düşer, bu nedenle çevresindeki daha yoğun olan kayalardan ayrılarak yukarı doğru yükselir (bir şampuan şişesini ters çevirdiğinizde içindeki havanın yukarı doğru yavaşça süzülmesi örneğinde olduğu gibi). Yükselen magma bulduğu zayıf zonlar içerisine farklı şekillerde girerek orada soğur ve katılaşır. Buna magma sokulumu adı verilir. ya da jeotermal aktivitenin^[6]Jeotermal su yerin derinliklerinde ısıtılıp faylar boyunca yüzeye çıkan sıcak sulardır.  neden olabileceği, ya da Sındırgı fayının güneyinde bilinmeyen başka bir fayın kırılarak bu depremi üretmiş olabileceği gibi fikirler ileri sürüldü. Bu görüşlerin hangilerinin doğru olduğu ise ancak yapılacak detaylı çalışmalarla belirlenebilecek.

Sonuç

Yukarıdaki tanımlardan anlaşılacağı gibi depremler farklı biçimlerde ortaya çıkar ve her deprem etkinliğinin kendine has bir davranışı vardır. Geçmişte yaşanan depremlerden alınan dersler deprem biliminin gelişmesine önemli katkılarda bulunmuşsa da depremler hakkında henüz bilmediğimiz çok konu var. Bugün içerisinde bulunduğumuz bilimsel seviyede, her ne kadar bu yöndeki gayretler sürmekte ise de depremlerin önceden bilinmesinin mümkün olmadığı, bu nedenle de depremin vereceği olası zararı en aza indirme yönündeki çabalara ağırlık vermenin en doğru yaklaşım olduğu kabul ediliyor.

Okan Tüysüz
Bilim Akademisi üyesi

Editör notu: Bilim Akademisi Yayınlarının “Depremlerin vereceği zararı en aza indirmek için yapabiliriz, nasıl yapabiliriz?” sorularına yanıt arayan ve birçok uzmanın katkısıyla hazırlanan kitaplarını buradan satın alabilir veya buradan indirebilirsiniz.

Deprem dirençli bir Türkiye’yi nasıl inşa edebiliriz? – Bilim Akademisi Yayınlarından iki kitap

See more