Deprem Derinliği: Depremler Ne Derinlikte Yaşanır? Deprem Derinliğinin Şiddete Etkisi Nedir?

Depremler, yer yüzeyinden yaklaşık 800 kilometre derinliğe kadar uzanan kabukta veya üst mantoda meydana gelir.^[1] Derinliği 300 kilometreden fazla olan depremlere derin-odaklı deprem adı verilir. Bu kadar derin depremler neredeyse istisnasız olarak sadece yakınsak tektonik levhalar arasında, batan okyanus litosferinin etkisiyle meydana gelir.

Depremler teoride 800 kilometreye kadar olan her derinlikte meydana gelebilirler. Pratik olaraksa bugüne kadar tespit edilebilen en derin deprem, 2004 yılında Vanuatu'da meydana gelen 4.2 büyüklüğündeki bir depremdir: Bu deprem, yerin 735.8 kilometre altında yaşanmıştır.^[2] Resmi olarak onaylanmamış olsa da 2015 yılında Ogasawara'da meydana gelen bir depremin 751 kilometre derinlikte yaşandığı hesaplanmıştır.^[3]

Depremi Ne Kadar Uzaktan ve Şiddetli Hissedeceğimizi Ne Belirler?

Deprem Derinliği ve Frekans

Derin-odaklı depremler, yüzeyde çok az sarsıntıya sebep olurlar; çünkü bir depremin yüzeyi sallama gücü, depremin kaynağından uzaklaştıkça azalır.^[4] Bunun sebebi, deprem sırasında oluşan yüksek frekanslı dalgaların mesafeyle birlikte çok hızlı bir şekilde sönümlenmesidir. Yüksek frekanslı dalgalar, yerin "bıçak saplanması" veya "tokmak vurması" gibi sert ve hızlı bir şekilde hareket etmesine neden olan dalgalardır. Bunlar yüzeye ne kadar çok ulaşabilirse (yani deprem yüzeye ne kadar yakın meydana gelirse), sarsıntı da o kadar şiddetli hissedilecektir. "Çalkantı" olarak tabir edilebilecek daha hafif sarsıntılara neden olan düşük frekanslı dalgalarsa daha uzaklara ulaşabilirler.

Bu nedenle 500 km derinlikte meydana gelen bir depremin yüzeydeki sallanma gücü, aynı depremin 20 km derinlikte meydana gelmesine göre önemli ölçüde daha azdır. Buna bağlı olarak da yüzeye daha yakın depremlerin yeryüzünde genellikle daha büyük yıkıma neden olması beklenebilir.

Bina Tipi

Ancak depremin ne kadar uzaktan ve şiddetli deneyimleneceğini belirleyen tek faktör mesafe değildir. Örneğin deprem sırasında bir binaya gelecek hasarın miktarı, binanın tipine göre de değişir. Genel olarak, evler gibi daha küçük binalar daha yüksek frekanslı dalgalar nedeniyle daha fazla hasar görür; bu nedenle genellikle evlerin ciddi şekilde hasar görmesi için odak noktasına nispeten yakın olması gerekir.^[5] Yüksek binalar ve köprüler gibi daha büyük yapılar, düşük frekanslardan daha fazla zarar görür ve çok uzak mesafelerde meydana gelen depremlerde bile bu yapılar belirgin şekilde etkilenirler.

Yerel Toprak Koşulları

Toprak, bir depremde sallanmayı büyük ölçüde artırabilir. Örneğin kayadan toprağa geçen sismik dalgalar yavaşlarlar ama aynı zamanda büyürler. Bu nedenle yumuşak, gevşek bir zemin, aynı depremden aynı mesafedeki sert kayadan daha şiddetli sallanabilir.

Bu tür büyütmeye absürt bir örnek, 1989 Loma Prieta depremi sırasında San Francisco'nun Marina bölgesinde yaşanmıştır. Bu deprem San Francisco'dan 100 kilometre uzaktaydı ve Körfez Bölgesi'nin çoğu ciddi hasardan kurtulmuştu. Ancak, düzenli depolama alanlarındaki veya yumuşak topraklardaki bazı sahalarda önemli sarsıntılar ve mal kayıpları yaşandı.

Aynı faktörler, tortuların 10 kilometre kalınlığa kadar ulaşabildiği Los Angeles havzası gibi kalın tortularla kaplı alanlar için de geçerlidir. Bölgedeki bir depremden kaynaklanan sarsıntı, havzadaki bir bölgede, yakındaki dağlardaki sarsıntı seviyesinden 5 kat veya daha fazla olabilir.

Yönlenme Etkisi

Deprem dalgaları, kırılma yüzeyinden her yöne eşit olarak yayılmaz; fayın yönüne ve hareket yönüne bağlı olarak farklı yönlerdeki dalgaların özellikleri değişebilir. Eğer depreme bağlı bir kırılma fay hattı boyunca hareket ediyorsa, enerjiyi de hareket ettiği yöne odaklar ve böylece o yöndeki bir konum, faya aynı mesafede fakat ters yönde olan bir alandan daha fazla sarsılır. Buna yönlenme etkisi denir.

Deprem Derinliğinin Ne Önemi Var?

Depremlerin derinlikleri bize Dünya'nın yapısı ve depremlerin meydana geldiği tektonik ortam hakkında önemli bilgiler verir. Bunun en belirgin örneği, plakaların çarpıştığı ve bir plakanın diğerinin altına daldığı dalma-batma bölgeleridir (bunlara "yitim zonu" da denir).

Nature

Bir yitim zonu ile ilişkili depremlerin konumunu ve derinliğini dikkatlice çizerek, zonun ne kadar eğimli olduğu ve alçalan levhanın düzlemsel mi yoksa eğilip bükülmediği gibi bölgenin yapısının ayrıntılarını görebiliriz. Bu ayrıntılar önemlidir, çünkü bize dalma bölgesindeki deformasyonun mekaniği ve özellikleri hakkında fikir verirler.

En derin depremler, dalan levhaların (yani yakınsak levha sınırlarından Dünya'nın mantosuna inen okyanus levhalarının) çekirdeğinde meydana gelir. Bu tür iki plaka arasındaki plaka sınırı teması, Sumatra'da 2004 yılında yaşanan 9.1 büyüklüğündeki deprem ve 2011'de Japonya'da yaşanan 9.0 büyüklüğündeki deprem gibi çok büyük, sığ dalma-batma bölgesi depremlerini oluşturur ve yalnızca nispeten sığ depremlerdir (yaklaşık 60 kilometrede yaşanırlar).

Bununla birlikte, okyanus levhaları, daha derin dalma zonu ortamlarında çevreleyen mantoya göre nispeten soğuk olduğundan, bu levhanın çekirdeğindeki faylar kırılgan kalır ve 700 km'ye kadar derinliklerde depremler üretebilir (örneğin Japonya'nın altındaki Pasifik Plakası).

Levha manto içine dalarken, reoloji değişiklikleri (akışkanlığa karşı direnç, yani viskozite ile ilişkili özelliklerin değişimi) levhanın bükülmesine ve deforme olmasına neden olur ve bu da depremleri oluşturur. Bu tür olayların eğilimi, batma bölgelerinin enine kesitlerinde görülebilir ve "Wadati-Benioff Bölgeleri" olarak bilinir.

Kıtalar içindeyse, San Andreas gibi kıta levhası sınırında oluşan transform fayları boyunca, faylar sadece sığ kabukta (belki de yaklaşık 20 km derinliğe kadar) aktiftir.

Depremin Derinliğini Tespit Etmek Zordur!

Merkez üssünün yakınında ve üzerinde bir sismik istasyon olmadıkça, bir depremin derinliğini doğru bir şekilde belirlemek, genellikle yerini belirlemekten daha zordur. Bu nedenle, genel olarak, derinlik belirlemelerdeki hatalar, konum belirlemelerdekinden biraz daha fazladır.