Deprem Sesi: Depremler Ses Çıkarır mı? Deprem Sırasında Yerin Gürültüsünü Duyabilir miyiz?

Deprem sesi, depremler sırasında yer altından geldiği düşünülen gürültü, patlama, uğultu ve titreşim seslerine verilen bir isimdir. Ne var ki deprem sırasında saçılan titreşimlerin frekansı, insanın duyabildiği ses aralığının çok ama çok altındadır. Bu nedenle, "deprem sesi" olarak algılanan seslerin ezici çoğunluğu gerçekte depremin kendi sesi değildir; daha ziyade şehir ortamında binaların, arabaların, yolların, köprülerin, ağaçların ve insanların çıkardıkları seslerin bir karmaşasından kaynaklanır. Buna rağmen, bazı özel durumlarda depremin kendisinden kaynaklı bazı seslerin duyulabileceği düşünülmektedir.

Büyüklüğü 2.5'ten küçük ve sığ depremlerin işitilebilir sesler çıkarması ve hissedilen sarsıntılar, ortam gürültü seviyeleri de dahil olmak üzere yerel saha koşullarına bağlıdır. Yukarıda açıklanan gözlemler, açık havada ve kültürel gürültü kaynaklarından uzakta gerçekleştirilmiştir. Bu tür koşullar altında, serbest yüzey, üzerine gelen P-dalgasına tepki olarak dev bir woofer gibi davranır, ancak keçe sallama eşiğinin altında kalırken, daha yavaş olan S-dalgası, en azından 2.0 ila 2 .8 aralığındaki depremler için algılanabilir bir sallanma üretir.

Deprem Titreşimlerini Duyabilir miyiz?

Fizikte frekans, belirli bir süre içinde sabit bir konumdan kaç dalganın geçtiğinin bir ifadesidir. Yüksek frekanslı dalgalar, bir dağ sırtının pürüzlü kenarı gibi birbirine çok yakın tepe noktalarına sahipken, düşük frekanslı dalgalar alçak etekler gibi hafif hafif dalgalanır ve her bir tümsek, bir sonrakinden epey uzaktır.

Yapılan araştırmalar, yer hareketinden kaynaklı titreşimlerin yalnızca 0.9 ile 2.1 Hertz arasında olan belirli frekanslarının atmosfere verimli bir şekilde aktardığını göstermiştir. İnsanlar, genellikle en fazla 20-20.000 Hertz arasını duyabilirler; dolayısıyla bu sesler, insanın duyabileceği aralığın altındadır.

Ancak depremin sesinin duyulabildiği iddiası öylesine yaygındır ki (ve bu iddiayı ileri süren bazı kişiler öylesine kıdemlidir ki) bilim insanları şimdilik deprem seslerinin duyulabileceği fikrini tamamen çöpe atmış değillerdir. Tahminlere göre, sığ ve küçük depremlerin ürettikleri titreşimler 20 Hertz aralığına yaklaşarak bazı kişiler tarafından tespit ediliyor olabilir.

Depremlerde Çıkan Seslerin Kaynağı Nedir?

Depremler sırasında üretilen dalgaların hepsi 20 Hertz frekansın (yani saniyede 20 titreşimin) altında, dolayısıyla insanların normalde duyamayacağı infrasonik dalgalardır. Ancak yapılan çalışmalar, bu titreşimlerin havaya geçişi sırasında 20 Hertz'e yaklaşabileceğine ve bu sayede insanlar tarafından duyulabileceğine işaret etmetkedir.

Depremler sırasında üç tür infrasonik dalga meydana gelir ve bunlar, bir depremin P ve S dalgaları olarak adlandırılan ilk dalgalarını takip eden yüzey dalgalarıyla ilişkilidir. Rayleigh dalgaları ve Love dalgaları gibi yüzey dalgaları geçerken, geçtikleri zemini yuvarlarlar ve ilk sismik şoktan daha yavaş hareket etseler de, yine de saniyede yaklaşık 0,3 km olan ses hızından daha hızlı (saniyede yaklaşık 3,5 km hızla) hareket ederler.

Bir depremin merkez üssünden yüzlerce kilometre uzağa yerleştirilmiş bir infrasonik sensör hayal edin. Rayleigh dalgaları geçerken, atmosferdeki basınç değişiklikleri, bekleyen sensör tarafından neredeyse anında yakalanan yerel infrasonik dalgalar olarak ortaya çıkacaktır. Bu yerel sinyali takip eden deprem merkezinden saçılan infrasonik dalgalar (yani depremin başladığı yerdeki atmosferik basınç değişimlerinin ürettiği dalgalar) ses hızında sensöre ulaşır.

Araştırmacılar, ikincil infrasonik dalgalar olarak adlandırılan üçüncü bir dalga türünün iki bölümden oluştuğunu biliyorlar: İlk bileşen, Dünya'da yüzey dalgalarının hızında yayılır, ancak daha sonra hava yoluyla yavaşça sensöre ulaşan akustik dalgalara aktarılır. Ortalama olarak, ikincil infrasonik dalga hızı deprem merkezinden yayılan infrasonik dalga hızından daha hızlıdır. Ancak infrasonik kayıtlarda hangisinin daha önce göründüğü sismik-akustik dönüşümün tam olarak nerede gerçekleştiğine bağlıdır. Eğer infrasonik sensör topraktan havaya dönüşümün gerçekleştiği yerden uzaktaysa, bu, ikincil infrasonik dalgaların deprem merkezinden yayılan infrasonik dalgaları takip edebileceği anlamına gelir. Ne var ki dağlık bölgelerde yayılan infrasonik dalgaların topografya ile etkileşimi henüz tam olarak anlaşılamamıştır.

Bu üç infrasonik dalgayı daha da karmaşık hale getiren şey, bir depremin odak mekanizmasıdır: Odak mekanizması, toprağın birbirinden uzaklaşması, birbirine doğru itilmesi veya bir fayın bir diğerine sürtünerek kayması seçeneklerinden hangisinin yaşandığıyla ilgilidir. Başka bir deyişle, zeminin nasıl hareket ettiği, ortaya çıkan infrasonik sesleri etkileyebilir, ancak bu etkileşimin tam olarak nasıl olduğunu anlamak zordur.

Deprem Sesleri Nasıl Araştırılır?

Araştırmacılar, bunun için ikiz depremlerden faydalanırlar: Depremler neredeyse aynı anda meydana geldiğinde, sürekli değişen atmosferik rüzgarlar ve türbülansın o kadar da farklı olması muhtemel değildir. Ve neredeyse aynı yerde meydana geldiklerinde, infrasonik sinyallerini bükebilen ve yankılayabilen topografik yüzeyin iniş ve çıkışları, ikincil infrasonik ve deprem merkezinden yayılan infrasonik dalgaları aynı şekillerde etkileyecektir. Başka bir deyişle, ikiliyi kullanmanın amacı, hem yol etkilerini hem de atmosferik değişiklikleri dışlamaktır. Bu yöntem, ekibin kaya ve hava arasındaki bağlantıya odaklanmasına izin verir.

1 Mayıs 2017'de Alaska'da meydana gelen 6.2 büyüklüğündeki iki deprem, deprem seslerinin yayılımını araştırmak için iyi bir fırsat sunmuştur: Bu ikiz depremler sırasında bir dizi sensörde infrasonik dalgalar tespit edilmiştir. Verilerin işlenmesi sonucunda, yerel infrasonik dalgaların (yani ilk önce ortaya çıkanların) görünür hızı saniyede yaklaşık 4 kilometre olarak ölçülmüştür - ki bu, beklendiği gibi sismik dalgalarla yaklaşık olarak aynı hızdadır.

Yüzey dalgaları ve topografya arasındaki etkileşim sonucunda üretilen ikincil infrasonik dalgalarsa, saniyede yaklaşık 0.4 ila 1.1 kilometrelik ortalama bir hızla depremden yaklaşık 700 saniye (yaklaşık 12 dakika) sonra ortaya çıkmıştır. Son olarak, deprem merkezinden yayılan infrasonik dalgalar, depremlerin pik yapmasından yaklaşık 36 dakika sonra ortaya çıkmıştır ve saniyede yaklaşık 0.22 ila 0.36 kilometre hızla hareket etmiştir. Bu son titreşimler yaklaşık yirmi dakika sürmüştür.

Deprem Seslerine Yönelik Tarihsel Kayıtlar

Depremler sırasında sesler duyulduğu iddiası oldukça eskidir.

1811-1812 yıllarında yaşanan ve büyüklüğü 7.4 ila 7.9 arasında değişen New Madrid depremleri sırasında "ağır top atışına benzer" sesler raporlanmıştır. Ancak ABD'nin orta-batı bölgesinde raporlanan patlamalar, genellikle -29°C veya daha düşük sıcaklıklarla çakışır ve bunlar, bazen "buz depremleri" veya "don depremleri" olarak tanımlanır. Bir don depremi, sığ yeraltı suyunun donmasının, genişlemesinin ve ardından çevredeki donmuş kaya ve toprağın çatlamasına neden olmasının bir sonucudur. Bu olaylar sismograflarda tespit edilemez. Ani soğuklar sırasında deneyimlenen patlama seslerinin bir başka açıklaması, aşırı sıcaklıklar nedeniyle evlerin ve diğer yapıların genleşmesi ve daralmasıdır.

1862 yılında yayınlanan bir makalede, 6.9 büyüklüğündeki 1857 Napoli Depremi sırasında "insanların akış ve yuvarlanma gibi sesler duyduğuna yönelik raporlarda bir patlama yaşandı" denmektedir.^[1] 1938 yılında yayınlanan bir başka makalede, İngiltere'de 1880-1916 yılları arasında yaşanan depremler sırasında sesler duyduğunu iddia edenlerin ifadelerini derlemiştir. Bu katalogdaki ses tipleri arasında "uzak bir yerden top atışı", "uzaktan gelen patlama sesi", "düşen kayaların çıkardığı sesler", "dalgaların kıyıya vurması sırasında çıkan seslere benzer sesler", "uzaktan gelen baskılanmış bir davul sesi", "çok sayıda kuşun kanatlarının çıkardığı sesler" ve daha nicesi yer almaktadır.

1886 yılında Charleston, Güney Karolina'da yaşanan 6.9 büyüklüğündeki deprem sırasında yaygın bir şekilde raporlanmış patlama sesleri duyulmuştur. Bu depreme yönelik gözlemler, sismik dalgalar yayıldıkça kükreme seslerinin duyulduğunu göstermektedir. Charleston Depremi'nden sonraki haftalar boyunca yaşanan artçı depremler sırasında da "gürültülü patlamalar" duyulduğu ileri sürülmüştür.

1906 yılında San Francisco'da yaşanan bir depremden sonra yayınlanan "Depremlerle İlişkili Sesler" başlıklı bir raporda, yine depremin sesine tanıklık edenlerin bu sesleri "kükreme ve gürleme sesi", "güçlü bir rüzgar sesi", "yaklaşan bir trenin sesi", "çok sayıda insanın bir köprüyü geçerken çıkardıkları sesler" gibi ifadelerle tanımladıkları bildirilmiştir.

1958 basımı olan Elementary Seismology isimli ders kitabının 288. sayfasında, Richter Ölçeği'ne adını veren Richter'in ta kendisi, bir diğer sismolog olan Pierre St. Amand'ın 1947 yılında yaşanan Alaska Depremi sırasında, depremin ilk dalgaları ("P-dalgaları") ile örtüşen bir anda duyulan sesler kaydettiğini anlatmaktadır. St. Amand'a göre sesler P-dalgaları ile örtüşse de titreşimlerin hissedilmesi ikinci dalgaların ("S-dalgalarının") ulaşmasıyla başlamıştır.

California, Imperial Valley'de Eylül 1975 Brawley deprem sürüsü sırasında sismik istasyonlar kuran ABD Jeoloji Servisi (USGS) personeli tarafından duyulan ve hissedilen depremlere eşlik eden alçak, gürleyen seslerin raporları, hem akustik hem de sismik sinyalleri aynı zaman bazında kaydetme fırsatı sağlamıştır. Büyüklükleri 2.0 ile 2.8 arasında değişen üç depremin sonuçları, 40–70 Hz'lik bir akustik sinyalin, P dalgasının istasyona varmasından sonraki 0.02 saniye içinde başladığını ve S dalgası yaklaşık bir süre sonra yavaş yavaş söndüğünü göstermiştir. Bu iki saniyelik fark, St. Amand'ın 1947'deki gözlemiyle tutarlı bir sonuçtur. Sismik-akustik iletim katsayılarının hesaplanması, bu depremlerden gelen sismik cisim dalgalarının, 40-70 Hz frekans bandında, yani insan işitme eşiğinin içinde akustik dalga genlikleri üretebildiğini doğrulamıştır.

ABD Jeoloji Servisi'nden kıdemli araştırmacı David P. Hill'in anlattığına göre, daha küçük depremlerin bile algılanabilir bir sarsıntı olmaksızın işitilebilir sesler üretebilmektedir: 1989 Mammoth Mountain deprem sürüsü sırasında Bill Ellsworth ile Mammoth Dağı'nın yamacında çalışan David Hill, her ikisinin de boğuk gümleme sesleri duyduklarını ama hiçbir sarsıntı hissetmediklerini anlatıyor. Kontrol ettiklerinde, o dönemdeki depremlerin 2.0'dan küçük ve 4 kilometreden az derinlikteki, küçük ve sığ depremler olduğunu gördüler. Bu, hem yerel efsanelere kaynak olan hem de olası bir volkanik patlamanın erken uyarısı olarak görülen, huzursuz volkanların civarında yaşayan insanların duyduğuklarını iddia ettikleri "uğursuz, patlayan sesleri" de izah etmeye yarayabilir.

2001 yılında Spokane şehrinde yaşanan bir dizi küçük deprem sırasında bazı patlama sesleri de duyuldu. Spokane sakinlerinin neredeyse tamamının bu sesleri duymuş olmasının, depremlerin yer yer sadece 2-3 kilometre derinliğinde yaşanmasından (yani aşırı sığ depremler olmasından) kaynaklandığı düşünülmektedir.

Haberlerde Sunulan "Deprem Sesi" Videoları Yanlış!

Ne yazık ki birçok haber kaynağında "deprem sesi" olarak verilen ses kayıtları, depremlerin çıkardığı sesler değildir. Bunun bir örneği, aşağıdaki haber bandından görülebilir:

Bu haberde gösterilen ses kaydı, sismografın kaydettiği sinyallerin insanın duyabileceği ses aralığına çıkarılmasıyla (örneğin infrasonik dalgaların sonik dalgalara dönüştürülmesiyle) üretilen yapay bir sestir.^[2] Bu tür ses modifikasyonları, sinyalde gizli kalan bazı bilgilerin ortaya çıkarılmasını ve depremlerin araştırılmasını kolaylaştırmaktadır. Halbuki gerçekte sismografların kaydettiği titreşimlerin frekansı, insanların çıplak kulakla duyabileceğinin çok altındadır.

Sismik verileri duyulabilir seslere dönüştürmek ve ardından kayıtları gerçekte olandan daha yüksek hızlarda oynatmak, sismik frekansların insanlar tarafından da duyulabilmesini sağlamaktadır.^[9] Bu teknik aynı zamanda sinyalleri yoğunlaştırır, böylece birkaç dakika veya saat boyunca meydana gelen işlemler çok daha kısa zaman ölçeklerinde duyulabilir. Belirli bir veri setini kaydeden sismometrelerin nereye yerleştirildiğine bağlı olarak, ana şok ve artçı şokların ortaya çıkan sesleri, şiddetli patlamalardan uzaktaki gök gürültülerine ve hafif yağmura ve parke zeminde yuvarlanan mobilya sesine kadar her şeyi andırır. Ancak yukarıda raporlanan "gerçek olma potansiyeli olan deprem seslerine" nazaran, bu kayıtlardaki sesler tamamen insan yapımıdır ve yapaydır.

Sismik aktiviteyi işitilebilir kılmak, depremleri "duymanın" sanatsal ve hoş doğası bir yana, gerçekten önemli amaçlara hizmet etmektedir: Örneğin, depremlerin fiziği ve tetikleyici davranışlarını araştıran bilim insanları için veya halka büyük depremlerin ardındaki bilimi öğreten bilim eğitimcileri/iletişimcileri için yararlı bir araçtır.

Benzer bir teknik, bazen yıldızların uzaydaki dağılımına yönelik ses dönüştürmelerinde de görülmektedir:

Bu tür çalışmaların hiçbirinde gerçek sesler kaydedilmemektedir; sadece bir şekilde toplanan veri (örneğin bir sismograf veya teleskop yardımıyla toplanan veri), bir başka şekilde (örneğin her bir piksel verisi belli bir ses frekansına dönüştürülerek) sergilenmektedir.^[3]

Sonuç

Depremlerin yüzeydeki evler, arabalar, insanlar, vb. nesneler üzerinde yarattığı etkiler haricinde sebep oldukları seslerin duyulup duyulamayacağı halen belirsizdir. Ancak giderek artan sayıda kanıt, belli durumlarda depremlerin yarattığı titreşimlerin duyulabileceğini düşündürmektedir. Bu konuda daha fazla veri toplandıkça daha net bir çerçeve oluşacaktır.

Burada unutulmaması gereken bir gerçek, insanların depremlerle örtüştüğünü düşündükleri gümbürtü seslerinin çoğu zaman depremlerden kaynaklanmıyor olduğudur. Diğer bazı yaygın patlama ve homurtu sesi kaynakları arasında şimşekler, fırtınalar, tsunami dalgaları, meteorlar, kum tepeleri, sonik patlamalar, boru hattı patlamaları ve inşaat gürültüleri yer almaktadır. Ayrıca depremler sırasında evlerin, binaların, köprülerin, arabaların aynı anda sallanması da birçok yüzey gürültüsüne neden olmaktadır.