Büyüklük ve şiddet

Açılış sahnesi

Nazife Öğretmen, Kestane'deki sarsıntının ertesi günü komşu köyün öğretmeniyle telefonda konuşmuş. Komşu köy yalnız birkaç kilometre ötede, ama orada iki evin bacası yıkılmış, bir ahırın duvarı çatlamış. Kestane'de ise yalnız camlar tıkırdamış. «Aynı deprem» diyor Nazife Öğretmen. «Haberler beş virgül bilmem ne dedi. Ama bizim köye bir şey olmadı, onların köyüne oldu.» Cevdet Bey de haberlerden bir şey hatırlıyor: «Richter ölçeğiyle şu kadar dediler.» Emre bir kâğıda iki sütun çiziyor. Birinin başına «Büyüklük», öbürünün başına «Şiddet» yazıyor. «Biri depremin kendisi» diyor. «Öbürü depremin bir yere ne yaptığı. Haberler çoğu zaman yalnız birincisini söyler.»

Bu derste ne olacak

İlk iki derste depremin bir fayda nasıl başladığını ve dalgalar halinde nasıl yayıldığını gördük. Bu ders bir depremin nasıl ölçüldüğünü anlatıyor ve iki ölçüyü birbirinden ayırıyor. Büyüklük, fayın kırıldığı yerde salınan enerjinin ölçüsüdür ve her deprem için tek bir sayıdır; bugün en çok kullanılan, moment büyüklüğüdür. Şiddet ise bir depremin belli bir yerdeki etkisini, insanların ne hissettiğini, eşyaların ve binaların ne olduğunu ölçer ve aynı depremde yerden yere değişir. Ders önce moment büyüklüğünü ve onun logaritmik yapısını, sonra şiddet ölçeklerini ve şiddeti belirleyen etkenleri kaynaklardan aktarıyor. Ardından Avrupa'da kullanılan on iki dereceli bir şiddet ölçeğinin basamaklarına bakıyor. Son olarak aynı depremin Kestane'de ve komşu köyde neden farklı hasar verdiğini soruyor.

Kural ne diyor

Büyüklük ve şiddet için üç ansiklopedi maddesine dayanıyoruz: moment büyüklüğü ölçeğini, şiddet ölçeklerini ve Avrupa makrosismik ölçeğini anlatan maddeler.

Üç kart Emre'nin iki sütununu dolduruyor. Büyüklük sütununda tek bir sayı var: depremin kaynağında kayan fay yüzeyinin alanı ve kayma miktarı ile belirlenen, logaritmik bir sayı. Şiddet sütununda ise her köy için ayrı bir derece: o köyde insanların ne hissettiği, eşyaların ve binaların ne olduğu. İkisi arasındaki köprü kartın saydığı etkenlerdir: büyüklük, derinlik, uzaklık, dalganın türü ve yerel zemin. Aynı depremde Kestane ile komşu köy arasındaki fark, bu etkenlerin ikisinde farklı olmasından geliyor.

Sahada

Moment büyüklüğünün logaritmik yapısı, haberlerdeki küçük görünen farkların büyüklüğünü gizliyor. Kartın verdiği oranla büyüklüğü 6 olan bir depremden 7 olana çıkmak enerjide yaklaşık 32 kat, 8 olana çıkmak yaklaşık 1.000 kat artış demek. Bunun nedeni, birinci derste gördüğümüz fayın kendisi: büyük bir deprem, çok daha uzun bir fay kesiminin, çok daha büyük bir kaymayla kırılmasıdır. Kartın sismik moment tanımı bunu söylüyor: moment, kayan yüzeyin alanı ile kayma miktarının çarpımıyla büyür. Doğu Anadolu Fayı'nın 2023'te birden çok kesiminin birlikte kırıldığı depremin büyüklüğü, o fay maddesinin aktardığı gibi, 7,8'di.

Şiddet ise bir binanın gerçekten neyle karşılaştığını anlatıyor. Kartın EMS-98 basamakları bir mimar için bir dil: altıncı derecede sıvada ince çatlaklar, sekizinci derecede duvarlarda büyük çatlaklar ve bazı binalarda kısmi çökme, onuncu derecede birçok binanın çökmesi. Ama bu dil binanın türüne göre farklı okunuyor. Ölçeğin tam sürümü yapıları depreme karşı duyarlılıklarına göre sınıflara ayırıyor; aynı şiddette iyi tasarlanmış bir bina hafif hasarla, kötü yapılmış bir bina ağır hasarla çıkabilir. Kartın kısa tarifleri bu ayrımı vermiyor; ama şiddetin, binanın kendisiyle birlikte okunması gerektiğini gösteriyor.

Kestane ile komşu köy arasındaki fark kartın saydığı etkenlerle açıklanabilir. İki köy aynı depremden aynı büyüklükte bir sarsıntı alıyor; faya uzaklıkları da birbirine yakın. Geriye derinlik, dalga ve en çok da yerel zemin kalıyor. Komşu köy bir vadi tabanında, belki yumuşak çökellerin üstünde; Kestane bir yamaçta, belki daha sağlam bir kayanın üstünde. Kartın söylediği gibi bir havzadaki pekişmemiş çökeller yer hareketini on kata kadar büyütebilir. Bunun yanında iki köyün evleri de farklı olabilir: yıkılan bacalar ve çatlayan ahır duvarı, binaların türünün ve bakımının da sonucu.

Gri alan

Büyüklük ile şiddet arasındaki ayrım açık, ama ikisinin kendi içinde belirsizlikleri var. Moment büyüklüğünün bile kaynak maddede bir açıklama isteği taşıyan bir ayrıntısı var: Kanamori'nin 1977'deki ölçeği ile 1979'daki tanımın matematiksel olarak aynı olmadığı, ama aynı sayıldığı söyleniyor; bu ayrıntıyı doğrulamadık ve bir mimar için önemi sınırlı. Farklı kurumlar aynı deprem için birbirinden biraz farklı büyüklükler verebilir; bu yüzden büyüklükleri karşılaştırırken kaynağı ve ölçeği belirtmek gerekir. Şiddet ise doğası gereği bir gözleme dayanır: insanların ne hissettiği ve hasarın nasıl değerlendirildiği kişiden kişiye, yerden yere değişebilir; EMS-98'in el kitabı bu yüzden mühendislerle sismologların ortak dilini kurmayı amaçlar. Kartın on katlık zemin büyütmesi bir üst sınırdır; hangi zeminin ne kadar büyüteceği yere göre değişir ve dördüncü derste ayrıca tartışılacak. Kestane ile komşu köy arasındaki farkın nedenini bu derste bilmiyoruz; zemin ve bina türü iki güçlü aday, ama ikisinin payını ayırmak bir yerinde inceleme ister. Bir de haberlerin diliyle ilgili açık bir soru var: bir depremi yalnız büyüklüğüyle anlatmak, insanların kendi binalarının neyle karşılaşacağını anlamasını zorlaştırabilir; şiddet ve zemin bilgisinin kamuya nasıl anlatılacağı bu akademinin değil, afet iletişiminin konusudur.

Senin işinde

Bir deprem hakkında konuşurken büyüklük ile şiddeti ayrı tut: büyüklük depremin kendisini, şiddet bir yerdeki etkisini anlatır. Komşun ya da iş sahibin haberlerde duyduğu bir büyüklükle sana geldiğinde, onun kendi binası için asıl sorunun o yerdeki şiddet ve zemin olduğunu anlat. Büyüklükler arasındaki farkları logaritmik oku: bir basamak otuz iki kat, iki basamak bin kat. Tarihi bir yapıda çalışıyorsan, eski depremlerden sonra yapılmış onarım kayıtlarını ara; bunlar o yerin hangi şiddetleri yaşadığına dair değerli bir iz olabilir. Bir yerde neden daha çok hasar olduğunu sorarken zemini ve bina türünü birlikte düşün ve ikisinin payını bir yerinde incelemeyle ayırmaya çalış. Bir sayıyı aktarırken kaynağını ve hangi ölçekle verildiğini yaz. Kayıp ve hasar anlatırken sayıları resmî kaynaklarından ver, abartmadan ve yuvarlamadan; dinleyenin o geceyi kendisi yaşamış olabileceğini aklında tut ve konuşmayı korkudan çok, binanın hazırlığına getir.

Kendin dene

Aklında kalsın

Büyüklük ve şiddet farklı şeyleri ölçer. Büyüklük, kırılan fayın saldığı enerjiyle ilgilidir ve her deprem için tek bir sayıdır; bugün standart olan moment büyüklüğü, fayın rijitliği, kayan yüzeyin alanı ve kayma miktarından hesaplanır ve logaritmiktir: bir basamak yaklaşık 32 kat, iki basamak 1.000 kat enerji farkı demektir. Şiddet bir depremin belli bir yerdeki etkisini, insanların hissettiğini ve binaların uğradığı hasarı derecelendirir ve aynı depremde yerden yere değişir. Şiddeti büyüklük, derinlik, uzaklık, dalganın türü ve özellikle yerel zemin belirler; yumuşak çökeller yer hareketini on kata kadar büyütebilir. Aynı şiddette farklı bina türleri farklı hasar alır; şiddet, binanın kendisiyle birlikte okunmalıdır.

Sonraki derse köprü

Kestane ile komşu köy arasındaki farkın en güçlü adayı zemindi. Bir vadi tabanındaki yumuşak çökeller depremin hareketini büyütebiliyor; suya doygun gevşek kumlarda ise daha da beklenmedik bir şey olabiliyor: zemin taşıma gücünü bir an için yitiriyor ve üstündeki bina, kendisi sağlam olsa bile, yan yatabiliyor. Yumuşak zeminin sarsıntıyı nasıl büyüttüğünü ve sıvılaşmanın bir binayı nasıl yatırdığını M01-D04'te açacağız.

Kendini sına

Soru 1 · Kavram

Büyüklük ile şiddet arasındaki fark nedir?

• A) İkisi aynı şeyi ölçer, yalnız birimleri farklıdır.
• B) Şiddet depremin kaynağındaki enerjiyi, büyüklük bir yerdeki hasarı ölçer.
• C) Büyüklük yalnız küçük depremler, şiddet yalnız büyük depremler için kullanılır.
• D) Büyüklük depremin kaynağındaki enerjiyi ölçen tek bir sayıdır; şiddet depremin belli bir yerdeki etkisini derecelendirir ve aynı depremde yerden yere değişir.

Cevap: D. Kaynak şiddet ölçeklerinin bir depremin genel gücünü ölçen büyüklük ölçeklerinden ayrıldığını ve gözlenen etkilere dayandığını söyler.

Soru 2 · Kanıt

Kaynağa göre moment büyüklüğü ölçeğinde bir basamaklık artış ne demektir?

• A) Açığa çıkan enerjide yaklaşık 32 katlık bir artış.
• B) Açığa çıkan enerjide iki katlık bir artış.
• C) Açığa çıkan enerjide on katlık bir artış.
• D) Hiçbir fark yoktur.

Cevap: A. İki basamaklık artış ise yaklaşık 1.000 katlık bir enerji artışına karşılık gelir.

Soru 3 · Senaryo

Aynı depremde birbirine birkaç kilometre uzaklıktaki iki köyden birinde bacalar yıkılıyor, öbüründe yalnız camlar tıkırdıyor. Bunun en olası açıklaması nedir?

• A) İki köyün farklı depremler yaşaması.
• B) Depremin büyüklüğünün iki köyde farklı olması.
• C) Şiddeti belirleyen etkenlerin, özellikle yerel zeminin ve binaların türünün iki köyde farklı olması; bunun bir yerinde incelemeyle ayrılması gerektiği.
• D) Şiddetin her yerde aynı olması.

Cevap: C. Büyüklük tek bir sayıdır; şiddet derinliğe, uzaklığa, dalgaya, yerel zemine ve binaların türüne göre değişir.

Soru 4 · Tuzak

Bir öğrenci büyüklüğü 6 olan bir depremle 7 olan bir depremi «yalnız bir derece farklı» diye karşılaştırıyor. Bu karşılaştırmada ne eksik?

• A) İki depremin aynı enerjiyi açığa çıkardığı.
• B) Moment büyüklüğünün logaritmik olduğu ve bir basamaklık farkın açığa çıkan enerjide yaklaşık 32 katlık bir fark demek olduğu.
• C) Büyüklüğün şiddetle aynı şey olduğu.
• D) Büyük depremlerin her zaman daha az hasar verdiği.

Cevap: B. Kaynak moment büyüklüğünün Richter ölçeği gibi logaritmik olduğunu ve bir basamağın yaklaşık 32 kat enerji farkına karşılık geldiğini söyler.