elektrostatik kayaç gerginlik izleme yöntemi ile 05.11.2004 manisa

ELEKTROSTATİK KAYAÇ GERGİNLİK İZLEME YÖNTEMİ İLE 05.11.2004 MANİSA- KIRKAĞAÇ
DEPREMİ’NİN İNCELENMESİ
Can KARAVUL1, Günay BEYHAN1, Hatice ERGÜVEN1
Öz: Bu çalışmada, “Elektrostatik Kayaç Gerginlik İzleme Yöntemi” (EKGİY) ile
05.11.2004 Manisa- Kırkağaç depreminin Sakarya Üniversitesi (SAÜ) istasyonundaki 1
aylık zaman ortamı kayıtları üzerinde veri-işlem analizleri yapılmıştır. Söz kunusu 1 aylık
veri, depremi kapsayacak şekilde seçilmiş ve bu verinin Fast Fourier (FF) spektrumu
alınarak frekans ortamındaki davranışları ayıklanmıştır. Böylece, alınan spektrum üzerinde
deprem öncesindeki ve sonrasındaki izlerin tespit edilmesi amaçlanmıştır.
Anahtar Kelimeler: Kayaç Gerginlik, Deprem Tahmini, Piezoelektrik
Giriş
Depremlerin önceden belirlenmesi geçmişte olduğu gibi günümüzde de yerbilimcileri oldukça meşgul etmektedir. Son
yıllarda, Elektrostatik etkinin yerkürede meydana getirdiği deformasyonun belirlenmesi, kayaçlardaki piezoelektrik
deformasyonun meydana getirdiği elektrostatik etkinin ölçülmesi amacıyla İTU Elektrik Mühendisliği tarafından icat
edilen ve Sakarya Üniversitesine yerleştirilen cihazın aldığı zaman ortamı kayıtlarından yararlanılmıştır. Meydana gelen
05.11.2004 Manisa- Kırkağaç depremini içine alacak şekilde 1 aylık olarak seçilen data seti üzerinde FF spektrumu
alınarak baskın frekanslar belirlenmiştir. Genel olarak 3 baskın frekans tespit edilerek, bunların deprem öncesi veya
sonrası için haberci olaylar olup olmadığı konusunda yaklaşımlar yapılmıştır.
Elektrostatik Kayaç Gerginlik İzleme Yöntemi Ve Deprem Tahmin Projesi (EKGİY-DTP)
Deprem öncesinde yeryüzündeki kayaçlar üzerinde birtakım etkileşimlerin olduğu öteden beri bilinmektedir. Bu amaçla
piezoelektrik etkinin varlığı konusunda günümüze kadar çok sayıda alet geliştirilmiştir. Son 17.08.1999 İzmit
depreminden sonra İTÜ’de geliştirilen EKGİA (Elektrostatik Kayaç Gerginlik İzleme Aleti) adı verilen cihazdan
Marmara ve Batı Anadolu’ya 21 adet istasyon kurulmuştur (Canyaran ve diğ., 1999). Birtakım nedenlerden dolayı bu
istasyonların bir kısmı sağlıklı kayıt alamamaktadır. Biz bu çalışmada en sağlıklı kayıt aldığını düşündüğümüz SAÜ
istasyon verilerini kullandık Bir istasyondaki sistem, küresel antenli yarı iletken elektrostatik yük algılama birimi, işaret
işleme- dönüştürme birimi ve sayısal veri toplama- değerlendirme birimlerinden oluşmaktadır. (Üstündağ ve diğ., 2000)
Kurulu her bir sistemde muhtemel bir deprem öncesinde meydana gelen gerilme artışının kayaçlar içindeki kuvars
kristalleri üzerinde oluşturduğu piezoelektrik etkiden kaynaklanan elektrostatik alanın şiddeti ölçülmektedir. Kayıtlar
zaman ortamında 5 sn. aralıklarla kaydedilmekte olup grafik görüntüde ani genlik artışından sonra görülen exponansiyel
düşüşün, deprem olan bölgenin zaman sabitine bağlı olarak 0,2- 10 saat sonra olacak deprem hakkında ön izleme ve
değerlendirme imkanı tanımaktadır (Canyaran ve diğ., 1999). Ancak zaman ortamı kayıtlarında her zaman bu genlik
artışı ve düşüşü izlenememektedir. Ayrıca, zaman ortamı kayıtlarının doğrudan değerlendirilmesi jeofizik açıdan
birtakım olumsuzluklar meydana getirmektedir. Öncelikle çevreden gelen gürültülerin ve yüksek frekanslı olayların
ayıklanması, beraberinde bazı güçlüklerde oluşturmaktadır. Bu itibarla SAÜ istasyonuna ait alınan kayıtlara FF işlemi
uygulanarak frekans ortamı spektrumları çıkarılmıştır.
Manisa- Kırkağaç Depremi ve EKGİY-DTP
Manisa- Kırkağaç Depremi Ve Odak Mekanizması
05.11.2004 tarihinde saat 17:30’da Manisa-Kırkağaç merkezli meydana gelen depremin aletsel büyüklüğü M=4.3 olarak
ölçülmüştür. Odak noktası 9 km. olan deprem normal faylanmalı odak mekanizmasına sahiptir (Afet İşleri Genel
Müdürlüğü, 2004).
Bu deprem için yapılan EKGİY-DTP analizlerinde Sakarya Üniversitesi kayıtlarından yararlanılmıştır. Bu amaçla,
depremin meydana geldiği zamanı kapsayacak şekilde 31 günlük veri seti oluşturulmuştur (Şekil 1). Kayıtlar 5 sn
aralıklı olup, mv mertebesinde ölçülmektedir. Kayıtlar üzerinde bir dizi ön veri işlem çalışması yapılarak, yüksek
1
Sakarya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Jeofizik Müh. Böl. Sakarya
131
frekanslı gürültüler ile ortamdan kaynaklanan bozucu etkilerin elemine edilmesi sağlanmıştır. Daha sonra hazırlanan
veri setine fourier analizi uygulaması yapılmıştır (Şekil 2).
Şekil 1. Sakarya Üniversitesi 31 Günlük Veri Seti.
Şekil 2. 31 günlük veri seti Fast Fourier Tranformu.
Sonuç ve Öneriler
Bu çalışmada, 05.11.2004 Manisa- Kırkağaç depreminin “EKGİY-DTP” kapsamında Sakarya Üniversitesi
istasyonundaki zaman ortamı kayıtlarının analizi yapılmıştır. Analiz işlemlerinde FF (Fast Fourier) DF (Discrete
Fourier) yöntemleri kullanılmıştır.
Şekil 1’deki zaman kayıtları incelendiğinde bunun periyodik bir yapıda olduğu görülmektedir. Zamana göre
elektrostatik gerilimin mv olarak değerinde deprem öncesinde belirgin işaretleri görünmemektedir. Fakat deprem
sonrasında genliğin düşmesi oldukça açıktır. Bu çalışmanın temel amacı, deprem öncesine ait işaretleri aramaktır. Bu
nedenle alınan zaman ortamı kayıtlarına birtakım düzeltmeler uygulandıktan sonra FF uygulanmıştır. Buna ek olarak
alınan frekans spektrumlarında enerjinin yoğunlaştığı kesimlere ayrık (DF) uygulaması yapılmıştır. Şekil 2’ deki
frekans spektrumu incelendiğinde 3 bölgede belirgin enerji yoğunlaşması görülmektedir. Bu 3 bölge için ayrık fourier
132
uygulamasından sonra, T=11gün, T=1 gün ve T=12 saat periyotlara sahip 3 önemli harmonik ayırt edilmiştir. Buna
paralel yapılan diğer bir çalışma Ergüven ve diğ., (2004) tarafından, 06.07.2003 Saroz depremi (M=5.6) için yapılandır.
Bu analiz sonucunda da, Manisa depremi analiz sonuçlarına benzer şekilde T=1 gün ve T=12 saatlik periyoda sahip
harmonikler elde edilmiştir. Fakat, T=11 günlük periyot gözlenememiştir. Bunun nedeninin ise, SAÜ istasyonunun
Manisa depremi için uzak istasyon olmasından kaynaklandığı düşünülmektedir. Spektrumun diğer bileşenleri yüksek
frekanslı olduğu için dikkate alınmamıştır.
Burada T=11 gün olarak belirlenen en güçlü harmoniğin deprem haberci piki olabilmesi için, diğer istasyonlara ait
kayıtlarda da benzer durumun yakalanması gerekmektedir. Çünkü SAÜ uzak istasyon olmasına rağmen eğer böyle bir
haberci harmonik yakalıyorsa daha yakın istasyonlarda da (Balıkesir- Bandırma İstasyonu BB) algılaması mümkündür.
Ancak BB istasyonuna bu çalışmada kullandığımız dönem içinde, sağlıklı kayıt almamış olmasından dolayı analiz
uygulanamamıştır. Bu nedenle bundan sonra meydana gelecek depremlerde sağlıklı istatistik çalışması yapılamalı ve
birden çok istasyonların kayıtları üzerinde çalışılmalıdır. Çünkü kullanılacak veri ne kadar çok olursa analizlerde o
derece sağlıklı olacaktır. Öte yandan Manisa depremin magnitüdü düşük olduğundan kayaçlarda daha az elektrostatik
gerginlik meydana getirdiği söz konusudur. Burada bir diğer etkende faylanmanın türüdür. Doğrultu atımlı faylar, eğim
atımlı faylara nazaran daha uzundur. Dolayısıyla bu tür faylarda muhtemel deprem öncesinde meydana gelecek
gerilimler daha fazla ve daha uzun dönemlidir. Bunun için bu faylarda oluşan stres dağılmamakta, uzun süre kalıcı
olmakta ve Şekil 2’de de görüldüğü üzere harmoniklerin periyotları daha uzun olabilmektedir. Tüm bu değerlendirmeler
göz önüne alındığında, EKGİY kapsamında çok sayıdaki istasyon kayıtları incelenerek analiz edilmelidir. İstatistik
analiz açısından bu çok önemlidir. Çünkü deprem kendine has özelliklere sahiptir. Dolayısıyla EKGİY-DTP için bir
standart oluşturabilmek için muhtemel depremler üzerinde daha çok analizler yapılmalıdır.
KAYNAKLAR
1. CANYARAN, L., ve ÜSTÜNDAĞ, B., Kasım, 1999. Erken Uyarı Sistemi İçin Yeni Bir Elektriksel Yük Ölçü
Cihazı, T.C. Türk Patent Enstitüsü, Patent Başvurusu, TR 1999 02911 A2.
2. KAYAÇ GERGİNLİK İZLEME YÖNTEMİ İLE DEPREM TAHMİNİ PROJESİ VERİ TOPLAMA –İZLEME
SAYFASI, www.deprem.cs.itu.edu.tr.
3. ÜSTÜNTAĞ, B., ÖZERDEM, M. S. VE EYİDOĞAN, H.,MOLİNAS, Şubat, 2000. Earthquake Prediction Using a
New Monopolar Electric Field Probe.
4. BAYINDIRLIK VE İSKAN BAKANLIĞI AFET İŞLERİ GENEL MÜDÜRLÜĞÜ DEPREM ARAŞTIRMA
DAİRESİ, www.deprem.gov.tr.
5. ERGÜVEN, H., BEYHAN, G., VE KARAVUL, C., 2004. 06.07.2003 Saroz Depremi’nin Kayaç Gerginlik
İstasyonlarındaki Etkilerinin İncelenmesi, Uygulamalı Yerbilimleri Dergisi, sayfa 98-108.
133