YER KABUĞUNUN HAREKETLERİ Yer kabuğu, dış şeklini ve iç

YER KABUĞUNUN HAREKETLERİ
Yer kabuğu, dış şeklini ve iç yapısını değiştiren
çeşitli kuvvetlerin etkisi altındadır.
Bunlardan dış kuvvetler ayrışma, aşınma,
kırılma, kıvrılma vb gibi olayları oluşturan
kuvvetlerdir.
İç kuvvetler ise hızlı ve yavaş, uzun süreli ve
kısa süreli hareketler oluştururlar.
UZUN SÜRELİ VE YAVAŞ HAREKETLER
( Epirojenik ve orojenik hareketler)
Epirojenik Hareketler:
Yer kabuğunda çok yavaş (yılda 1-2 mm ile 1-2
cm kadar) bir şekilde düşey veya yatay
hareketlere denir.
Epirojenik hareketler kıta oluşumu anlamına
gelir.
İskandinavya yarım adası ve Kanada’daki
yükselme şu an bile devam etmektedir.
Venedik şehri de yılda 4mm'lik bir hızla Adriya
Denizine batmaktadır.
• Milyonlarca yıl önce deniz diplerinde çökelen
kalın tortuların deniz seviyesinin üzerine
çıkmış olması yer kabuğunun bu bölgede
önce alçaldığını (çökme olayının meydana
geldiğini), daha sonra yavaş yavaş
yükseldiğini gösterir.
• Akarsu ve deniz kıyılarında görülen yatay ve
az eğimli çakıl, kum, silt, kil ve kavkı
kalıntılarından oluşan düzlükler (taraçalar)
epirojenik hareketlere bağlı olarak
gelişmiştir.
• Orojenik Hareketler: Dağ oluşumu anlamına
gelen orojenik hareketlerde yan basınçlar ve
teğetsel iç kuvvetler etkilidir.
• Orojenik hareketlerle tabakalı tortul kayaçlar
kıvrılır, kırılır ve yükselirler. Orojenik hareketlerin
etkisi ile yer kabuğunda bir daralma ve üst üste
binmeler meydana gelir.
• Plaka (levha) tektoniği açısından dağ oluşumu;
Dalma- batma zonlarında biriken binlerce metre
kalınlığındaki tortuların ve magmatik malzemenin
dalma zonunu sınırlayan iki plakanın birbirlerine
yaklaşarak çarpışması sonucu oluşur.
• Böylece Alpler, Toroslar ve Himalayalar gibi kırıklı,
kıvrımlı ve bindirmeli (naplı) dağ şeritleri oluşur.
Jeolojik devirler boyunca, yaşlıdan gence doğru
• Hüroniyen,
• Kaledoniyen,
• Hersiniyen
• Alpin orojenezi
adı verilen 4 büyük dağ oluşum hareketi vardır.
Kıvrım Dağları
Yer kabuğunu oluşturan levhaların birbirine yaklaştığı yerlerdeki tortul
tabakalar esnek yapıda ise kıvrılarak yükselir. Böylece kıvrım dağları oluşur.
Avrupa’da Alp’ler, Asya’da Himalayalar, Türkiye’de Toroslar ve Kuzey Anadolu
dağları orojenik hareketlerle oluşmuştur. Kıvrılma sonucu oluşan yapılarda
tabakaların çanak şeklini aldığı çukur kısımlarına senklinal, kubbemsi şekilde
yüksekte kalan kısımlara antiklinal denir.
Kırık Dağları
Jeosenklinallerde biriken tortul tabakaların sertlik derecesi birbirinden farklı
olabilir. Orojenik hareketler sırasında esnek tabakalar kıvrılırken,
kıvrılamayacak kadar sert olan tabakalar kırılır. Bu kırık hatlarına fay adı verilir.
Kırılma sonucunda yükselen kısma horst, alçakta kalan kısma ise graben
denilmektedir. Menteşe dağları, Kazdağı, Madra dağı, Amanos (Nur) dağları…
KISA SÜRELİ VE ANİ HAREKETLER
(Depremler)
• Katı, rijit litosfer bloklarının kırılmaları ve
kaymaları sonucu açığa çıkan elastik
deformasyon enerjisinin deprem dalgaları
şeklinde oluşan titreşim hareketlerine
deprem denir.
• Deprem yer yüzünde duyulan doğal kökenli
yer sarsıntılarıdır.
• Faylar ve bunlara bağlı olarak büyük depremlerin
oluşumu elastik kırılma teorisi adı verilen bir teori ile
açıklanır.
• Bu teoriye göre faylanmadan önce fay
doğrultusunun iki tarafında kayaç içindeki elastik
deformasyona bağlı deformasyon enerjisi birikimi
meydana gelir. Biriken bu enerjinin kayacın elastik
kırılma direncinden büyük olması durumunda
kırılma veya önceden var olan bir kırık boyunca
meydana gelen kayma sırasında açığa çıkan elastik
deformasyon enerjisinin sismik dalgalar (deprem
dalgaları) şeklinde yayılması ile deprem oluşur.
Faylanmayı ve
depremi oluşturan
ilk kırılma ve kayma
noktası depremin
odak (hiposantr)
noktasıdır.
Kırılma ve kayma
(yaklaşık 3,5 km/sn
hızla sismik dalga
yayan) yüzlerce km
uzunlukta olabilir.
Odak noktasının yeryüzündeki iz düşümüne depremin episantr (dış merkez)
noktası denir. Depremin yeryüzünde en şiddetli hissedildiği nokta episantr
noktasıdır. Bu noktadan uzaklaştıkça depremin etkisi azalır.
Deprem bölgesinde aynı hasarlı noktaların birleştirilmesi ile izoseist (eş
deprem hasar) eğrileri elde edilir. Bu eğriler yardımı ile deprem bölgesinin
izoseist haritaları yapılır.
DEPREMLERİN ŞİDDETİ VE BÜYÜKLÜĞÜ
• Bir depremin şiddeti o noktadaki etkisinin
derecesi ile belirlenir.
• Bu amaçla yapılmış şiddet sınıflamaları
içinde en çok kullanılanları Mercalli şiddet
cetvelidir.
Şiddeti
Tanımı
Zemin ivmesi (m/s2)
I
Yalnız duyarlı aletler algılar
II
Özellikle üst katlarda, dinlenmekle olan kimseler tarafından
hissedilir. Hassas bir biçimde asılı olan cisimler sallanabilir.
0.02-0.03
III
Bina içinde hissedilir, fakat deprem olup olmadığı her zaman
anlaşılmaz. Duran otomobiller yanından kamyon geçmiş gibi
sallanır.
0.03-0.07
IV
Bina içinde çoğunluk ve dışarıda az kimse tarafından hissedilir,
Gece bazı kimseler uyanır, kap-kaçak, kapı-pencere sallanır.
0.07-0.15
V
Hemen herkes hisseder. Tabaklar ve sıvalar düşer, pencereler
kırılır, uzun cisimler oynar.
0.15-0.30
VI
Herkes hisseder, birçoğu korkup dışarı fırlar. Bacalar, sıvalar
düşer, hafif hasarlar olur.
0.30-0.70
VII
Herkes dışarı kaçar. Yapıda sağlamlığına bağlı olarak değişen
hasarlar oluşur. Otomobil sürücüleri de algılar.
0.70-1.50
VIII
Duvarlar çerçevelerden ayrılıp dışarı fırlar. Anıtlar, bacalar,
duvarlar devrilir. Kum ve çamur fışkırır.
1.50-3.00
IX
Yapılar temelinden ayrılır, çatlar, eğilir. Zemin ve yeraltı boruları
çatlar.
3.00-7.00
X
Kagir ve çerçeve yapıların çoğu tahrip olur. Zemin çatlar, raylar
eğilir. Toprak kaymaları olur.
7.00-15.00
XI
Yeni tip yapılar ayakta kalabilir, köprüler tahrip olur. Yeraltı
boruları kırılır. Toprak kayar. Raylar bükülür.
15.00-30.00
XII
Hemen her şey harap olur. Toprak yüzeyinde dalgalanma görülür.
Cisimler havaya fırlar.
30.00-70.00
0.01
• Bu cetvelde etki derecesine göre 12 deprem şiddeti
ayırtlanmıştır. Bunlardan I şiddetindeki deprem aletle
kaydedilebilen düşük şiddetteki depreme; XII
şiddetindeki deprem ise tam yıkılmaya karşılık gelen
en şiddetli depreme karşılık gelir.
• Bir depremin yaptığı hasarın yapıların sağlamlığına
da bağlı olduğu göz önünde bulundurulursa, böyle
bir sınıflamanın deprem şiddetinin mutlak olarak
sınıflamasında kullanılması hatalı olur. Buna rağmen
yapıların sağlamlık durumunun birbirine yakın olduğu
varsayılarak bir depremin şiddeti bu cetvelle
değerlendirilebilir.
• Bir depremin büyüklüğü deprem sırasında ortaya
çıkan enerji miktarı ile ilgilidir. Ancak bu enerji
miktarının hesaplanması güçtür.
• Bu nedenle depremlerin şiddetinin belirlenmesinde
deprem dalgalarının en büyük genliği ölçü olarak
kullanılır.
• Ancak en büyük genlikleri birbirine eşit olan farklı
frekanstaki dalga hareketlerinin etkileri ve yaydıkları
enerji miktarı birbirinden farklıdır.
• Bir deprem hareketi birden çok sayıdaki dalganın üst
üste binmesi şeklinde oluştuğu için daha da
karmaşıktır.
• Buna rağmen uygulamanın kolaylığı açısından en
büyük genlik depremin büyüklüğünün
belirlenmesinde bir ölçü olarak kullanılır.
• Depremin büyüklüğü RİCHTER ölçeği ile ifade
edilir.
• Bu büyüklük depremin episantr (merkez)
noktasından 100 km uzakta bulunan WoodAnderson sismografı ile ölçülen zemin
hareketinin mikron cinsinden ölçülen
maksimum genliğinin logaritması alınarak
hesaplanır.
• Buna göre büyüklüğü 6’dan fazla olan
depremler hasar oluşturan depremlerdir.
• 17 Ağustos 1999 Gölcük Depreminin
büyüklüğü 7.4 olarak hesaplanmıştır.
M=log(A/A0(δ))
Bu formülde M depremin büyüklüğünü, A
Wood-Anderson sismografının maksimum
sapmasını, A0(δ) ise depremin merkezinin
uzaklığına bağlı olarak değişen bir
fonksiyonu ifade eder.
• Deprem hareketi sırasında açığa çıkan
enerji (E) ile deprem büyüklüğü (M)
arasında aşağıdaki bağıntı verilmiştir.
4,8
+
1,5
M
E=10
Burada;
M= Richter ölçeğine göre depremin büyüklüğü
E=Enerji (Erg)
DEPREM DALGALARI
• Deprem sismik enerjinin boşalımıdır. Bu
enerji boşalımı hiposantr (odak noktasından)
noktasından yeryüzüne doğru yayılan çeşitli
deprem dalgaları ile sağlanır.
• Deprem sırasında oluşan dalgalar
1- Cisim dalgaları (P ve S dalgaları)
2- Yüzey dalgaları (Rayleigh ve Love (L)
dalgaları)
olmak üzere 2 türlüdür.
• P Dalgaları
Hızları (Vp) 5,5-7 km/sn arasında değişen bu
dalgalar hızlarından dolayı kayıt merkezine ilk
gelen dalgalardır. Bundan dolayı bu dalgalara
primer (ilk) dalgalar da denir.
P dalgalarının titreşimi yayılma doğrultusunda
olduğu için bunlara boyuna dalgalar da denir.
• S Dalgaları
Yayılma hızları (Vs) daha az olduğu için kayıt
merkezine ikinci olarak gelen dalgalardır.
(Vs=0,6Vp).
S dalgalarında titreşim hareketi yayılma
doğrultusuna dik düzlem üzerinde aşağıyukarı yöndedir.
Bu dalgalara enine dalgalar da denir.
• Yüzey dalgaları
P ve S dalgalarına göre hızları daha az,
periyotları daha büyük ve boyları daha
uzundur.
Kayıt merkezine en son gelen bu dalgalar
sismogram üzerinde en şiddetli titreşimlere
karşılık gelirler.
Yüzey dalgaları da S dalgaları gibi hasar
oluştururlar.
• Deprem dalgaları sismograf adı verilen
aletlerle ölçülür.
• Sismograflarla alınan dalga kayıtlarına
sismogram denir.
• Sismogramlar incelenerek deprem
dalgalarının türleri belirlenir.
sismograf
Sismograf'ta, kolona
bir tel ile asılı olan
kütle, yer yatay
olarak hareket
ederken bir sarkaç
gibi salınır.
Kütlenin ucunda da,
hareketli kağıt şerite
sarsıntıyı
kaydetmekte
kullanılan bir kalem
tutturulmuştur.
Richter ölçeğine göre deprem büyüklüğü;
• P ve S dalgalarının kayıt istasyonuna geliş
zamanları arasındaki fark
ve
• Sismogramdaki en büyük genlik yardımıyla
abak kullanılarak belirlenir.
DEPREM ÇEŞİTLERİ
• Depremler karalarda meydana gelebileceği
gibi okyanus diplerinde de meydana
gelebilir.
• Okyanus diplerinde meydana gelenler deniz
depremlerini oluşturur. Deniz depremlerinde
deniz yüzeyi kabarır, balıklar sersemler
veya ölürler.
• Deniz depremlerinin su içindeki dalgalarına
tsunami (sismik deniz dalgası) denir. Bu
dalgaların yükseklikleri 30 m'ye kadar erişir.
Meydana geliş zamanlarına göre:
• Haberci (öncü) depremler: Büyük
depremlerden önce kaydedilen (aynı odak
noktasından) küçük depremlere denir.
• Artçı depremler: Büyük depremlerden
sonra bir süre aralıklarla devam eden daha
küçük şiddetteki depremlere denir. (aynı
odak noktasından)
•
•
•
•
•
•
Odak derinliklerine göre:
sığ depremler 0-60 km
orta derinlikte depremler 60-300 km
derin depremler >300 km
Depremlerin çoğu sığ depremlerdir.
17.08.1999 tarihli Gölcük depreminin odak
derinliği 9 km hesaplanmıştır.
• Sığ depremler episantr çevresinde şiddetle
duyuldukları halde uzaklardan hissedilmez.
• Bunların yüzey dalgaları (L dalgaları)
büyüktür.
• Odak derinliği arttıkça yüzey dalgaları
küçülür.
• Çok derin depremlerde ise hemen hemen
hiç kaydedilmez.
DEPREMLERİN İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ YÖNÜNDEN ÖNEMİ
• Dünyada meydana gelen depremlerin episantır
(merkez) noktaları bir harita üzerine işlendiğinde
bunların yer kabuğundaki levha (plaka) sınırlarında
yer aldıkları görülür.
• Özellikle bu noktaların birisi Pasifik Okyanusu’nu
çevreleyen Pasifik Kuşağı; diğeri ise Cebelitarık'
tan Endonezya Adaları'na kadar uzanan ve Türkiye'
yi içine alan Akdeniz- Himalaya Kuşağı’dır.
• Depremlerin % 68' i Pasifik kuşağında, % 21' i
Akdeniz- Himalaya kuşağında %11 ise dünyanın
diğer bölgelerinde meydana gelir.
• Dünyada bir yılda açığa çıkan deprem enerjisi 1025
Erg' dir.
• Bunun % 80' i Pasifik kuşağında yayılır.
• Son 100 yıldan beri deprem açısından
Türkiye'nin aktif bir dönem geçirdiği
bilinmektedir.
• Bu nedenle inşaat projelerinde deprem
dalgalarının özellikle yatay bileşeninin
oluşturacağı hasara karşı gerekli önlemler
alınmalıdır.
• İmar ve İskan Bakanlığı tarafından yapılmış
olan deprem haritalarında Türkiye 5 deprem
bölgesinde ayrılmıştır.
• l. derece deprem bölgesinde beklenen ivme değeri
0.4 g' den büyük
• 2. " "
"
"
0.4 g- 0.3 g
• 3. " "
"
"
• 4. " "
"
"
"
• 5. " "
"
"
"
"
"
"
"
"
"
0.3 g-0.2 g
0.2 g-0.1 g
0.1 g'den küçük
• Bu beş bölgede yapılacak inşaatlarda statik
hesaplara eklenecek miktar, deprem
yönetmeliklerinde depreme dayanıklılık katsayısı adı
altında belirtilmektedir.
• Bu katsayı çok sayıda parametreye bağlı
olduğundan belirlenmesinde dikkatli olmak gerekir.
• Baraj, köprü ve tünel gibi büyük yapıların
projelendirilmesinde en şiddetli depremler göz
önünde bulundurularak bazı kabuller yapılır.
• Türkiye' de aktif faylara yakın barajlarda
yatay ivme etkisi 0.2 g olarak alınmaktadır.
• Keban barajında yatay deprem ivmesi 0.1 g;
düşey ivmesi ise 0.05 g alınmıştır.
• Deprem bölgesi dışında kalan bölgelerde ise
barajlar için yatay ivme etkisi 0.05 g-0.1 g
olarak alınmaktadır.