Jeofizik, yunanca “Gaia” (yerküre tanrıçası) ve “Phsis” doğa kelimelerinden türetilmiş olup, yeryüzünün fiziksel özelliklerini ve içyapısını inceleyen bir bilim dalıdır. Jeofizik mühendisliği, çeşitli alt dallara ayrılır ve bu alt dallar farklı fiziksel özellikleri ölçmek veya izlemek için farklı yöntemler kullanır.
Başlıca jeofizik yöntemler; sismoloji, gravite, manyetik, rezistivite, yer Radarı (GPR - Ground Penetrating Radar)
SİSMOLOJİ
Sismoloji, yer kabuğunda ve iç kısmında meydana gelen titreşimleri (sismik dalgaları) inceleyen bilim dalıdır. Bu dal, depremlerin kökeni, yayılma şekli, etkileri ve nedenleri gibi konuları araştırır. Sismoloji, jeofizik mühendisliğinde hem temel araştırmaların hem de pratik uygulamaların yapıldığı önemli ana dallarından biridir.
Sismolojinin ana odak noktaları şunlardır
-
Depremlerin Kökeni ve Mekanizması: Sismoloji, depremlerin yer altındaki kaynaklarını ve deprem dalgalarının oluşumunu inceleyerek depremlerin nasıl meydana geldiğini anlamaya çalışır. Bu, yer altındaki kayaçların ve fay hatlarının davranışını anlamak için önemlidir.
-
Sismik Dalgaların Yayılması: Sismik dalgalar, yer kabuğunda ve içinde farklı şekillerde yayılır. Bu dalgaların hızı, yoğunluğu ve yönü, yeraltı yapılarının ve bileşenlerinin özelliklerini belirlemeye yardımcı olur. Bu bilgiler, yeraltı haritalarının oluşturulması ve yeraltı yapılarının belirlenmesi için kullanılır.
-
Depremlerin Etkileri: Sismoloji, depremlerin yüzeyde ve yapılar üzerindeki etkilerini de araştırır. Bu, depremlerin neden olduğu zararın ve risklerin belirlenmesine yardımcı olur. Bu bilgiler, yapıların deprem dayanıklılığının artırılması ve altyapıların güçlendirilmesi gibi önlemlerin alınmasına yardımcı olur.
-
Depremlerin Önceden Tahmini ve Uyarı Sistemleri: Sismoloji, depremlerin önceden tahmin edilmesi ve hatta mümkünse uyarı sistemlerinin geliştirilmesi için çalışmalar yürütür. Bu, depremlerin etkilerini azaltmak ve insanların güvenliğini sağlamak için önemlidir.
Bu alanlar, jeofizik mühendislerinin deprem riski olan bölgelerde altyapı projeleri tasarlarken, deprem riskini azaltma stratejileri geliştirirken ve doğal afetlerle ilgili kararlar alırken sismoloji bilgisini kullanmalarını sağlar. Bu sayede, yapıların ve altyapının daha güvenli ve sürdürülebilir olmasına katkıda bulunulur.
SİSMİSİTE
Sismisite, bir bölgenin veya bir yapı için deprem riskinin belirlenmesinde kullanılan bir terimdir. Bir yerin deprem tehlikesinin ne kadar yüksek olduğunu veya bir yapı için depreme dayanıklılığının ne kadar güçlü olması gerektiğini ifade eder.
Sismisite değeri: fay hatları, kayaç türleri, yer altı su seviyeleri, tektonik plakaların hareketi ve fay hatlarının konumu, bölgede meydana gelen geçmiş depremler (belirli şiddetlerde ve sık tekrarlanan depremler) ve zemin özellikleri (yumuşak zemin, sert kaya zeminler v.b) gibi faktörlerin bir kombinasyonunu temsil eder.
Sismisite değeri, genellikle yerel yönetimler, jeofizik mühendisleri, inşaat mühendisleri ve yapı tasarımcıları tarafından kullanılır. Bu değerler, bölgeye özgü yapı kodları ve standartları oluşturmak, yapıların depreme dayanıklılığını artırmak ve acil durum planlarını hazırlamak için kullanılır.
DEPREM
Deprem, yerkabuğu içindeki kırılmalar nedeniyle, yeraltında biriken elastik enerjinin aniden ortaya çıkarken oluşturduğu titreşimlerin dalgalar halinde yayılarak geçtikleri ortamları ve yer yüzeyini sarsmasıdır. Deprem, insanın hareketsiz kabul ettiği ve güvenle ayağını bastığı toprağın da oynayacağını ve üzerinde bulunan tüm yapılarında hasar görüp, can kaybına uğrayacak şekilde yıkılabileceklerini gösteren bir doğa olayıdır.
DEPREM DALGALARI
Deprem dalgaları, bir deprem sırasında yer kabuğunda yayılan ve yer değiştirmenin sonucu olarak oluşan dalgalardır. Deprem dalgaları genellikle iki ana türde gelir: cisim dalgaları (P dalgaları ve S dalgaları) ve yüzey dalgaları (Rayleigh dalgaları ve Love dalgaları).
Cisim dalgaları (Body waves)
Cisim dalgaları, bir depremin başlangıcında ilk olarak algılanan dalgalardır. Depremin kaynağından oluşur ve iç ortamda (katı, sıvı veya gaz) yayılırlar. Bu dalgalar, yer yüzeyindeki yüzey dalgalarından farklı olarak, yerin içinde ilerlerler. P dalgaları, yer içindeki katmanlarda ses dalgaları gibi hızla hareket ederler. S dalgaları, P dalgalarından daha yavaş hareket ederler, çünkü sadece katı ortamda ilerlerler ve bir elastik ortamda yanal hareketleri sırasında yayılırlar.
-
P Dalgaları (Primary veya Compression Waves): P dalgaları, sıkıştırma ve genişleme hareketleri ile karakterizedir. Yeraltında katı, sıvı veya gaz ortamında ilerleyebilirler. Yeraltında ses dalgaları gibi hızlı bir şekilde ilerlerler ve en hızlı deprem dalgalarıdır. Yayılma yönünde ve titreşim yönünde genişleyerek ilerlerler.
-
S Dalgaları (Secondary veya Shear Waves): S dalgaları, enine veya yanal (yandan yana) hareketler ile karakterizedir. Katı ortamda ilerlerler ve yalnızca sıkışma (kompresyon) hareketine dik bir şekilde yayılabilirler. P dalgalarından daha yavaş hareket ederler ve daha büyük bir titreşim etkisine neden olabilirler. S-dalgasının yatay düzlemde (SV) ve düşey düzlemde (SH) olmak üzere iki bileşeni vardır.
Yüzey Dalgaları (Surface Waves)
Yüzey dalgaları, yer yüzeyinde seyreden ve burada en belirgin etkileri olan deprem dalgalarıdır. Diğer dalgalardan farklı olarak, doğrudan yer yüzeyini etkilerler ve bu nedenle gözlemlenmeleri daha kolaydır. Cisim dalgalarına göre daha yavaş hareket ederler. Bu yüzden, bir deprem sırasında genellikle daha sonra gelirler ve daha uzun süre devam edebilirler.
-
Rayleigh Dalgaları: Yüzeylerde seyreden ve hem ileri-geri hem de dairesel bir hareketi olan dalgalardır. Bunlar, yer yüzeyinin altındaki katmanlarda sıkışma ve yatay hareketlerle ilerler. Rayleigh dalgaları genellikle P ve S dalgalarının ardından gelirler ve en büyük titreşim etkisine sahip olabilirler. Deprem dalgalarının en fazla yıkıcı etkilerinden birini oluştururlar.
-
Love Dalgaları: Yer yüzeyinde yalnızca yatay hareketlerle ilerlerler. Sadece katı ortamda var olabilirler ve yüzeyde ileri-geri hareket ederler. Love dalgaları, Rayleigh dalgalarından daha az yaygın olup genellikle daha küçük titreşimlere neden olurlar.