Kabaca yeryuvarında 7'den büyük depremler 25 - 30 yıllık bir artış dönemselliği gösterir (1) ve ortalama sayıları 20'dir. 1960 ve 1990 en az olduğu yıllardır.

Depremlerin gelecekte nasıl davranacağını kestirmek için, geçmişteki davranışlarını incelemek ve kimliğini tanımak gerekir. Kuzey Anadolu Fayı (KAF) boyunca oluşan yıkıcı depremler çoğunlukla 5.5 ile 8 arasında, ortalama 10 ile 15 km derinde yeralır. Kırık boyunca depremler, yer yer boşluklar bırakarak doğudan batıya, batıdan doğuya göç ederler. Deprem boşlukları, baskın olarak doğudan batıya doğru süregelen itişin oluşturduğu, basınç geriliminin yer direncini henüz
yenemediği direnen yerlerdir diye bilinir. Boşluklar da, gerilim boşalmama süresi arttıkça, gelecekte bu gibi yerlerde olacak deprem büyüklük beklentisi artar.
KAF boyunca yerin en çok kırılmaya karşı dayanma direnci 10 ²⁰ ile 10 ²⁴ erg enerji boyutunda olup, bu değer 10 ile 50 bar'lık basınç gerilim düşümüne karşılık gelir.

Son 1999 depremlerinin oluştuğu ve halkın en çok odaklandığı, batıda KAK'ın Tosya (Kastamonu), Gölcük (Kocaeli) ­ İstanbul ­ Mürefte (Tekirdağ) parçasının simgesel bir davranışı vardır. 1999' yılında Gölcük (M = 7.4) ve Düzce (M= 7.2) de, 3 ay ara ile olan deprem sıklığı sanki geçmişte, bu bölgenin sarsıntı kimliği ile örtüşmektedir.

Kısacası, sarsıntılar; Gölcük doğusunda ardışık deprem kümeleri biçiminde, Gölcük batısında seyrek aralıklarla tekil oluşmaktadır.

Deprem Kümeleri:

Aygıtsal algılamaların başladığı 1902 yılından beri bu kesimde oluşan kümesel depremler oluş zamanı, büyüklüğü ve ilk deprem dış odağından uzaklıkları şöyledir: (Döküm 1 ve Görüntü 1 )

Döküm 1 - Gölcük doğusunda 1900 ile 1999 yılları arasında olan kümesel depremler; büyüklük, başlangıç depreminden uzaklığı ve toplam boşalttıkları enerji.

		Deprem Tarihi	Büyüklük M S	İlk depremden uzaklık, Km.
1.Küme (Adapazarı -Bolu)	1.Adapazarı-Hendek (0)  2. Bolu-Gerede (Doğu) 3. Bolu-Düzce (Batı) 4. Bolu-Mudurnu (Doğu)	20.06.1943 01.02.1944 10.02.1944 05.04.1944	6.6 7.2 5.4 5.6	0 Ana deprem 110 32 40
	Toplam Enerji Boşalımı		4.5x1022 erg
2.Küme (Çankırı-Bolu)	1.Çankırı-Kurşunlu (0) 2.Çankırı-Kurşunlu (0) 3.Bolu-Abant (Batı) Toplam Enerji Boşalımı	13.08.1951 07.09.1953 26.05.1957	6.9 6.4 7.1 4.5x1022 erg	0 0 125
3.Küme (Adapazarı )	1.Adapazarı Merkez (0) 2.Adapazarı-Akyazı (Doğu) 3.Bartın (Kuzey)	22.07.1967 30.07.1967 03.09.1968	7.2 6.0 6.5	0 20 170
	Toplam Enerji Boşalımı		4.4x1022 erg
4.Küme (Kocaeli-Adapazarı-Bolu)	1.Kocaeli-Gölcük (0) 2.Akyazı-Adapazarı 3.Çınarcık-Yalova 4.Hendek-Adapazarı 5.İzmit 6.İzmit 7.Bolu-Düzce (Doğu) Toplam Enerji Boşalımı	17.08.1999 17.08.1999 19.08.1999 22.08.1999 31.08.1999 13.09.1999 12.11.1999	7.4 5.5 5.0 5.0 5.2 5.8 7.2 12x1022 erg	0 15.3 11.5 5.4 17.7 19.6 95

Her dört küme, yersel ve zamansal yakınlık üzerine düzenlenmiştir (Bartın dışında). Tüm 1,2 ve 3'üncü kümelerde boşalan gerilim enerjisi toplamı birbirine oldukça yakın olup 4.5x10 ²² erg'tir. Ancak 1999 kümesinde bu, ortalama değerin 3 katlartarak salt iki sarsıntı ile 12x10 ²² erg'e ulaştığı gözlenmektedir.

Demek ki, buradan anlaşılan, Bitinyada (Batı Karadeniz), deprem oluşturacak toplam enerji birikimi ortalama 4.5 x 10 ²² erg dolayındadır. Bu oranda bir erk en az 2 ile 3 depremle boşaltılabilmektedir. Ne varki, son kümede toplam boşalımın 12x10 ²² erg olması, tek bir Gölcük depremi ile (7.94x10 ²² erg) beklenen toplam enerji boşalımının iki katına çıkılmış, ayrıca Düzce depremi buna 4x10 ²² erg'lik bir artış getirmiştir. Gerilim düşümleri (DP) ise, Gölcük için yaklaşık 33
bar, Düzce için 31 bar dolayındadır. (Ek1'e bakınız) Bu gözlemler yorumlandığında Gölcük depreminden sonra bir Düzce depreminin olması beklenmedik bir olaydır. Ne varki, Düzce-Bolu arasında önceden bilinen gerilim birikimi, Gölcük depremi ile tetiklenip boşalmış olabilir. Bu durum Gölcük ve Düzce depremlerinin kendi başlarına ayrı ayrı birer deprem kümesi olarak düşünülebileceği varsayımını da ortaya koyar.

Gölcük'te bir 7.4, altı 5 büyüklüğünde deprem ile boşalan toplam erk 8x10 ²² erg'tir. Bu değer neredeyse bölgesel ortalamanın 1.77 katıdır. Yeryuvarı örneklerine göre, genellikle 7.4 büyüklüğünde bir depremi bir tane 6.4, 10 tane 5 büyüklüğünde ardçı deprem izleyerek (5), toplam 8.21x10 ²² erg'lik erk boşalımı ile sonuçlanır. Eğer bu kural doğru ise ve halen boşalmayı bekleyen, kalan bir erk varsa, Kocaeli dolayı, M S = 6.4 büyüklüğünde ardçı bir depreme
gebedir denebilir.

Enerjinin Göçü:

Genellikle geçmişteki deprem kümelerinde, ilk depremden sonra yönelme doğuya olup, daha sonra doğu ­ batı arasında gidiş geliş yapmıştır. Kuzey Anadolu Kırığı üzerinde olan gerilimin boşalmalarında, özgürleşen enerjinin yaklaşık % 0 ile % 5'i, yer kırığının iki ucuna doğru toplanmaktadır. Kimileyin bu birikme tek yanlı da olabilir. O nedenle, daha önce bir boşluk ­ düğüm noktası olduğu bilinen Düzce-Bolu arasının, 12 Kasım 1999' depremi ile sarsılması beklenmez bir olgu olmamalıdır. Kaldı ki, şimdi düşündüren, bunun böylece sönümleneceği mi? yoksa doğu ya ya da batıya vuracağımıdır. Ancak Batı'daki Hendek'te MTA'ca belirlenen kırılmamış parça, 1'inci kümede olduğu gibi boşalmağa yeni aday alan görüntüsü vermektedir. Akyazı'daki çok kırıklılık ise bu yörede sanıldığı gibi büyük bir boşalmasının beklenmesi olasılığını azaltır.

Döküm 2 ­ 1900 ­ 1999 yılları arası Marmara'da olan büyük depremler. Görüldüğü gibi bu depremler genellikle tekbaşlarına oluşmuşlardır.

	Deprem Tarihi	M S	Enerji Boşalımı (Erg)
Tekirdağ (Mürefte)	09.08.1912	7.3	10 22.75
Balıkesir (Erdek)	04.01.1935	6.7	10 21.85
Yalova (Çınarcık)	18.09.1963	6.3	10 21.25
Balıkesir (Manyas)	06.10.1964	7.0	10 22.3
Balıkesir (Gönen)	03.03.1969	5.7	10 20.35

Kümeler arası zamansal dağılıma baktığımızda, bu bölgede deprem göç aralığının 7 ile 30 yıl arasında değiştiğini ve yerin kırılma direncinin 10 ²¹ ile 10 ²³ erg (1 ile 100 Atom bombası eşdeğeri) ya da 10 ile 50 barlık gerilim düşümüne denk geldiğini göstermektedir. Diğer bir deyişle, Gölcük ­ Kurşunlu arasında her 7 ile 30 yıl arasında yerde 6.8 ile 7.2 büyüklüğünde bir deprem kümesi oluşturacak bir gerilim yığılması vardır. Bu değer ortalama 4.5x10 ²² erg'tir. Kabaca,
birikme hızı 5x10 ²⁰ erg / yıl dolayındadır. Bu da, kabaca her yıl M = 5,5 büyüklüğünde 5 tane depremin enerjisine denk gelmektedir. Açıkçası, her kümede her yıl 5.5 ile 6 büyüklüğünde 4-5 tane deprem olsa, bu kesimde büyük bir deprem olması engellenebilir. Oysa oluşan deprem sayısı, bu rakamı bulmadığından, bu kümeler içinde büyük bir depremin oluşması kaçınılmaz görünmektedir.

Döküm 3 ­ Deprem kırık boyu (L) ile çıkan enerji (E) ve sarsıntı büyüklüğü (M s ) arasındaki ilişki ve örnek depremler. 20.000 ton TNT karşılığı bir atom bombasından çıkan enerji M = 6.2, E = 10 ²¹ erg'tir.
 

Gölcük ve Düzce depreminde oluşan gerilim düşüşü izleyen alansal gözlem bilgilerinden kabaca,  Gölcük; kırık boyu (L) = 120 km, derinlik (d) = 16 km, Atım (u) = 2.5 metre  Düzce; kırık boyu (L) = 40 km, derinlik (d) = 15km Atım (u) = 2.2 metre  ve yerin makaslama direnci G = 3.3 10 11 cgs alınırsa, her iki depremin M O ­ momentleri  M O = G. u. S u = Kırık yüzeyindeki yanal altım. (cm)  S ­ Kırık yüzeyi ( d x L )  d ­ Diledörtgen taslak için kırık derinliği (cm)  Gölcük için M o = 1,584 10 27 cgs.  Düzce için M o = 0,43 10 27 cgs.  (10 6 cgs = 1 bar)  DP ­ Gerilim Düşümü (Stress Drop) ise; = ( 2 / p ) (M O / S.d) Gölcük için DP = 33 bar Düzce için DP = 31 bar bulunur. (Alan verilerin kesinleşmesi ile bu değerler kısmen değişebilir).

Marmara'nın Seyrek Depremleri : Geçmişteki Marmara denizi depremlerine bir arada bakılırsa, Milat ile 1900 arasında olduğu belgelerden belirlenen depremlerin en büyükleri ve yıkıcı olanlar: M.S. 29 (İzmit ­ Nicomedia), 1 Şubat 363 (Marmara ?), 434 (Marmara), 26 Ocak 446 (Marmara), 25 Eylül 477 (Marmara), 15 Ağustos 553 (Marmara ve İzmit), Ekim ­ Kasım 557 (Marmara), Ocak 1010 (Marmara), İlkbahar 1034 (Marmara), 18 Aralık 1037, 23 Eylül
1063-64(?) (Trakya-Erdek-İznik?), 10-14 Eylül (?) 1509 (Marmara), 12 Haziran 1542 (Marmara), Yaz 1718 (İstanbul ­İzmit), 3 Eylül 1763 (Marmara), 24 Nisan 1766 (Marmara), 10 Temmuz 1894 (Marmara) dir. Bu belgelerin doğruluğu ve yılları tartışılır olsa bile, İstanbul ve Marmara çevresini etkileyen bu denli büyük depremlerin oluştuğu bir gerçektir. Özellikle 1509 depreminin (M_w ) moment büyüklüğü 8'den fazladır, (2). Oysa, 1900 yıllarından beri KAF boyunca
oluşmuş depremlerin M_S ­ yüzey dalgası büyüklükleri en çok 7.9'dır. Aynı yazıda, 1509 depreminin İstanbul'daki yıkımı,
Boğazdan Marmara girişinden Karadeniz çıkışına, Gebze'den-Silivri'ye yaptığı yıkım tek sözcükle korkunçtur (2) ve (3).

0 ile 1900 yılları arasındaki Marmara depremlerinin, geçmiş deprem oluşum aralıklarının zaman çözümlemesi yapıldığında, yineleme aralığı 130 ile 150 yıl arasında değişmektedir. Doğal olarak, kimi depremlerin tarihlerinin yanılgılı, kimilerininde belgelenmediği göz önünde bulundurulursa bu dönemselliğe sakıntıyla (ihtiyat)  bakmak gerekir.

Ancak 1900 ile 1999 arasında, aygıtsal belgeleri olan Marmara ve yakını büyüklüğü M _S >5.5 olan depremlere bakıldığında şöyle bir dağılma gözlenir.

Önceki, Bitinya depremlerinin, küme ­ zaman ­ enerji çözümlemelerinden edinilen bilgiye göre, KAF'ın kuzey ­ batı ucunda büyük deprem oluşturacak ortalama enerji büyüklüğü 4.5-5.10 ²² erg'tir. Bu enerji tek bir depremde oluşursa, yaratacağı deprem büyüklüğü M _S = 7.24 ile 7.27 dir. Bu büyüklükte bir depremin oluşturacağı kırık boyu izleyen bağıntıdan :

Döküm 4 ­ M = 7.4 17 Ağustos 1999 Gölcük depreminin enerji düzeyi bakımından, 1988 ­ 1999 arası oluşmuş birkaç önemli depremle enerji büyüklüğü karşılaştırılması.
 

Örnek Deprem	Kırık Boyu Km	Sarsıntı Büyüklüğü MS Richter	Yamulma (Stranin)	Yanal Atım D, (mt)	Çıkan Enerji E-erg	Atom Bombası Eşdeğeri
Tekirdağ (1999)	5	5.0	2.2	0.07	10 19.3	0.01
Dinar (1996)	20	6.0	2.3	0.3	10 20.8	0.63
Adana (1998)	25	6.2	2.3	0.4	10 21	1
Erzincan (1992)	50	6.7	2.34	0.84	10 21.86	7
Manyas (1964)	75	7.0	2.36	1.3	10 22.3	20
Düzce (1999)	100 (80 km)	7.2	2.38	1.8	10 22.6	40
Gölcük (1999)	125 (120 km) 150 175	7.4 7.5 7.63	2.39 2.4 2.41	2.4 2.8 3.4	10 22.9 10 23 10 23.25	79 100 178
Erzincan (1939)	247 (300-360 km) 281	7.9 8.0	2.43 2.44	5 (3.7) 5.9	10 23.65 10 23.8	447 630

Döküm 5- Türkiye'de bazı önemli depremlerin L = kırık boyu, M = Büyüklük, Yatay ve Düşey Atım ve Gerilim Düşümü üzerine bilgiler.
 

Yıl	Deprem	Kırık boyu L, km	Büyüklük, M	Yatay Atım/Düşey Atım (m)	Gerilim Düşümü DP-bar
1942	Niksar	50	7	1.75/0.5	18
1943	Tosya	280	7.3	1.5/1.5/1	15
1944	Bolu-Gerede	180	7.3	3.5/1	36
1953	Yenici-Gönen	50	7.5	4.3/0	44
1957	Bolu-Abant	40	7.1	0.3/0	3
1966	Varto	60	6.8	-	-
1999	Gölcük	120	7.4	2.5/2	33
1999	Düzce	40	7.2	2.2/3	31

Sonuç olarak Kocaeli-Bolu arasında bu büyüklükte bir erk, genellikle kümesel ardışık büyük depremlerle boşalırken, Marmara'da genellikle tek bir büyük depremle olmaktadır. O nedenle Marmara depremlerinin yıkımının da göreceli olarak büyük olması beklenir (1509 ve 1894 depremlerinde olduğu gibi). Ne varki, Kuzey Marmara depremlerinin yineleme dönemi, KAF Batı Karadeniz depremlerine göre 4-5 kat daha gecikmelidir. Bunun böyle olmasının bir kaç
nedeni, MTA diri kırık haritasında açıkça bellidir (Görüntü 1).

a ­ Bingöl'den Bolu'ya dek tek kolla gelen KAF, Bolu ­ Akyazı arasında iki kolla bir makas yaparak, Akyazı'dan sonra, üç parçası Marmara'ya doğru (İzmit ­ Darıca ­ Murefte, Gölcük ­ Çınarcık, Geyve, İznik, Gemlik, Bandırma ­ Gönen), bir parçası Bursa, Ulubat, Manyas'a doğru olmak üzere dört kola ayrılarak, tek koldan gelen baskıyı dört kola dağıtarak birikme süresini geciktirmesi.

b ­ Doğudan süregelen Batı Karadeniz KAF parçasındaki gerilim yığılmasının Kocaeli-Bolu arasında kümesel depremlerle boşaltılarak, Marmara'ya gerilim iletilmesinin büyük ölçüde geciktirilmesidir.

Sonuç:  Kuzey Marmara kırığı, 110 km'lik sismik boşlukta yırtılmayı tek parçada yaptırabilecek, ortalama 4.5-5x10 ²² erg düzeyindeki gerilimin birikmesinin dolmasını beklemektedir (Görüntü 2). Geçmişteki depremlerin zaman çözümlemesine bakılırsa kalan süre 30 yıldan uzun, beklenen deprem M _S= 7.3'den küçük değildir.

DEĞİNİMLER

1. Cumhuriyet Bilim Teknik 1999, Sayı. 661, s. 7
2. Le Pichon, Xavier, Taymaz, T., ve Sengör, C., 1999, Büyük Marmara Fayı: Niçin, nerede ve ne olabilir. 20 Kasım   1999 Cumhuriyet Bil. Tek., s. 661, s.8-11.
3 Bardakçı, Murat, 1999, İstanbul'da Deprem sırnaşıktır. Bir geldi mi tam 40 gün gitmez. 14 Kasım 1999 Hürriyet s. 22.
4. Ezen, Ü., 1981, Earthquake Source Parameters Related to Magnitude Along the NAF zone: Bull, II S E E Japon,
5. Güney ­ Boztepe, A., 1999, 6.4'lük Artçı Deprem Beklemeli miyiz?Cumh. Bil. Tekn. 20 Kasım 1999, s. 661,17
6. Şaroğlu, F., Emre Ö., Kuşcu, İ., 1999, Türkiye Diri Kırık Haritası MTA Yayın.Bilim ve Teknik, Ekim
7. Sakınç, M., Yaltırak, C., Oktay, F.Y., 1999, Palaeogeophical evolution of the Trace Neogene Basin and the Tethys-   Para tethys relations at northwestern Turkey (Thrace). Paleography, Palaeclimatology, Palaeocology 153, 17 - 40

Prof.Dr. Ahmet Ercan,
İTÜ Maden Fakültesi, Jeofizik Müh. Bölümü, Ayazağa ­ İSTANBUL
YERALTI ARAMACILIK : Spor Cad. Acısu Sok. Çinili Apt. No: 9 / 2 Maçka / İSTANBUL
Tel: ( 0 212 ) 227 ­ 7719 Faks: ( 0 212 ) 259 ­ 4580