Deprem Büyüklüğü ve Şiddeti Nedir, Nasıl Ölçülür?

Depremin büyüklüğü denildiğinde bir çoğumuzun aklına Richter ölçeği gelmekte. Büyüklüğü ve şiddeti de karıştırıyoruz. Farklı açıklanan deprem büyüklükleri de kafamızda yine soru işaretleri oluşturuyor. 

Çinli filozof ve doğa bilimci Zhang Heng 132 yılında uzakta olan bir depremin yönünü bulmak için ilk sismoskopu yapsa da modern sismoloji 19. yüzyılın sonlarında başlamıştır. İlk başlarda kullanılan ölçekler depremde ortaya çıkan enerjiyi ölçmek yerine, depremin odağına yakın yerlerde yapıların sallanış şiddetine dayanıyorlardı. Örneğin 19. yüzyıl sonlarında 20 yıl kadar kullanılan Rossi-Ferel ölçeğinde, deprem odağına yakın binalar binalar kısmen veya genel olarak yıkılmışsa deprem 9 şiddetinde olmuş, binaların duvarları çatlamış ve kısmı hasar olmuşsa 8 şiddetinde olmuş deniliyordu. Bunun gibi 10 farklı kademe ile depremin şiddeti hakkında fikir ediniliyordu. 

Günümüzde kullanılan Değiştirilmiş Mercalli Ölçeği ve Avrupa Makrosismik Ölçeği de aslında Rossi-Ferel ölçeğinden uyarlanan, benzer bir mantıkta ama daha detaylı ölçeklerdir. Depremin büyüklüğünü değil, bizim hissettiğimiz şiddet hakkında fikir verirler; Yani subjektiftirler. Genelde rasathanelerin internet sitelerinde depremi ne kadar hissettiğimiz ve evdeki eşyaların, evin durumu ile ilgili sorular içeren anketler olur. İşte bunlar depremin şiddetinin anlaşılması için hazırlanmış sorulardır. Aşağıdaki görsele aşina olabilirsiniz.

Yerin sallanması, sismik enerji ile ortaya çıkan dalgalar nedeniyle olmaktadır. Fakat enerjinin dağılma süreci ve dalgalar, yer kabuğunun ve yüzeyin yapısı, fayın nasıl kırıldığı ile depremin ne kadar derinde olduğundan da etkilenmektedir. Örneğin, 30 Ekim 2020’de Ege Denizi’nde ve 17 Ağustos 1999’da Gölcük’te olan depremde meydana gelen şiddet dağılımları aşağıdaki gibi olmuştu.

Depremin büyüklüğü kavramı ise merkez üssünde ortaya çıkan enerji ile ilgili bize bilgi vermektedir. Kısaca, sismograflardan alınan bilgi ile ortaya çıkan enerji hesaplanır. Daha objektiftir, dolayısıyla karşılaştırmaya müsaittir. Büyüklük ölçeklerinden ilkini Charles F. Richter yaptığından dolayı, kendisi bu ölçeğe sadece büyüklük demesine karşın; başka bir sismolog Perry Byerly basına ölçeği Richter’in bulduğunu ve onunla anılması gerektiğini söylemişti. Bu nedenle Richter ölçeği olarak dile yerleşmiştir.

Richter ölçeği, Güney Kaliforniya’da alınan verilere göre yapıldığı için başka yerlerde doğru sonuç vermemektedir. Dolayısıyla her bölgeye özel bir yerel büyüklük ölçeği (M_L) gerekir. Uzakta olan, derinde gerçekleşen ve 7’den büyük depremler için de yetersiz olduğu için ilerleyen yıllarda farklı ölçüm teknikleri kullanarak başka ölçekler yapılıyor. Bu nedenle Richter ve çalışma arkadaşı Gutenberg, bu ölçeğin adını Yerel Büyüklük (Local Magnitude) M_L olarak güncelliyorlar. 

Richter’in ölçeğinde bulunan iki özellik diğer bütün büyüklük ölçeklerinde de kullanılıyor. Bunlardan biri büyüklük ölçüsünün logaritmik olmasıdır ki bu astronomide yıldız parlaklıkları için kullanılan kadir sistemi ile benzerlik gösteriyor. Fakat astronomide her bir kadir değeri arasında 2.5 kat parlaklık farkı varken deprem biliminde her bir büyüklük değeri arasında 10 kat genlik farkı ve 31 kat enerji farkı oluyor. Deprem büyüklük ölçeklerinde ortak olan diğer bir özellik ise; 100 kilometre uzaklıkta, sismografta 1 mikrometrelik genlik (amplitüd) oluşturacak depremin 0 büyüklükte kabul edilmesidir. 

Farklı ölçeklerin nümerik olarak aynı değerleri vermeleri istenir ama ölçüm metodundan kaynaklı kısıtlamalar nedeniyle aynı değeri veremeyebiliyorlar. Fakat Richter ölçeğinde 6 büyüklüğünde bir depremi diğer ölçeklerde de 6 büyüklüğünde gösterecek şekilde kalibre edilirler. Günümüzde genel olarak M_L, M_B, M_S, M_D, M_W diye kısaltılan büyüklük ölçümleri kullanılıyor. Farklı rasathanelerin farklı ölçüm istasyonlarının bulunması sebebiyle depremi farklı şekilde ölçtükleri için aynı değerleri görememek insanların kafalarını karıştırıyor. Hatta bu durum, insanların komplo teorileri üretmelerini sağlayabiliyor.

Örneğin sosyal medyada 30 Ekim 2020 Ege Denizi depreminin doğal afet ilan edilmesini önlemek amacıyla 7’den büyük olarak açıklanmadığı iddia edilmeye başlandı. Büyüklükler farklı olmasına rağmen, daha önce gerçekleşen büyük depremlerde de benzer komplo teorileri ortaya atılmıştı. Bir depremin büyüklüğü 7 veya üzeri olduğunda doğal afet ve/veya bölgesel ohal ilan edilecek şeklinde bir kanun veya yönetmelik yoktur. Türkiye Cumhuriyeti afet yönetmeliğini bu linkten okuyabilirsiniz.  

Yukarıda kısaltmalarını yazdığımız büyüklük ölçümlerinden en çok kullanılanları M_L ve M_W’dir. M_L, Richter’in ölçeğinden uyarlanan yerel büyüklük değerini verir ve düşük şiddetli depremlerde kullanılmaktadır. L harfi “lokal” anlamına geliyor. 6’dan büyük depremlerde doyuma (satürasyon) ulaştığı için doğru sonuç veremez. Diğer ölçeklerde de benzer problemlerin bulunması sebebiyle büyük depremlerde kısaltması M_W olan Moment Büyüklük Ölçeği kullanılır. W harfi “work” yani “yapılan iş/enerji” anlamına geliyor. Sismik dalgalardan, depremin ortaya çıkardığı güç hesaplanır. Sismograflarda diğer ölçeklerdeki doyuma ulaşma problemi yaşanmaz. 

O yüzden büyük bir deprem olduğunda USGS (United States Geolocigal Survey) veya Kandilli Rasathanesi’nin web sayfasına girdiğinizde açıklanan değerlerden M_L’ye değil M_W’ye bakmanız daha iyi olur. Ancak M_W’nin hesaplanması biraz zaman aldığı için, büyük depremlerde ilk önce sonucu pek doğru olmasa da depreme yakın rasathanelerde M_L değeri ortaya çıkıyor. Daha sonra moment büyüklüğü hesaplanıyor. Elde edilen veriler daha iyi analiz edildikten sonra ise ilk açıklanan M_W değeri zamanla güncelleniyor.

Yine de bir depremi farklı kuruluşların ufak farklılıklarla M_W değerleri açıkladığını görebilirsiniz. Bunun nedeni, Moment Büyüklük Ölçeğinin aslında ölçüm yönteminin ve hesaplamasının farklılığına göre M_WB, M_WC, M_WR, M_WP ve M_WW diye alt gruplara ayrılmasıdır. Fakat çoğu yerde bu belirtilmemekte. Büyük depremlerde rasathanelerin bilimsel enstrümanlarının ve istasyonlarının kalitesine ve hesaplama yöntemine bağlı olarak Moment Büyüklük değerleri arasında 0.1 gibi farklılıklar olabiliyor.

Yazan: Taylan Kasar

Kaynaklar ve Referans: 

1. https://www.usgs.gov/faqs/what-difference-between-magnitude-and-intensity-what-modified-mercalli-intensity-scale
2. https://earthquake.usgs.gov/earthquakes/events/1906calif/18april/magnitude.php
3. https://earthquake.usgs.gov/learn/glossary/?term=Richter%20scale
4. http://www.columbia.edu/~vjd1/earthquakes.htm#:~:text=The%20Richter%20magnitude%20of%20an,ten%20times%20increase%20in%20amplitude.
5. https://www.usgs.gov/natural-hazards/earthquake-hazards/science/earthquake-magnitude-energy-release-and-shaking-intensity?qt-science_center_objects=0#qt-science_center_objects
   Ayrıca bakınız:
   “Doğal Afet Sayısı Artıyor Mu?“,
   “HAARP ve Depremi Bilinmeyene Bağlama Saplantısı“,
   “Güneş ve Ay Tutulmaları İle Depremler Bağlantılı Mı?“