Ana sayfa Bilim Gündemi 7.0 büyüklüğündeki İzmir depreminin özellikleri, tsunami ve ağır hasarın nedenleri

7.0 büyüklüğündeki İzmir depreminin özellikleri, tsunami ve ağır hasarın nedenleri

1027

30 Ekim 2020 tarihinde, öğleden sonra 14:51’de Ege Denizi’nin doğusundaki yerleşmeler çok şiddetli sallandı. İlk anlarda, çeşitli sismolojik veri merkezleri depremin büyüklüğünü 6.6 ile 7.0 arasında değişen farklı değerlerle bildirdiler. Daha sonra depremin sismik moment büyüklüğü Avrupa ve ABD merkezli kurumların çoğu tarafından 7.0 olarak rapor edildi.

30 Ekim 2020’deki bu büyük depremin dış merkezinin Sisam Adası’nın 12 km kuzeyinde, denizde konumlandığı ve Türkiye kıyılarına en yakın yerleşim noktasının ise 13 km ötede İzmir’in Doğanbey adası olduğu anlaşıldı. Deprem, doğu-batı doğrultusunda uzanan ve daha önceden bilinen bir normal olan Sisam Fayı üzerinde oldu (Şekil 1).

Şekil 1. Batı Anadolu ve Ege’de karada ve denizde deprem yaratma potansiyel olan diri fay hatlarının konumu. Kuşadası Körfezi’ndeki yeşil renkli çizgiler Sisam Fayı dahil diri olan normal fayları gösterir. 30 Ekim 2020’deki 7.0 büyüklüğündeki depremin merkezi sarı yıldızla gösterilmiştir. Batı Anadolu’daki diri faylar MTA Diri Fay Haritasından alınmıştır.

Sisam Fayı ve çevresinde geçmiş yüzyıllarda birçok yıkıcı deprem olduğu belgelerde bulunmaktadır. Tarihsel dönemde MÖ 200 ve MS 47, 1761 depremleri bölgede yıkıcı depremler olarak tanımlanmıştır. 19. yüzyılda büyüklüğü 6.0’dan büyük altı deprem, 20. yüzyılda iki yıkıcı deprem kayıtlara geçmiştir. 11 Ağustos 1904 yılında Sisam Fayı üzerinde olan 6.8 büyüklüğündeki deprem Yunan adalarında ve Batı Anadolu’da önemli hasarlara neden olmuştur.

Sisam Fayı bölgenin en tehlikelisi
Sisam Fayı, Kuşadası Körfezi’nde adanın hemen kuzeyinde doğu-batı doğrultusunda uzanır. Kuzey bloğu çöken bir faydır. Sisam Adası ise yükselen blok tarafındadır (Şekil 2). 30 Ekim 2020’de Sisam Adası’nı ve özellikle İzmir’i etkileyen 7.0 büyüklüğündeki deprem işte bu Sisam Fayı üzerinde olmuştur.

Sisam Adası çevresinde ve kuzeyindeki Kuşadası Körfezi’nde yapılan deniz jeofiziği ve jeolojik çalışmalar çok sayıda ve çeşitli uzunluklarda aktif faylar olduğunu göstermiştir. D-B ve KB-GD doğrultusunda uzanan bu normal faylar tüm Ege’de hakim olan KKD-GGB tektonik genişleme hareketlerinin bir ürünüdür. Acaba Ege’deki bu tektonik genişlemenin nedeni nasıl açıklanmaktadır?

Afrika-Arap Levhaları’nın Anadolu Levhası’nı kuzeye doğru sıkıştırmasından dolayı Anadolu Levhası batıya kaçmaktadır. Bu kaçış, Karlıova’dan Trakya’daki Saros Körfezi’ne, oradan da Kuzey Ege’ye uzanan 1.600 km uzunlukta ve yılda ortalama olarak 23 mm hızla kayan Kuzey Anadolu Fayı (KAF) üzerinden olmaktadır. KAF’ın 300 km’si Kuzey Ege Denizi’ni KD-GB doğrultusunda keser ve Yunanistan karasına yaslanır. Sağ yönlü yanal kaymalı KAF’ın Kuzey Ege’de yarattığı çekme kuvvetli hareketinin etkileri kuzeyden güneye doğru azalarak tüm Ege’de, denizde ve karada kendini göstermektedir. İşte bu tektonik güçler nedeniyle Ege Denizi ve Batı Anadolu KD-GB yönünde genişler. GNSS* verileri Sisam Adası ile Batı Anadolu arasındaki yerkabuğu genişlemesi miktarını yılda 7.4 mm değerinde olduğunu göstermektedir.

Ege’deki bu yanal atım katkılı genişleme hareketi Ege’nin güneyinde daha baskın oranda çekme gerilmeli harekete dönüşmektedir. Bu nedenle Ege’de farklı büyüklükte ve türlerdeki aktif faylar yoğun ve uzun süren deprem kümelenmeleri oluşturmaktadır. Bulunduğu çevrede büyük deprem yaratma potansiyeli olan Sisam Fayı ve irili ufaklı diğer faylar halen süren bu hareketler sürecinde gelişmiştir. Deprem bilim çalışmaları Sisam Fayı’nın Kuşadası Körfezi’nin kuzeyine göre 45 derece açıyla 15 km derinliğe kadar daldığını göstermektedir. Bölge küçük deprem etkinliği bakımından çok yoğundur.

30 Ekim 2020-16 Kasım 2020 arasında artçı depremlerin zamanda ve sahada dağılımı neyi gösteriyor?
30 Ekim 2020, saat 14:51’de Sisam Fayı hareket edince, 7.0 büyüklüğünde ve 15 km derinlikte bir kırılmayla çevresine yaydığı yüksek enerjili sismik dalgalarla hem yapılara hasar verip can kaybına neden oldu hem de uzun yıllardır bölge halklarının yaşamadığı tsunami felaketine yol açtı; 70 km ötedeki İzmir şehir merkezinde can kaybının yanı sıra yıkım ve ağır hasarlı yapılar bıraktı. Her büyük depremde olduğu gibi çok sayıda artçı deprem üretti ve halen de sürmektedir. Bu büyüklükteki depremler aylar süren artçı depremler yaratırlar. Deprem fırtınasına dönüşen küçük depremler oluştururlar. 5.5-6.0 arasında artçı deprem olma olasılığı yüksektir. Ana depremden sonra 16 Kasım 2020 tarihine kadar büyüklüğü 2.0 ve daha fazla olan 1500 tane artçı deprem olmuştur. Bunların 4.0 ve daha büyük olanları yakın yerleşmelerde hissedilmiştir. Büyüklüğü 3.0 ve daha büyük olan artçı depremlerin haritadaki dağılımı Şekil 2’de gösterilmiştir. Artçı depremler ana deprem merkezinin iki tarafında dizilmektedirler. Ana depremin oluşturduğu kırılmanın (fayın) boyu yapılan hesaplarda 40-50 km arasında verilmektedir.

Şekil 2. 30 Ekim 2020’de olan 7.0 büyüklüğündeki ana depremin yeri (siyah yıldız), Sisam Fayı (mavi renkli çizgi), artçı depremler (kırmızı renkli daireler). Sol üstte gösterilen şekildeki gibi bu depremde Sisam Adası yükselmiş (+ işaret), önündeki Kuşadası Körfezi tabanı çökmüştür (- işaret). Artçı depremlerin fayın batısına ve güneydoğusuna uzandığı görülmektedir.

30 Ekim 2020-16 Kasım 2020 tarihleri arasında olan artçı deprem etkinliği büyüklükleri ve konumları fay boyunca zamanın fonksiyonu olarak incelenmiştir (Şekil 3 ve Şekil 4). Artçı depremlerin 3 Kasım 2020’ye kadar hızla azaldığı ancak bugüne kadar stabil bir biçimde sürdüğü gözlenmektedir (Şekil 3). Artçı depremlerin fay boyunca olan dağılımına bakıldığında Şekil 2 ve Şekil 4’den de görüleceği gibi fayın batısında 26.6 derece boylamından daha batıda ayrı bir kümelenme gelişimi gözlenmektedir. Ayrıca 26.20 boylamının batısında da ayrı bir kümelenme eğilimi vardır. Artçı depremlerin zaman ve mekânda göç örüntüleri bu nedenle incelenmelidir. Şekil 4’de fay boyunca artçı depremlerin zamana göre dağılımında belirgin bir göç davranışı gözükmemekle birlikte ana depremin batısındaki kümelenmeler fark edilmektedir. Ana depremin doğusundaki artçı deprem etkinliğinde saçılma fayın güneydoğusunda az da olsa belirginleşmektedir.

Şekil 3. Ana depremin hemen sonrası başlayan ve büyüklüğü 2.0 ve daha fazla olan artçı depremlerin büyüklüklerinin zaman içerisinde değişimi.

 

Şekil 4. Büyüklüğü 2.0 ve daha fazla olan artçı depremlerin büyüklüklerine göre (üst) ve fay boyunca (alt) zamanda değişimi.

30 Ekim 2020’de meydana gelen 7.0 büyüklüğündeki Sisam-Kuşadası Körfezi depremi için uydulardan alınan GNSS* ve InSAR* yöntemleriyle yapılan ön analizlerde, depremi yaratan fayın karakteristikleri hakkında bazı önemli bilgiler elde edilmiştir. Normal fay hareketi Sisam Adası’nın batısında yaklaşık 10 cm’nin üzerinde yükselme oluştururken, adanın kuzeyinde deniz altındaki doğu-batı doğrultulu normal fayın üzerinde 1.8 m çökmeye (düşey yer değiştirme) neden olmuştur. İki farklı raporda Sisam Adası, İzmir ve Kuşadası civarında bulunan faylar üzerinde gerilmenin arttığı, ancak daha ayrıntılı araştırmalara ihtiyaç olduğu belirtilmiştir.

Yunan sismolog Gerassimos Papadopoulos ise adanın kuzey ve güney kıyılarında yaptığı gözlemlerden depremin Sisam Adası kıyılarında 18-25 cm arasında değişen bir yükselme olduğu ve denizin kıyı çizgisinden ortalama 3 m çekildiğini belirtmektedir.

Ege kıyılarını tsunami vurdu!
Orta Doğu Teknik Üniversitesi’nin tsunami gözlemleri raporuna göre Akarca, Zeytinli, Sığacık, Alaçatı sahillerinde önemli hasarlar yapan tsunami olayları ile karşılaşılmıştır. Depremden ortalama 10-15 dakika sonra tsunami bu sahillere ulaşmış ve yer yer 190 cm yüksekliğe ulaşarak kıyıdan içerilere hücum etmiştir. Deniz Akarca’da 320 m, Alaçatı ve Zeytinli’de 1300 m kıyıdan itibaren içerilere girmiş ve hasar yapmıştır. Sisam ve Karlıoava Adaları kıyılarında tsunami önemli hasarlar yapmıştır.

Deprem, 70 km uzaktaki İzmir şehir merkezinde neden büyük hasar ve can kayıplarına neden oldu?
7.0 büyüklüğündeki Sisam-Kuşadası Körfezi depremi Sisam ve Karlıova adalarında birçok eski ve tarihi yapılarda ağır hasar yaptı ve iki kişinin ölümüne neden oldu. Ancak 70 km uzakta ve ortalama 4.3 milyon nüfuslu İzmir şehrinde, özellikle körfeze yakın Bayraklı ve Bornova ilçelerinde bina yıkılmalarına ve yaygın şekilde ağır ve orta hasarlara neden oldu. Deprem anında yıkılan binalar nedeniyle 115 kişi hayatını kaybetti, 1034 kişi yaralandı. Bakanlığın açıklamasına göre kayıpların yüzde 90’ı İzmir Bayraklı ve Bornova ilçelerindeki bazı mahallelerde oldu.

Resmi açıklamalara göre 11 Kasım 2020 itibariyle, 109 bin 921 binada 586 bin bağımsız bölümde hasar tespit çalışması yapılmıştır. Ağır hasarlı ve acil yıkılacak bina sayısı 506 olup, bu binalardaki bağımsız hane sayısı 4239’dur. 2423 çadır kurulmuş ve 17.263 battaniye, 10.730 yatak dağıtılmıştır. 1000 adet konteyner kurulum çalışmaları başlamıştır. Deprem merkezine 40 km uzakta olan Kuşadası’nda 17 binanın ağır hasarlı, 314 binanın ise orta hasarlı olduğu belirtilmiştir.

30 Ekim 2020 Kuşadası Körfezi Depremi nedeniyle acaba neden 70 km uzaktaki İzmir’in şehir merkezinde bu kadar çok bina ağır hasar aldı, yıkıldı ve can kaybı sayısı fazla oldu? Ege kıyılarında daha yakın yerleşmelerde daha az hasar varken bu kayba neden olan unsurlar nedir? İTÜ ve Türkiye Deprem Vakfı’nın raporlarında hasarların yüksek olması üç ana faktörden kaynaklandığı belirtilmiştir. Bunlar sırasıyla, İzmir’in körfez civarının deprem dalgalarını büyüten bir havzanın üzerinde yer alması (Şekil 5), deprem yönetmeliklerine uyulmaması ve yapıların önemli bir kısmının yapı denetimlerin tam olarak yapılmadığı dönemlerde, 1990’larda inşa edilmesidir.

Şekil 5. “İzmir Deprem Senaryosu ve Deprem Master Planı” çalışmasında İzmir Körfezi civarındaki zeminlerin deprem sismik dalgalarını büyütme değerlerinin ve zemin sınıflarının (Z1: En iyi zemin, Z4: en kötü zemin) haritaları. Zemin büyütmesinin en büyük olduğu renk kırmızı, en küçük olduğu renk sarıdır. Z1 zemin en iyi zemin (kaya) sarı renkli alan, Z4 zemin ise sıvılaşma, binayı taşıyamama, suya doygun zemin sorunları olan yerlerdir ve kırmızı renkli alanlardır.

Deprem sonrası İzmir’de yaşadığımız acı olaylardan öyle anlaşılıyor ki, son 21 yılda olan 17 Ağustos 1999 Gölcük, 23 Ekim 2011 Van-Erciş ve 24 Ocak 2020 depremlerinden yaşadığımız acı gerçekler kendini yine gösterdi. Göç alan, plansız ve denetimsiz yoğun yapılaşmanın mekânı olan şehirlerin artmasının, riskleri azaltmayı başaramayan bir yönetim sisteminin ve uygulama sürecinin sürmesinin sonuçları bir bir ortaya çıkıyor. 2000 yılında İzmir Belediyesi’nin Boğaziçi Üniversitesi’ne yaptırdığı “İzmir Deprem Senaryosu ve Deprem Master Planı”nda, İzmir’de körfez civarı zeminle ilgili ve yapılaşmada bunların dikkate alınması konularında önemli tespitler yapılmış ve önerilerde bulunulmuştur. Nitekim zeminin taşıma gücü düşük ve sıvılaşma ihtimali en yüksek olan, zemin büyütmesi fazla olan alanlar haritalanmış, o zamanki mevcut yapılaşmaya göre hasar ve kayıp tahminleri rapor edilmiştir (Şekil 5). Benzer bir çalışma 2003 yılında yapılan İstanbul’un deprem risklerini azaltmak adına yol haritası niteliğindeki “İstanbul Deprem Master Planı”dır.

Bu coğrafyada böylesine dramlar ilk kez yaşanmamaktadır ve bu düzen afet risklerini azaltan bir kimliğe kavuşmadıkça deprem ve diğer doğal tehlikelerin afete dönüşen acı sonuçlarını yaşamaya devam edeceğiz.

*GNSS (Global Navigation Satellite System): Yeryüzünde bulunan noktanın konumunu, hızını ve zamanını sağlamak için bir navigasyon uydularından gelen sinyalleri alan ve sayısal olarak işleyen bir aygıttır.

*SAR veya InSAR (Synthetic Aperture Radar): Yeryüzündeki herhangi bir noktada veya alanda yer değiştirmeleri yüksek duyarlıkta elde etmek için uydulardan gelen radar sinyallerini kullanarak ölçümler yapan düzenektir.

Kaynakça:
1) Chatzipetros, A., Kiratzi, A., Sboras, S. , N. Zouros, N. & Pavlides, S., 2013. Active faulting in the north-eastern Aegean Sea Islands. Tectonophysics, 597–598, 106–122.

2) Erdik, M., Demircioğlu, M. B. & Cüneyt, T., 2020. İzmir’de, 30 Ekim Ege Denizi depreminden kaynaklanan bina hasarlarının nedenleri incelendi, Temblor, http://doi.org/10.32858/temblor.139

3) Ganas, A., Elias, P., Briole, P., Tsironi, V., Valkaniotis, S., Escartin, J., Karasante, I., & Efstathiou, E., 2020, Fault responsible for Samos earthquake identified, Temblor, http://doi.org/10.32858/temblor.134

4) İTÜ Raporu, 2020. 30 Ekim 2020 İzmir Depremi Değerlendirme Raporu, İstanbul Teknik Üniversitesi, 31 sayfa.

5) İzmir Belediyesi İzmir Deprem Senaryosu ve Deprem Master Planı, 2000. http://www.izmir.bel.tr/izmirdeprem/
McKenzie, D., 1978. Active tectonics of the Alpine–Himalayan belt: the Aegean Sea and surrounding regions, Geophys. J. Roy. Astr. Soc. 55, 1, 217-254.

6) Mountrakis, D., Kilias, A., Vavliakis, E., Psilovikos, A., & Thomaidou, E., 2003. Neotectonic map of Samos Island (Aegean Sea, Greece): implication of Geographical Information Systems in the geological mapping. Proceedings of the 4th European Congress on Regional Geoscientific Cartography and Information Systems, Bologna, Italy, 1, pp. 11–13.

7) Ocakoğlu, N., Demirbağ, E. & Kuşçu, İ., 2005, İzmir Körfezi ve çevresinin sualtı aktif fayları ve depremselliği Yerbilimleri, Hacettepe Üniversitesi Yerbilimleri Uygulama ve Araştırma Merkezi Dergisi, 27 (1), 23-40

8) Pavlides, S.,Tsapanos, T., Zouros, N., Sboras, S., Koravos, G. & Chatzipetros, A., 2009. Using active fault data for assessing seismic hazard: a case study from ne Aegean Sea, Greece Earthquake Geotechnical Engineering Satellite Conference XVIIth International Conference on Soil Mechanics & Geotechnical Engineering 2-3. 10. 2009, Alexandria, Egypt.

9) Segou, M., 2020, Samos depreminin 48 saat sonrasında neler biliyoruz?, Temblor, http://doi.org/10.32858/temblor.132

10) Stiros, S., Laborel, J., Laborel-Deguen, F., Papageorgiou, S., Evin, J. & Pirazzoli, P. A., 2000. Seismic coastal uplift in a region of subsidence: Holocene raised shorelines of Samos Island, Aegean Sea, Greece. Marine Geology. Marine Geology, 170, 41-58.

11) Tan, O., Papadimitriou, E.E., Pabucçu, Z. et al., 2014. A detailed analysis of microseismicity in Samos and Kuşadası (Eastern Aegean Sea) areas. Acta Geophys. 62, 1283–1309. https://doi.org/10.2478/s11600-013-0194-1

12) Taymaz, T., Jackson, J. & McKenzie, D., 1991. Active tectonics of the north and central Aegean Sea, Geophys. J. Int. 106, 2, 433-490.

13) Vernant, P., Reilinger, R. & McClusky, S., 2014. Geodetic evidence for low coupling on the Hellenic subduction plate interface, Earth planet. Sci. Lett., 385, 122–129.