6 Şubat 2023 deprem felaketinin sismolojik özellikleri

6 Şubat gecesi sabaha karşı çalan telefon sesiyle uyandım. Arayan kişi büyük bir deprem olduğunu ve bu deprem hakkında bilgi almak istediğini söyledi. Beni uykudan uyandıracak bir deprem olmadığı ve büyük olduğunu düşününce oldukça uzakta bir deprem olduğunu tahmin ettim ve telefonumdaki ve bilgisayarımdaki uygulamalardan deprem hakkında bilgi almaya çalıştım.
Yerli ve yabancı deprem izleme merkezlerine ait bilgi sayfalarından Türkiye’nin doğusunda büyük bir deprem olduğu bilgisi geliyordu. Deprem yerel saatle 04:17’de oldu. Depremin büyüklüğü farklı deprem veri merkezleri tarafından farklı değerlerle veriliyordu. Büyüklüğü ABD Jeolojik Araştırmalar Kurumu(1) (USGS) ve Avrupa-Akdeniz Sismoloji Merkezi(2) (EMSC) sismik moment büyüklüğünü Mw:7.8, Türkiye Kandilli Rasathane ve Deprem Araştırma Enstitüsü(3) (KRDAE) Mw:7.7 ve Afet ve Acil Durum Yönetimi Başkanlığı(4) (AFAD) Mw:7.4 olarak yayınladılar. AFAD bir gün sonra deprem büyüklüğünü Mw:7.7 olarak düzeltti.
Gece gündüze dönerken felaketin büyüklüğü ortaya çıkmaya başladı. Kahramanmaraş depremi olarak anılan bu iki büyük depremin çevresindeki 10 ilde çok sayıda yıkımlara ve can kayıplarına neden olduğu haberleri ajanslara düşüyordu. Mw:7.8 büyüklüğündeki depremden 9 saat sonra saat 13:24’de Elbistan civarında Mw:7.6 büyüklüğünde bir deprem daha olduğu haberi geldi. Her iki depremin geniş bir bölgede neden olduğu yıkım ve can kaybı sayıları giderek yükselmeye başladı. Yayın organlarına yansıyan haberlerden Türkiye’nin güneydoğusunda çok büyük bir deprem afetiyle karşı karşıya olduğumuz anlaşılıyordu. Bu yazıyı yayına sunmadan önce can kaybı sayısı 40.000’i aşmıştı.(4)
Depremin çok büyük olduğu çok uzaktan gelen hissedilen şiddet değerlendirmelerinden de anlaşılıyordu (Şekil 1 ve Şekil 2). Deprem Türkiye’nin genelinde, Doğu Akdeniz’de kıyıları olan diğer ülkelerde, Kafkaslar, İran, Suriye’de şiddetle hissedildi. Avrupa’daki EMSC veri merkezi topladığı raporlardan depremin hissedilebilir şiddetinin 1.000-1.400 km uzakta olduğuna dair tabloları açıkladı.

Doğu Anadolu Fay Kuşağı’nın güney kolu 250 yıl sonra tekrar bir büyük deprem yarattı
Ulusal ve uluslararası deprem veri merkezlerinden gelen sismolojik analizler depremin dış merkezinin (merkez üssü) Kahramanmaraş ile Gaziantep arasındaki bölgede olduğu ve Doğu Anadolu Fay Kuşağı’nın (DAFK) güneyinde kalan bölümünün kırıldığı anlaşılıyordu.
Doğu Anadolu Fay Kuşağı Türkiye’nin doğusunda Bingöl Karlıova’dan başlayıp kuzeydoğu-güneybatı doğrultusunda Antakya’ya kadar uzanan, uzunluğu 580 km civarında ve çeşitli fay parçalarından oluşmuş bir büyük fay kuşağıdır (6,7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17). Birbirinden sıkışmalı veya açılmalı aralı aşma/sıçramalarla ayrılan DAFK yedi ana parçadan (segment) oluşur. Bunlar KD’dan GB’ya doğru sırasıyla Karlıova, Ilıca, Palu, Pütürge, Erkenek, Pazarcık ve Amanos fay parçalarıdır(12, 13). Şekil 3’de Doğu Anadolu Fay Kuşağı’nın Pütürge, Erkenek, Pazarcık ve Amanos fayları görülmektedir.

Doğu Anadolu Fay Kuşağının geçmiş dönem depremselliği incelendiğinde Çelikhan-Karlıova arasındaki kuzey bölümünün kuvvetli ve büyük depremler bakımından daha etkin olduğu gözlenmektedir (Kaynak). Çelikhan-Türkoğlu (Kahramanmaraş)-Hatay arasında kalan güney bölümü oluşturan ve toplam uzunluğu 300 km civarındaki Erkenek, Pazarcık ve Amanos fayları çok sayıda küçük deprem üretse bile son 250 yıla yakın süredir büyük bir deprem oluşturmadığı bilinmekteydi(9, 12, 13). Doğu Anadolu Fay Kuşağı’nın güney bölümünde uzun süredir deprem enerjisi biriktirdiği ve büyük deprem üretme potansiyelinin yükseldiği zaman zaman jeologlar ve deprembilimciler tarafından gündeme getirilmekteydi. Bu konu, 24 Ocak 2020’de Pütürge Fayı üzerinde 6.8 büyüklüğünde olan ve Elazığ ve Malatya’da hasar ve can kayıpları oluşturan depremden sonra yeniden gündeme gelmişti(14, 15, 16). Yapılan yayınlarda yüzlerce yıldır büyük deprem bakımından sessiz kalan Erkenek-Kahramanmaraş-Hatay arasında bu sessizliğinin bozulup büyük deprem olasılığına dikkat çekiliyordu.

Türkiye Diri Fay Haritasındaki(13) bilgilere göre 6 Şubat 2023’de Mw:7.8 büyüklüğündeki depremin merkezi Doğu Anadolu Fay Kuşağı’nın parçalarından biri olan Pazarcık Fayı’nın güney doğusundaydı (Şekil 3 ve Şekil 4). Depremden kısa bir süre sonra olan Mw:6.7 büyüklüğündeki artçı deprem dahil çok sayıda kuvvetli artçı depremler Doğu Anadolu Fay Kuşağı’nın Hatay’dan Çelikhan’a kadar olan bölümünün hareket ettiğini gösteriyordu. 6 Şubat 2023’de olan Mw:7.8 büyüklüğündeki depremin yeri ve odak mekanizması çözümü incelendiğinde(1, 2, 3, 4) depremin sol yanlı doğrultu atımlı bir hareketle oluştuğu ve en son büyük depremlerden ortalama 250 yıla varan uzun bir sessizlikten sonra harekete geçen Doğu Anadolu Fay Kuşağı ile ilişkili olduğu anlaşıldı.
Mw:7.8 büyüklüğündeki depremden 9 saat sonra 13:24’de Elbistan’nın hemen güneyinde Mw:7.6 büyüklüğünde(18) bir depremin daha olduğu haberi geldi (Şekil 3). Bu kadar kısa bir sürede ve çok sık rastlanmayan bir sismolojik olayla karşı karşıyaydık. Önce artçı deprem olabilir mi diye düşündük, ancak sismolojik ve jeolojik veriler öyle olmayacağını gösteriyordu. Deprem Doğu Anadolu Fay Kuşağı’nın kuzeyinde paralel uzanan ve Malatya’nın batısından Göksun ve Kozan’a uzanan yine sol yanlı doğrultu atımlı bir başka diri fay dizisini tetiklemişti. Şimdi o fay dizi de başka artçı depremleri oluşturuyordu. Bu son deprem, Mw:7.8 büyüklüğündeki depremin çevreye yaydığı gerilime dayanamayıp kırılan ve 9 saat sonra saat 13:24’de Mw:7.6 büyüklüğünde deprem üreten bir fayın hareketiydi. Her iki deprem de 17 Ağustos 1999 depreminden büyüktü ve son depremin etkisiyle hasarlar daha da arttı. İlk depremde bölgede yaşayanlar evlerini ve işyerlerini terk ettiklerinden dolayı Mw:7.6 büyüklüğündeki ikinci büyük depremde can kaybı olmadı.

Tablo 1. 6 Şubat 2023 saat 04:17’de olan Mw:7.8 büyüklüğündeki Kahramanmaraş depreminin farklı deprem merkezlerine göre parametreleri

Tablo 2: 6 Şubat 2023 tarihinde saat 13:24’de olan Mw:7.6 büyüklüğünde Elbistanın güneyinde olan depremin farklı deprem veri merkezlerine göre parametreleri

İki büyük deprem nasıl oluştu?
Depremden hemen sonra ulusal ve uluslararası deprem merkezlerinden ve ilgili kurumlardan(19, 20, 21) derlenen deprem kayıtları ve GNSS ve GPS kayıtları bir arada değerlendirilerek yapılan jeofizik, sismolojik ve jeodezik araştırmalar, Mw:7.8 büyüklüğündeki deprem sırasında üç farklı fay parçasının arka arkaya hareket ettiğini, bu hareket sırasında fay üzerinde 7 metreye varan bir yer değiştirme (atım) oluştuğunu göstermekteydi (Şekil 4). Bu araştırmaya göre elde edilen kaynak modeli (17 Şubat 2023 itibariyle), 6 Şubat 2023’de saat 04:17’de olan Mw:7.8 büyüklüğündeki depremin üç ardışık faylanma hareketi ile oluştuğu anlaşılmaktadır (Şekil 5).

USGS’in İstanbul Teknik Üniversitesi’ndeki jeofizik, sismoloji ve jeodezi uzmanlarının derlediği veriler ile yaptığı deprem kaynak modeline göre Mw:7.8 büyüklüğündeki deprem, Kahramanmaraş-Gaziantep arasında küçük bir faylanma ile başlamış, bunu takiben Pazarcık ve Erkenek Fayı birlikte ikinci bir kırılmayla hareket etmiş ve daha sonra üçüncü kırılmayla Amanos Fayı harekete geçmiştir (Şekil 5). Doğu Anadolu Fay Kuşağı üzerinde konumlanan ve harekete geçen bu dört fay parçasının toplam boyu ortalama 300 km olmuş, bu üç fayın kırılma süresi 100 saniye sürmüştür (Şekil 6). Bu deprem sırasında açığa çıkan sismik enerjinin sismik moment büyüklüğü olarak karşılığının Mw:7.8 ve fay üzerindeki maksimum yanal hareketin ise 7 metreye ulaştığı hesaplanmıştır. Şu ana kadar sahada gözlem yapan jeologların rapor ettiği maksimum fay hareketi yatay yönde 4.5 metredir (Şekil 7). Saha çalışmaları fay boyunca kuzeye doğru Pazarcık, Erkenek, Çardak ve Doğanşehir fayları üzerinde sürmektedir.

Kaynaklar
1) USGS, 2023. https://earthquake.usgs.gov/earthquakes/eventpage/us6000jllz/executive
2) EMSC, 2023. https://www.emsc-csem.org/Earthquake/earthquake.php?id=1218444
3) KRDAE, 2023. http://udim.koeri.boun.edu.tr/zeqmap/hgmmap.asp
4) AFAD, 2023. https://deprem.afad.gov.tr/last-earthquakes
5) EMS98 https://www.gfz-potsdam.de/en/section/seismic-hazard-and-risk-dynamics/data-products-services/ems-98-european-macroseismic-scale
6) Arpat, E. ve Şaroğlu, F. 1972. The East Anatolian Fault System; Thoughts on its Development. Bulletin of the Mineral Research and Exploration, 78, 33-39.
7) Taymaz, T., Eyidoğan, H. ve Jackson, J., 1991. Source Parameters of Large Earthquakes in The East Anatolian Fault Zone (Turkey), Geophysical Journal International, Volume 106, Issue 3, September 1991, 537-550.
8) Şaroğlu, F., Emre, Ö. ve Kuşcu, İ., 1992. The East Anatolian Fault Zone of Turkey. Annalae Tectonicae, 6, 99–125
9) Nalbant, S., McCloskey, J., Steacy, S. ve Barka, A., 2002. Stress accumulation and increased seismic risk in eastern Turkey. Earth and Plan- etary Science Letters, 192, 291-298.
10) Tan, O., Pabuçcu, Z., Tapırdamaz, M. C., İnan, S., Ergintav, S., Eyidoğan, H., Aksoy, E. ve Kuluöztürk, F., 2011. Aftershock study and seismotectonic implications of the 8 March 2010 Kovancilar (Elazig, Turkey) earthquake (M-W=6.1). Geophysical Research Letters, 38, 6 pages.
11) Bulut, F., Bohnhoff, M., Eken, T., Janssen, C., Kılıç, T. ve Dresen, G., 2012. The East Anatolian Fault Zone: Seismotectonic setting and spatiotemporal characteristics of seismicity based on precise earthquake locations. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 117(B7).
12) Duman, T.Y. ve Emre, Ö., 2013. The East Anatolian Fault: geometry, segmentation and jog characteristics Geological Society, London, Special Publications, 372, 495-529.
13) Emre, Ö., Duman, T. Y., Özalp, S., Şaroğlu, F., Olgun, Ş., Hasan Elmacı, H. ve Çan, T., 2018. Active fault database of Turkey, Bull Earthquake Eng, 16:3229–3275. https://doi.org/10.1007/s10518-016-0041-2
14) Özer, Ç., Çakıcı, H. ve Kocadağıstan, E., 2020. 24 January 2020 (20:55 TS) Mw6.8 Elazığ-Doğanyol, Eastern Turkey Earthquake, Evaluation Report, Atatürk University Earthquake Research Center, 26.01.2020 Erzurum, 20 pages (in Turkish).
15) Duman, T.Y., Elmacı, H., Özalp, S., Kürçer, A., Kara, M., Özdemir, E. ve Yavuzoğlu, A., 2020. Paleoseismology of the western Sürgü–Misis fault system: East Anatolian Fault, Turkey, Mediterr. Geosci. Rev., 2, 411–437.
16) Eyidoğan, H., 2021. Spatial and temporal analysis of seismicity of the Pütürge Fault, and Gutenberg-Richter parameters before and after Sivrice-Doğanyol earthquake (Mw6.8) of January 24, 2020, Yerbilimleri, 2021, 42 (3), 287-300.
17) Konca, A. Ö., Karabulut, H., Güvercin, S. E., Eskiköy, F., Özarpacı, S., Özdemir, A., vd., 2021. From interseismic deformation with near-repeating earthquakes to co-seismic rupture: A unified view of the 2020 M 6.8 Sivrice (Elazığ) eastern Turkey earthquake. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 126.
18) USGS, 2023 https://earthquake.usgs.gov/earthquakes/eventpage/us6000jlqa/executive
19) USGS, 2023 https://earthquake.usgs.gov/earthquakes/eventpage/us6000jllz/finite-fault
20) USGS, 2023. https://earthquake.usgs.gov/earthquakes/eventpage/us6000jlqa/finite-fault
21) İTÜ Deprem Ön İnceleme Raporu, 2023. 6 Şubat 2023 04:17 Mw7.8 Kahramanmaraş ve 13:24 Mw7.7 Kahramanmaraş depremleri, 136 sayfa.
22) MTA Deprem Raporu, 2023. 6 Şubat 2023 Pazarcık (Kahramanmaraş) Depremi(Mw 7,7) Saha Gözlem Raporları Serisi 1- Amanos Segmenti̇, Rapor No: 14121, Jeoloji Etütleri Dairesi 14 Şubat 2023, Ankara, 51 sayfa.