26 ARALIK 2004 SUMATRA DEPREMİ

26 Aralık 2004 günü yerel saate göre 6:58:50 de güneydoğu Asya bölgesinde Kuzey Sumatra adasının batı açıklarında Hint Okyanusu içerisinde meydana gelen deprem USGS verilerine göre 9 büyüklüğündedir. Derinliği 30 km olan depremin merkez üstü koordinatları 3.298⁰ K, 95.779⁰ D olarak verilmiştir. Deprem tsunami oluşumuna yol açmış, dev dalgalar Hint Yarımadası ve hatta batı Afrika kıyılarına kadar binlerce kilometrelik bir alanda etkili olmuş, can ve mal kaybına yol açmıştır. Ölü sayısının 200 bin civarında olabileceğinden endişe edilmektedir. Sumatra depremi 1900 lü yılların başından bu yana dünyada meydana gelmiş olan 4. büyük depremdir.

6372 km yarıçapa sahip olan Dünyamız yüzeyden çekirdeğine doğru farklı fiziksel özelliklere sahip olan iç içe geçmiş katmanlar şeklinde bir iç yapıya sahiptir. Dünyamızın katı olan dış kabuğu (Litosfer) bir alttaki katman olan Astenosfer üzerinde yüzen ve birbirine göre her sene birkaç santimetre hareket eden levhalardan oluşmaktadır. Dünyada 7 tane büyük, çok sayıda da küçük levha bulunmaktadır. Aşağıdaki şekil dünyamızdaki başlıca levhaları göstermektedir (http://geology.er.usgs.gov/eastern/plates.html)

Dünya litosferini oluşturan levhalar birbirlerinden uzaklaşmakta, yakınlaşmakta ya da birbirlerine göre yanal olarak kaymaktadırlar. Bu kayma miktarı genellikle senede birkaç santimetre mertebesinde olmaktadır. Bu yavaş hareket insan gözü tarafından algılanamamakla beraber günümüzde uydular vasıtası ile hassas bir biçimde takip edilebilmektedir. Aşağıdaki şekil levhaların hareket yönlerini ve yıllık hareket hızlarını göstermektedir (http://denali.gsfc.nasa.gov/dtam/data.html)

Güneydoğu Asya yöresinde Avusturalya-Hint levhası Hint Okyanusu'nun ortasında yaratılmakta ve kuzeye doğru yılda 5-7 mm kadar bir hızla hareket etmektedir. Java-Sumatra hendeği boyunca astenosfere dönen Hint Okyanusu tabanı burada ergiyerek Java-Sumatra adalarını oluşturan volkanları oluşturmaktadır. Ada yayı (island arc) adı ile bilinen bu volkanik zincirin arkasında ise yayardı havza olarak açılmış olan Andaman denizi yer almaktadır (Hamilton, 1979). Buradan alınan çok sadeleştirilmiş bir kesit aşağıdaki şekilde görülmektedir (http://pubs.usgs.gov/publications/text/understanding.html)

Bu dalma ve batma zonları tüm Pasifik çevresinde de izlenmektedir. Bu nedenle oluşan volkanlar ve depremler Pasifik Okyanusu kıyılarını sardığı için bu bölge Pasifik Ateş Çemberi adı ile bilinmektedır (http://pubs.usgs.gov/publications/text/fire.html)

26 Aralık 2004 te Hint ve Burma levhaları arasındaki sınırda meydana gelen büyük deprem Hint levhasının Burma levhasının altına doğru dalması sonucu gelişen stresin boşalması sonucunda gelişmiş bindirme fayı kökenli bir depremdir. Hint levhası depremin merkez üssünün batısında yer alan Sunda hendeği boyunca yerin astenosferine batmaktadır. Burada dalıp batan levha eriyerek magmayı oluşturmakta, yüzeye çıkan magma ise Andaman-Sumatra-Java adalarını oluşturan aktif volkanları meydana getirmektedir. Bu volkanik yayın arkasında yer alan Andaman denizi ise bir yay-ardı havza olarak açılımakta ve giderek genişlemektedir. Hendeğin güneybatısında ise birbirlerinden her sene 7.5 cm kadar uzaklaşmakta olan Avustralya ve Hint levhaları yer almaktadır. Andaman yay-ardı havzasını oluşturan Burma ve Sunda levhaları birbirinden uzaklaşmaktadır. Aşağıdaki şekil deprem bölgesinin tektonik haritasını göstermekte olup kırmızı çizgiler levha sınırlarını işaret etmektedir.

Deprem bölgesinde Hint levhası yılda 6 cm kadar bir hızla kuzeydoğudaki Burma levhasına doğru hareket etmektedir. Bu durum Sunda hendeğinde verev (oblik) yakınsamaya yol açmaktadır. Bu verev hareket bu iki levhanın sınırında yeralan bindirme faylanması ile karşılanmaktadır. Hendeğin birkaçyüz kilometre doğusunda yer alan bu fay hendeğe dik bindirme bileşeni ve hendeğe paralel doğrultu atım bileşeni içermektedir. 26 Aralık 2004 depremi bu fay üzerinde meydana gelmiştir. Aşağıdaki şekilde levha sınırları boyunca görülen kırmızı oklar levhaların hareket yönlerini ve miktarını göstermektedir.

Ana şoku izleyen artçı şokların dağılımı deprem esnasında bu fay boyunca bu levha kenarının 1200 kadar bir kesiminin kaydığını işaret etmektedir. Diğer bir deyişle Hint Okyanusunun tabanı 1200 km boyunca Burma levhasına doğru hareket etmiştir. Büyük bindirme fayları boyunca meydana gelen diğer depremlerle kıyaslandığında depreme yol açan fay kırığının genişliğinin 100 km den fazla olduğu tahmin edilmektedir.

Sismik ölçümler ve bilgisayar modellemesi yolu ile yapılan ilk tahminlere göre Burma levhası deprem odağının olduğu yerin 18 km derininde 20 metre kaymıştır. Yüzeyde ise deniz tabanı 5 metre yükselmiş ve 11 metre yatay olarak hareket etmiştir. Aşağıdaki haritalar hareket miktarını işaret etmektedir. Siyah yıldız deprem merkez üstünü işaret etmektedir.

26 Aralık 2004 depremi esnasındaki hareket miktarları: Sol taraftaki haritada düşey hareket miktarı gösterilmiştir. Kırmızı, sarı ve yeşil ile gösterilen pozitif alanlar deprem esnasında yükselen, mavi ile gösterilen negatif alanlar ise deprem esnasında alçalan alanları işaret etmektedir. Maksimum yükselim Hint levhasının üzerine doğru ilerleyen Burma levhasında 5 metre olarak belirlenmiştir. Sumatra’nın batı kenarında bulunan bölge ise bir metre kadar alçalmış, bu bölgede kıyı kalıcı olarak su altına gömülmüştür. Sağdaki haritada yatay hareketler görülmektedir. En büyük hareket 11 metre kadardır. Sumatra kıyıları 3 metre kadar, Simeulue adası kıyıları ise 2 metre kadar yatay yer değiştirmiştir. İleride yapılacak GPS çalışmaları ile bu miktarlarda değişiklikler olabilecektir.(http://earthobservatory.nasa.gov/NaturalHazards/natural_hazards_v2.php3?img_id=12646)

26 Aralık 2004 depremi gibi büyük depremler dünyada ancak benzer tektonik ortamlarda, yani dalma-batma zonlarında meydana gelmektedir. 1960 yılında Şili’de meydana gelen 9.5; 1964 te Alaska Prens William Sound’da meydana gelen 9.2; 1957 de Alaska Andreanof adasında meydana gelen 9.1 ve 1952 de Kamçatka yarımadasında meydana gelen 9 büyüklüğündeki depremler hep dalma batma zonları ile ilişkili depremlerdir.

26 Aralık depreminin meydana geldiği bölge sürekli büyük depremlerin olduğu ve aktif fayların ye aldığı bir alanda yer almaktadır. Aşağıdaki haritada bu bölgede 1900 ile 2002 yılları arasında meydana gelmiş 6 dan büyük depremler gösterilmektedir. Bu haritadan da izleneceği gibi depremlerin dağılımı ile levha sınırları arasında açık bir paralellik bulunmaktadır.

Diğer yandan bölgedeki eski depremlere bakıldığında bunların aşağıdaki haritadaki deprem çözümlerinden de izlendiği gibi bindirme ve doğrultu atım bileşenli oldukları görülmektedir.

Diğer yandan kuzeydoğuya doğru dalıp batan levhanın eğimine bağlı olarak deprem odak derinlikleri de kuzeydoğuya doğru hızla artmaktadır. Aşağıdaki haritaya bakıldığında hendeğe doğru sığ yay ve arkasına doğru ise derin odaklı depremlerin meydana geldiği açık bir biçimde izlenmektedir. Buradan yapılan tahminlere göre Hint levhası Burma levhası altına başlangıçta 10⁰ lik bir eğimle dalmakta ancak daha sonra eğimi hızla artmaktadır.

USGS verilerine göre 26 Aralık 2004 depreminde salınan enerji (Es) 10 istasyondan alınan verilere kullanılarak 1.1* 10¹⁷ Nm olarak hesaplanmıştır. Bu enerji miktarı Hiroşima’ya atılan atom bombasının yaklaşık 30.000 katına eşittir.

Bir depremde salınan enerji geniş bant P dalgalarının spektral yoğunluğundan tahmin edilmektedir. Buna göre 26 aralık depreminin enerji magnitüdü (Me) 8.5 dur. Enerji magnitüdü depremde salınan enerjiden hareketle Choy and Boatwright (1995) ın aşağıdaki formülü ile hesaplanmakta ve Newton-metre ile ifade edilmektedir

Enerji Magnitüdü (Me) ve Moment Magnitüdü (Mw) deyimleri bir depremin büyüklüğünü anlatmak için kullanılırlar ve birbirinin eşdeğeri olmayan iki farklı büyüklüktürler. Enerji magnitüdü yüksek frekans hız spektrumundan (velocity power spectra) elde edilir ve bir depremin insan eli ile inşa edilmiş yapılar üzerindeki sismik tahrip gücünü anlatır. Moment magnitüdü ise yerdeğiştirme spektrumunun (displacement spectra) düşük frekans asimptotundan hesaplanır ve fiziksel olarak depremin statik yer değiştirmesi ile ilişkilidir. Birbirinden farklı bu iki tanımdan enerji hasar oluşturabilecek sismik potansiyele, moment ise deprem sonucu kırılan alana dair ölçümlerdir.

3.316° Kuzey, 95.855°Doğu enlemlerinde ve 30 km derinlikte meydana gelmiş olan 26 Aralık 2004 depreminin büyüklüğü 9 olarak belirlenmiştir. Depremin oluş saati yerel saatle 7:58 dir. Depremin USGS ve Harvard çözümlerine göre de deprem bir bindirme fayı tarafından oluşturulmuştur.

26 Aralık depreminin en önemli etkisi tsunami oluşturmasıdır. Japoncada liman dalgası anlamına gelen tsunami deprem, volkan ya da su altı heyelan gibi bir nedenle oluşturulmakta, bir uçak hızında hareket edebilen bu dalgalar kıyılara çarptığında büyük hasar yaratabilmektedir. Tsunami oluşumunun temel nedeni okyanus veya deniz tabanlarının ani olarak deforme olması ve bu nedenle su kütlesinin düşey olarak yer değiştirmesidir. Tsunamilerde dalga enerjisi yüzeyden suyun tabanına doğru yayılmakta/dağılmakta ve bu nedenle çok derin sularda afet haline gelememektedir. Aşağıdaki şekilde de görüldüğü gibi derin sulardaki tsunamilerin hızı 900 km ye ulaşmakta ise de dalga yüksekliği genellikle 0.5 metre civarında kalmaktadır.

Ancak, kıyı şeridine doğru ilerledikçe dalga enerjisi gitgide daha kısa bir mesafe ile sınırlandığı, diğer bir deyişle su derinliği azaldığı için, dalga yüksekliği aşağıdaki şekilden de görüleceği gibi 30 m ye ulaşabilmektedir.

Denizaltında oluşan heyelan, deprem ve yer kaymaları deniz tabanının ani olarak şekil değiştirmesine yol açarlar. Deniz tabanının aşağı ya da yukarı yönde ani ve kalıcı olarak yer değiştirmesi bunun üzerindeki tüm su kolonunu da yukarı ya da aşağı doğru hareket ettirir. Bu hareket sonucunda suyun itilmesinden kaynaklanan potansiyel enerji tsunami dalgalarının yatay olarak ilerlemesine (kinetik enerji) neden olur. Aşağıdaki haritada gösterilen durumda kıta yamacında derin bir su altında bir fay oluşmuştur. Benzer durum kıta şelfinde daha sığ bir yerde de deprem kırığı oluşumu ile de gerçekleşebilir (Şekilde dalga boyu çok fazla abartılarak verilmiştir).

Deprem oluştuktan birkaç dakika sonra yukarıdaki şekilde görülen ilksel tsunami biri okyanus tarafına (uzak tsunami) diğeri de kıyıya doğru (yersel tsunami) hareket eden iki kısma ayrılır. İki farklı yöne hareket eden bu tsunamilerin ortalama deniz seviyesi üzerindeki yüksekliği başlangıçtaki tsunaminin yarısı kadardır. Her iki tsunaminin hareket hızları su derinliğinin kareköküne bağlı olarak değişir. Bu yüzden derin okyanus tsunamileri kıyıya yakın yersel tsunamiden çok daha hızlı hareket ederler.

Tsunami kıta yamacında ilerlerken farklı olaylar meydana gelir. Bu olaylardan en önemlisi amplitüdün artmasıdır. Buna paralel olarak dalga boyu azalır. Bunun sonucunda önde bulunan dalga dikleşir, bu da dalganın kıyıya çarpma gücünü artırır. Yüksek ilerleme hızı nedeniyle derin okyanus tsunamileri yersel tsunamilerden çok daha uzaklara ulaşabilirler. Derin okyanus tsunamisi uzaktaki kıyıya yaklaşınca, dalga aşağıda görülen yerel tsunami gibi büyür ve kısalır,

Tsunami dalgası derin su ve kıta yamacından kıyıya yakın bölgeye giderken ortsalama deniz seviyesi üzerine çıkarak karayı işgal eder. Dalgalar inanılanın aksine dev kırılan dalgalar şeklinde olmaz, bunlar daha çok kıyıya yaklaştıkça devrilen sörf dalgaları şeklindedirler. Ancak çok hızlı ve çok güçlü olduklarından kıyıda hasar yaratırlar. Bu nedenle içlerinde kıyıdan ve tabandan aldıkları çok sayıda malzeme taşırlar. Az sayıda bazı tsunamiler ise kırılmaz ve türbülanslı düşey bir duvar şeklinde ilerlerler. Bir tsunami dalgası kıyıdan içeriye doğru normal dalgadan çok daha fazla ilerleyebilir.

Kara içerisine ilerleyen tsunami dalgalarının bir kısmı geriye doğru, yani okyanus tarafına doğru dönerler. Tsunami ayrıca kenar dalgası denilen ve kıyıya paralel olarak ileri ve geriye doğru hareket eden dalgalar da yaratabilir. Böylece kıyıda bulunan yapılar farklı yönlerdeki dalgalar tarafından defalarca tahribata uğratılırlar. Genellikle kıyıya ilk ulaşan dalgalar çok büyük değildir, centilmen dalga denilen bu dalgalar arkadan gelen tsunaminin habercileridir.

Tsunamilerin normal dalgalardan farkı aşağıdaki şekilde gösterilmiştir (http://www.geophys.washington.edu/tsunami/images/tsulg.jpg). Buradan da görüldüğü gibi tsunamiler normal dalgalardan daha büyük değildir, ancak çok daha tehlikelidirler. Normal dalga dönerek hareket ederken tsunami bir yönde ve çok daha hızlı hareket eder. Tsunami tonlarca ağırlıktaki kayalar, yapıları, gemileri sürükleyebilir.

Depremler gibi tsunamiler de büyüklük ile ölçülür ve sınıflanırlar. Tsunami sınıflaması aşağıdaki tabloda verilmiştir.

Tsunami derecesi	Dalga yüksekliği (m)	Suyun ulaştığı yükseklik (m)	Gelişen tahribat
0	1-2	1-1.5	Tahribat yok
1	2-5	1-3	Evler sele maruz kalır, botlar uzun mesafeler sürüklenir ve tahrip olur.
2	5-10	4-6	İnsanlar, evler ve gemiler sel etkisiyle sürüklenir
3	10-20	8-12	Tahribat alanı kıyı boyunca 400 km kadar devam eder
4	>30	16-24	Tahribat alanı kıyı boyunca 500 km den daha fazladır.

Tsunamiler ile onları oluşturan depremlerin büyüklüğü arasında doğru orantılı bir ilişki vardır. Wilson (1962) ye göre tsunami’nin etkilediği alan bir elips olarak alındığında

26 Aralık 2004 depremini yukarıda değinildiği gibi okyanus tabanında önemli oranda ve ani biçim değişikliğine neden olmuştur. Bu yüzden bölgede tsunami oluşmuş ve dev dalgalar büyük bir hızla ilerleyerek Hint yarımadası ve Afrika doğu sahillerine çarpmış, can kaybı ve büyük maddi hasara yol açmışlardır. Tahminlere göre ölü sayısı 150.000 civarında, maddi kayıplar ise 15 Milyar USD civarındadır.

Aşağıdaki iki harita maksimum dalga yüksekliği (üstte) ve dalga seyahat zamanını (altta)göstermektedir. Haritalar http://earthobservatory.nasa.gov/NaturalHazards/natural_hazards_v2.php3?img_id=12645 adresinden alınmıştır. Depremin merkez üstünün Sumatra adasının kuzey ucuna yakın olmasına rağmen 1200 km uzunluğundaki ters fay ani olarak önemli miktardaki bir su kütlesini Hint okyanusuna doğru iteklemiş bu da tsunami oluşumuna yol açmıştır.

Üstteki harita dalgaların kıyıya ulaştığı zamandaki dalga yüksekliğini göstermektedir. Faya yakın olan Sumatra kıyılarında dalgalar 10 metre yüksekliğe ulaşırken daha uzaktaki Sri Lanka ve Tayland’da 4 metre civarında kalmışlardır. Hint Okyanusu’nun diğer tarafında Somali ve Şeyşellerde 4 metreye ulaşan dalgalar buraya depremden 8 saat sonra ulaşmışlardır.

Ana şoku izleyen çok sayıda artçı deprem oluşmuştur. Bunların bir kısmı 6 den bir kısmı ise 6 dan büyük olup bu aktivite henüz sürmektedir. Artçı depremlerin ürettiği bir tsunami ise rapor edilmemiştir. Artçı depremlerin zaman içerisinde yavaş bir şekilde azalması beklenmektedir. Artçı deprem sayısı ve büyüklüğü sürekli değiştiğinden burada bir sayı verilemiştir ancak bu konudaki bilgi http://earthquake.usgs.gov/recenteqsww/Quakes/quakes_all.html adresinden edinilebilir.

1900 yılından bu yana güney Sumatra ile Andaman adaları arasında bilinen en büyük deprem 2000 yılında olan 7.9 büyüklüğündeki deprem idi. 1797 de 8.4; 1861 de 8.5 ve 1833 de 8.7 büyüklüğünde depremlerin meydana geldiği bu bölgede 1797 ve 1833 depremlerinin 36 yıl rara ile aynı bölgeyi kırdıkları tahmin edilmektedir. İstatistiki verilere göre ise bölgede büyük depremlerin tekrarlanma aralığı 230 yıldır (http://www.gps.caltech.edu/~sieh/publications/a10.html).

Bölgede daha önce oluşmuş tsunamiler ve etkileri ise şöyledir (http://tsun.sscc.ru/tsulab/20041226tsun.htm):
1. 1797 de Ekvatora yakın bir bölgede gerçekleşen deprem ve tsunami sonucunda 300 kişi ölmüştür.

2. 1833 de Sumatra güney kıyılarında büyük bir deprem olmuş ve Sumatranın güney ve batı kıyıları sular altında kalmış, çok sayıda can kaybı meydana gelmiştir.

3. 1843 de orta Sumatra’nın batısında meydana gelen büyük deprem sonucu Nias adaları sular altında kalmış, çok sayıda can kaybı olmuştur.

4. 1861 de Sumatra’nın batı kıyıları büyük bir depremle sarsılmış ve tsunamiler çok sayıda can almıştır.

5. 1883 de Krakatau volkanının patlaması ile oluşan tsunami 36,000 cana mal olmuştur.

26 Aralık 2004 depremi büyük bir deprem olduğundan Hint ve Burma levhaları arasındaki sınırda mevcut tektonik stres dağılımını etkileyecek ve bunu yeniden düzenleyecektir. Bu yeniden düzenlenme ile bazı alanlarda beklenen depremler daha kısa sürede, bazı alanlarda ise daha geç olacaktır. Deprem sonrası yapılacak çalışmalarla stresin nerelerde arttığını belirlemek mümkün olacaktır, ancak eldeki mevcut verilerle bu tür bir tahminde bulunulması mümkün değildir. Depremden 3 gün önce Macquarie adalarında 8.1 büyüklüğünde bir deprem daha olmuştur, ancak bu depremin Sumatra’daki depremle ilişkisi tartışmalıdır. Çünkü bu bölge Sumatra-Andaman bölgesine epeyce uzaktır ve farklı bir levha sınırında meydana gelmiştir.

JPL den Richard Gross 26 Aralık depreminin Dünya’nın dönüşü üzerindeki etkisini modellemiştir. Buna göre günler -2.676 mikrosaniye kısalmış, dünya ekseninde X yönünde -0.670; Y yönünde ise 0.475 milliarksaniye (1 derece= 3,600,000 milliarksaniye) sapma meydana gelmiştir. Bu değerler günlerde ve eksendeki meydana gelen değişimin son derece küçük olduğunu ve belirlenmesinin bile son derece güç olduğunu göstermektedir.

26 Aralık 2004 depremi Türkiye ile çok farklı bir tektonik sistemde meydana gelmiştir. Bu nedenle bu büyük depremin Türkiye'ye doğrudan bir etkisinin olması beklenmemektedir. Türkiye'nin ana deprem kaynakları doğrultu atımlı faylar olan Kuzey ve Doğu Anadolu Fayları ile normal faylar içeren Ege Graben Sistemidir. Türkiye'de Sumatradaki kadar büyük bir depremin olma olasılığı yoktur. Türkiye'de 1900 yılından bu yana yaşanan en büyük deprem Sumatra ile aynı tarihe denk gelen ve 40.000 cana mal olan 26 Aralık 1939 tarihindeki 7.9 büyüklüğündeki Erzincan depremidir.

Üç yanı denizlerle çevrili olan Türkiye kıyılarında ise tsunami olasılığı vardır.Yapılan çalışmalarda Marmara ve Akdeniz kıyılarında eski tsunami izlerine rastlanmıştır. Yalova kıyılarında bulunan tsunami çökelleri bugünkü kıyıdan 1 km kadar içeride olup yaklaşık 7 büyüklüğündeki bir deprem tarafından oluşturuldukları tahmin edilmektedir (Genç ve Tüysüz, 2001).

Genç, Ş.C., Tüysüz, O., 2001, Yalova-Karamürsel arasının Kuvaterner stratigrafisi ve bu alanda eski bir tsunaminin izleri (Ed. Altunel, E., Barka, A., Akyüz, S., Orhan, A.) Aktif Tektonik Araştırma Grubu Dördüncü toplantısı, ATAG-4, Osmangazi Üniversitesi, Eskişehir, 27-38.

Hamilton, W., 1979, Tectonics of Indonesian Region. Geol. Surv. Professional Paper 1078, 345pp.