DEPREMLERİN HABERCİLERİ VE JEOFİZİK

A. Elektrik Özdirenç:
---Deprem Habercisi Değişimler
Gözlem yerindeki ölçü elektrodlarının üzerine yerleştirildiği kuvarsit kayacının özdirenci; yeraltısuyu özdirenci, kayaç gözeneği ve su ile dolu gözenek boşluğu miktarı tarafından kontrol edilir. Buradaki yeraltı suyunun özdirenci laboratuar ölçümlerine göre 115 ohm-m belirlenmiştir. Yeraltısuyu özdirencinin sabit kaldığı bilindiğine göre, kayaç özdirencindeki değişimin gözeneklerde ve kuvarsitin kırıkları içindeki su doymuşluk miktarındaki değişimlerden kaynaklandığı anlaşılır. Normal kosullarda, bu kayaçlarin özdirençleri yeraltısuyu içermeleri durumundakinden 100 kat daha yüksektir. Bunun anlamı şudur: Kayaç, toplam hacminin yalnızca %10 kadarı su içermektedir. Bu olgu ARCHIE bağıntısı ile Jeofizik literatüründe açıklanmış olup günümüzde de kullanılır. Bu bağıntıda kayaç etkin özdirenci ve çimentolanma faktörü yer alır. Çimentolanma faktörünün bu bağıntıdaki işlevine bakarsak: kayaç içinde gözenek hacminin %1 lik bir değişimi kayaç etkin özdirencinin asıl değerden %35 lik bir farklılığı sonuçlar. Kuvarsitin özdirenci 10,000 ohm-m olduğundan porozitedeki %1 lik bir değişim onun özdirencinde 3500 ohm-m lik bir değişime n8eden olur ki bu değişim duyarlı olarak bir özdirenç ölçü sistemi (Sekil 2 ve 3) ile ölçülebilir. Bir deprem gerilimi etkisi altında bulunan benzer kayaç gözenek ve gözenek geçitlerinin oluşturduğu boşluk hacmindeki küçük bir değisim varsa bu durum özdirenç sistemi (Sekil 2 ve 3) kullanılarak yine duyarlı şekilde ölçülebilir. Kayaçların özdirencinin küçük bir basınç ortamı koşullarında: artan basınç ile arttığı, fakat büyük bir basınç ortamı durumunda ise artan basınç ile azaldiğı gözlemiştir.
Asya'daki Pamir bölgesinde 1.5-2 aylık bir periyodda yapılan gözlemlerde özdirençdeki %15-18 miktarlık azalmaya bakarak 10,000,000,000 Joule’ den daha büyük enerjinin açığa çıktığı ve ölçüm sahasından 10 km uzakta meyda2na gelen depremlerin önceden tahmin edildiği rapor edilmiştir. Bu kestirim işleminde episantır bölg2e yakınında daha belirgin bir durum olabilir, fakat uzaktaki bir bölgede deprem öncesi oluşan büyük gerilmenin neden olduğu basıncın kayaç özdirencinde gözlenmesi ise daha zor olabilir. Deprem ve özdirenç akrabalığı konusundaki bu gözlemin gerçekleşme olasılığı deprem episantır noktasına olan uzaklıkla ters orantılıdır. Tablo-1, izleme istasyonu yakınındaki bölgede ölçülen Jeofizik parametrelerin, 4-7 büyüklüğünde ve 40-400 km uzakta oluşan depremlere bağlı olarak ne derecede değişim gösterdiğini açıklar. Diger yandan 700 km uzaklıkta M=8 büyüklüğünde oluşan bir deprem işaretçisinin özdirenç indikatörü olduğu belirtilmiştir. Yaklaşık 800 km uzaklıkta episantırı bulunan orta ve büyük depremlerin rezistivite indikatörü olduğu aynı zamanda Çin bilim adamları tarafından da açıklanmıştır. Hatta gel-git sırasında kayaçların gerilme koşullarındaki küçük değişimlerden dolayı meydana çıkan özdirençdeki anlamlı değişimlerin varlığı da ortaya konulmuştur. Bu gözlemler depremlerin önceden tahmin edilmesinde özdirenç ölçümlerinin etkin olabileceğini açıklar. Yere verilen akımın kayaç gözenek kanalcıkları arasından, yataklama düzlemlerinden, fay ve kırık düzlemlerinden de aktığı bilinir. Elektrik olarak yönbagımsız kayaçlarda özdirencin, kayaç uzanım doğrultusuna ve eğim yönüne bağlı olmasından dolayı bu akım farklı şekilde akar. Kayaçlarda meydana gelen yatay ve birbirine paralel kırıklar yeraltı akım akışına katkı sağlarlar. Ancak yine de özdirençdeki düşüşü açıklamak için kayaçlardaki mikro kırıkları varsaymak gerekmez. B. Doğal Gerilim (SP):
Diğer bir Jeofizik yöntem olan SP ise su seviyesindeki kayaç gözeneklerinde meydana gelen değişimleri saptayabilecek duyarlı bir belirteçdir. Şekil 5, deprem öncesi SP nin 1500 mV dan 1350 mV değerine düştüğünü gösterir. Eger porozite (gözeneklilik) koşulları gerilme alanındaki değişimlerden önce ve sonra su tablasına uygun olup değişmiyorsa gözl8enen SP verilerinde bir değişiklik yoktur. Bu bazı depremlerden önce SP deki değişimlerin yokluğu ile açıklanabilir. C. KSS ve KSB:
Sekil 6 KSS ve KSB daki anlamlı azalma ile depremlerin önceden tahmin edilebileceğini gösterir. Bu değişimler kayaçtaki su tutan gözeneklerin bir deprem öncesindeki “ dilation” durumu ile açıklanır. Sonuç olarak su toplayan gözenek bosluğu artar ve daha çok miktarda su bu boşluklara emilir. Bu ise keza kaynak sularındaki azalmayı ve kazılarak açılmış kuyulardaki KSS değişimini meydana getirir. KSS ve KSB değişimleri Tablo 2’de gösterilmiştir. Depremden Dolayı Değişimler 7-20 günlük bir periyod boyunca gözlenmiştir, fakat her yıl tekrarlanabilecek olan mevsimsel değişimlerin etkisi ise daha uzun bir periyod boyunca izlenmiştir. Buradan, büyük bir depremin etkisinin yarattığı değişimlerin, eğer aynı dönemde meydana geldiyse mevsimsel etkiler ile karıştığı izlenir. Bu belirsizliği aşmak için, Jeo-elektrik ölçümler sismik yöntem ile desteklenmelidir. Yeraltı fromasyonlarının sismik hızları sıg tabakalardaki su doymusluğu ile bozulmaz. Jeoelektrik özellikler toprağın jeo- hidrolojik koşullarına geniş sekilde bağımlıdır. Yağmurlu bir mevsimde yüzey su ile sature oldugundan, jeo-hidrolojik koşullar (özellikle sıg derinliklerdeki) bu değişimlere konu olabilir. Bundan dolayı, bu periyod boyunca yer akımları (earth currents) ve SP ölçümleri, suyun yeriçine sızılmasından dolayı ciddi şekilde bozulurlar.
Meteorolojik olarak kuru dönem gösteren mevsimlerde, kayaçlar daha çok veya biraz daha kuru iken, jeo-hidrolojik, earth-currents ve elektro-mekanik gerilim parametrelerinde herhangi bir değişimi gözlemek zordur. Bu sıradışı koşullar, depremlerden dolayı meydana gelen değişimleri izlemek ve incelemek için uygun değildir. Böyle olağan dışı kosulların etkin olamayacağı yerler seçilerek bu güçlük yenilebilir. Su ile kısmen doygunlaşmış yerler, bir deprem oluşumundan dolayı ortaya çıkan jeo-hidrolojik ve jeo-elektrik parametrelerin anlamlı değişimlerini gösterirler. Yapılan ölçümler elektrik özdirenç değişim genliğinin deprem episantr noktasına olan uzaklığa bağlı olarak farklılık gösterdiğini ortaya koyar. Uzaklık azaldıkça bu genlik artar.