DEPREMLERİN ŞİDDETİ NASIL ÖLÇÜLÜR?
Yer sarsıntısı ve zelzele adlarıyla da bilinen deprem, yer kabuğunda beklenmedik bir anda ortaya çıkan enerji sonucunda meydana gelen sismik dalgalanmalar ve bu dalgaların yeryüzünü sarsması olayıdır. Sismik aktiviteyle kastedilen meydana geldiği alandaki depremin frekansı, türü ve büyüklüğüdür.
Dünya yüzeyinde gerçekleşen depremler kendilerini bazen sallantı bazen de yer değiştirme şeklinde göstermektedir. Yeryüzüne yakın bir noktada güçlü bir deprem gerçekleştiğinde bu kimi zaman tsunamiye neden olabilir. Bu sarsıntılar ayrıca toprak kayması ve volkanik aktiviteleri de tetikleyebilir. Ayrıca deprem, mayın patlamaları veya nükleer testler gibi insan kaynaklı gerçekleşebilir.
Sismik dalgaları belirlemekte kullanılan aygıtın adı sismograf ya da bilinen diğer adıyla sismometredir. Bugünkü şeklini alıncaya kadar değişik evrelerden geçmiştir. Daha önceleri bu aletler yer sarsıntılarına ait herhangi bir kayıt yapmaz ve şiddetini belirleyemezdi. Sadece bir sarsıntının oluştuğunu belirlerdi. Daha sonraları sismometre geliştirildi ve yer hareketlerinin miktarı da ölçülebilir oldu.
Bilinen ilk sismograf (ilk ismiyle sismoskop) MS 132’de Çin’de yapılmıştır. Bu ilk aletler sarsıldıklarında içlerindeki suyu dışarı dökerlerdi. Bir süre sonra su dolu çanakların yerini içi cıva dolu olanlar aldı. Çinli filozof Chang Heng semaveri andıran bir alet yapmıştı. Semaverin etrafında pusulanın sekiz yönünü gösteren sekiz ejderha başı bulunurdu. Her ejderhanın altında ağzı ejderhaya doğru açılmış birer kara kurbağa otururdu. Ejderhalardan hangisinin ağzındaki top düşerse sarsıntının o yönden geldiği anlaşılırdı. Bu aletin 400 mil (643 km) uzaklıkta olan ve aletin bulunduğu yerde hissedilmeyen bir depremi tespit edebildiği bilinir. Bu ejderhaları sistemin içinde yer alan bir çeşit sarkacın harekete geçirdiği sanılmaktadır.
1855’te İtalyan Luigi Halmeri, pusulanın farklı noktalarına yönelmiş cıva dolu “U” biçimli tüplerden oluşan bir sismometre yaptı. Yer sarsıldığında cıva elektriksel bir temas sağlayarak aygıta bağlı bir saatin durmasına neden olurdu. Böylece bu aygıt depremin ne zaman olduğunu da gösterirdi. Ayrıca sarkaçlı saatlerde olduğu gibi sabit bir noktadan tel ya da çubukla asılmış bir ağırlıktan oluşan basit sarkaçlar da kullanılmıştı.
1880 yılında Japonya’nın Yokohama kentinde şiddetli bir deprem oldu. Bunun üzerine Japonya’daki bir sismoloji(deprembilim) kurumu kurulmasına karar verildi. Günümüzde kullanılan modern sismografların ilk örnekleri bu kurumda ortaya çıktı. Bu dönemde geliştirilen aygıtların en önemlilerinden biri de John Milne tarafından gerçekleştirilen  yatay sarkaçlı sismograftır.
Sismograf, sarkaç esasına dayanır. Yer sarsıldığı sırada, sarkacın ucundaki yuvarlak ağır topuz, süredurum kanununa uyarak hareketsiz kalır. Yeryüzünde duran bir kimse, yerle birlikte gidip geldiği için sarkacı hareket eder gibi görür. Topuzun ucunda bir kalem vardır. Kalemin ucu bir makara üzerinde sarılı duran kâğıda değer. Yer sarsılınca kâğıt da sağa sola, yukarı aşağı gidip geleceği, topuz ise hareketsiz duracağı için kalem kâğıda bu hareketleri çizer.
Bugün rasathanelerde, bir depremi gereği gibi kaydedebilmek için genel olarak üç ayrı sismograf kullanılır. Bunlardan biri dikey, ikisi de yatay hareketleri kaydeder. Böylece bir depremin yönleri belirtilmiş olur.
Sismograflardan petrol aramalarında da faydalanılır: Petrol aranan yerde 20-30 m. derinlikte bir çukur kazılır. Buraya dinamit sarkıtılıp ateşlenir. Bu patlamanın etkisiyle yeraltında ses dalgaları meydana gelir. Ses dalgalarının çeşitli tabakalarda ayrı ayrı hızı olduğuna göre, sarsıntıların sismografla kaydedilen hızından, ses dalgalarının bir petrol tabakasından geçip geçmediği anlaşılır.
Depremin gücü ya da “boyutu” ise iki yolla ölçülür. Bunlardan birisi depremin “şiddetini” diğeri ise “büyüklüğünü” ölçmeye yöneliktir. Şiddet ve büyüklük kavramları sık sık karıştırılıp yanlış kullanılır. Depremin ne tür ve ne kadar zarar verdiğini ölçmeyi amaçlayan, yani depremin insanlar, binalar ve doğa üzerindeki etkilerini saptayan yöntem aslında “şiddet” ölçümüdür. Şiddet, depremin kaynağındaki büyüklüğü hakkında matematiksel bir bilgi vermez, yalnızca deprem nedeniyle oluşan hasarı yansıtır.
Bir deprem oluştuğunda, bunun herhangi bir noktadaki şiddetini belirlemek için, o bölgede oluşan etkiler gözlenir. Bu gözlemlerin, Şiddet Cetveli’nde hangi şiddet derecesi tanımına uygun olduğuna bakılarak Romen rakamlarıyla belirtilen bir rakam atanır. Bunun için, değiştirilmiş “Mercalli” ve “Medvedev-Sponheur-Karnik” şiddet cetvelleri olmak üzere iki ölçek kullanılır. Her iki cetvelde de XII şiddet derecesi vardır. Bu cetvellere göre, şiddeti V ve daha küçük olan depremler genellikle yapılarda hasar oluşturmazlar ve insanların depremi hissetme şekillerine göre değerlendirilir. VI-XII arasındaki şiddetler ise depremlerin yapılarda oluşturduğu hasar ve arazideki kırılma, yarılma gibi bulgulara dayanılarak değerlendirilir.
Şiddet değerleri, Dünya üzerindeki deprem bölgelerinde yaygın olarak rapor edilse de çok doğru sonuçlar vermeyebilir. Hasar genel olarak depremin merkez üssünden uzaklaştıkça azaldığı için aynı deprem için farklı bölgelerde farklı şiddet değerleri saptanabilir. Hatta farklı binalarda, farklı zeminlerde bile değişiklik gözlenir. Bina tasarımları, merkez üssünden uzaklık, zemin malzemesinin türü gibi etkenler hasarın miktarını dolayısıyla şiddet değerlendirilmesini etkiler.
Diğer önemli etkenlerden biri de hasarın rapor edilmesidir. İnsanlar farkında olarak ya da olmayarak hasarı abartabilir ve yanlış şiddet değerlendirmeleri yapılabilir. Çünkü değerlendirme için herhangi bir aygıt kullanılmaz. Bu nedenle, hasarın gözlenemediği yerlerde şiddet değerlendirmesi yapmak olanaksızdır. Yani Dünya üzerinde depremin etkilediği her yer için bir şiddet değeri verilemez.
Depremin gücünü ölçmedeki ikinci yöntem, depremle ortaya çıkan enerji miktarının ölçülmesine dayanır. Bu yöntemde ölçülen asıl olarak şiddet değil “büyüklük(magnitüd)”tür. Bunun için sismogram üzerindeki titreşimlerin genliğinden yani dalganın kâğıt sismogram üzerindeki yüksekliğinden yararlanılır. Deprem ne kadar büyükse yer o denli fazla sallanır ve sismogramda da o kadar büyük genlikli titreşimler kaydedilir. Sismogram üzerinde kaydedilmiş belli bir dalganın genlik ölçümünden, sismografın tipine göre düzeltme yapıldıktan ve depremin uzaklığı belirlendikten sonra, depremin büyüklüğünü veren bir rakam atanır. Bu, depremle açığa çıkan enerjinin ölçümüdür.
“Büyüklük” tanımı ilk olarak, 1935 yılında, Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü’nden Charles F. Richter tarafından yapıldığı için bu ölçümde kullanılan ölçek Richter’in adıyla anılır. Richter, merkez üssünden 100 km uzaklıkta ve sert zemine yerleştirilmiş özel bir sismografla kaydedilmiş zemin hareketinin mikron cinsinden ölçülen maksimum genliğinin 10 tabanına göre logaritmasını bir depremin “büyüklüğü” olarak tanımladı. “Richter Ölçeği” bu standardı temel alır ve 0’dan 8,9’a kadar olan rakamlarla belirtilir. Ayrıca bu rakamlar kesirli değerler de alabilir. Rakamlar büyüdükçe depremin büyüklüğü de “logaritmik” olarak artar.
Günümüzde, büyük ölçekli depremlerde moment büyüklüğü (moment magnitüd) ölçeği, Richter ölçeğinin yerine kullanılmaya başlamıştır. Esas olarak depremin oluşumunun matematiksel bir modelinin yapılmasına karşılık gelir ve bir araştırmacının gerçekleştirebileceği bilimsel bir çalışma süreciyle hesaplanabilir. Bilgisayarla otomatik hesabı göreceli olarak zordur, dünyada sayılı birkaç gözlemevinde, sadece belirli bir büyüklüğün üzerindeki depremler için düzenli olarak hesaplanmaktadır.