24-26 Eylül tarihlerinde meydana gelen depremler İstanbul’u sarstı ve depremi hatırlattı. Peki, 17 Ağustos ve 12 Kasım 1999 depremlerinin üzerinden 20 yıl geçtikten sonra, Marmara Denizi içinde meydana gelebilecek depremlerle ilgili bilimsel, yönetimsel, hukuki vb. hazırlıklar konusunda neler yapıldı? Büyük İstanbul depremine hazır mıyız?
24-26 Eylül 2019 tarihlerinde Marmara Denizi içinde Silivri açıklarında başlayıp günümüze kadar devam eden artçı deprem aktivitesi, 20 yıl sonra yeniden “Büyük İstanbul depremine hazır mıyız?” sorusunu gündeme getirdi ve bizleri “yönetenleri” sorgulamaya yöneltti. Peki, 17 Ağustos ve 12 Kasım 1999 depremlerinin üzerinden 20 yıl geçtikten sonra, Marmara Denizi içinde meydana gelecek deprem(ler)le ilgili bilimsel, yönetimsel, hukuki vb. hazırlıklar konusunda neler yapıldı? Yerel yönetimler, bakanlıklar ve ilgili bürokratlar geçen zamanı nasıl kullandı? Silivri açıklarında meydana gelen depremlerle birlikte sismologlar tarafından beklenen asıl Marmara Denizi depremi gerçekleşti mi? Eğer gerçekleşmediyse ne zaman olacak? Silivri depremleri öncü deprem karakteri taşıyor mu veya öncesinde bir mikrodeprem aktivitesi gözlendi mi? Depremle birlikte Marmara Denizi kıyılarında veya kara kısmına tsunami dalgaları ilerleyecek mi? Deprem deniz içindeki heyelanları aktif hale getirirse, daha büyük tsunami dalgalarının oluşma ihtimali var mı? Deprem ve yaratacağı tsunaminin etkisini yapılarımızda nasıl hissedeceğiz? Yapılarımızın üzerinde oturduğu zemin koşulları deprem dalgalarından nasıl etkilenecek? İstanbul’un üzerine oturduğu zemin durumu nasıl? İstanbul’un hangi yakası ve ilçeleri deprem dalgalarının zemin koşullarına bağlı olarak büyümesi sonucunda, depremi daha çok hissedecek? Zemin sıvılaşması ve heyelanlar hangi bölgelerde olası bir deprem sırasında aktif hale gelecek? İstanbul’daki yapılarımızın durumunu biliyor muyuz? 2000 yılından sonra yapılan ve görece olarak yeni sayılabilecek yapılarımıza güvenmeli miyiz? Yazıda yukarıda ifade edilen sorular yanıtlanacak ve bu sorulara yanıtlar verilirken de, saygın bilimsel dergilerde yayınlanan bilgiler kullanılacaktır.
17 Ağustos 1999 depreminden sonra Marmara Denizi ve çevresinde bilimsel olarak neler yapıldı?
17 Ağustos 1999 depreminde 20.000’e yakın yurttaşın hayatını kaybetmesi ve hâlâ yüzlerce yurttaşın kayıp olması tüm acı gerçekliğiyle belleklerimize kazındı. Bu depremde binlerce ev yıkılmış, on binlerce yapı ağır, orta ve hafif hasar almıştır. Yarattığı sonuç bakımından depremle savaşılmayacağını, ancak öncesinde hazırlıklı olunması durumunda doğa ile barış içinde yaşanacağını öğreten bir milat olarak tarihteki yerini almıştır. Biliminsanlarının bu depremden sonra ortaklaştığı konu ise sıranın Kuzey Anadolu Fayı’nın Marmara Denizi içinden geçen uzantısına geldiğidir. Ayrıca 17 Ağustos depremi sonrasında, Marmara Denizi içinde büyük bir depremin oluşmasının biraz daha yaklaştığını, bu deprem sonrası 5 bar’lık bir yükün Marmara içindeki faylara aktarıldığını, artçı sarsıntıların Hersek deltasından 10 km batıya kadar devam ettiğini ve 30 yıl içinde % 62 (±15) olasılıkla 7 ve üzerinde bir depremin meydana geleceğini yaptıkları yayınlarda göstermişlerdir (Barka, 1999;Parson 2000; Hubert ve diğ., 2000; Armijo ve diğ. 2002;Şekil 1). Şekil 1’de 17 Ağustos ve 12 Kasım depremleri sonrasında tüm gerilmenin Marmara Denizi içine kaydığı gösterilmektedir.
Tarihsel depremler
Sismolojik veriler genel olarak iki döneme ayrılmaktadır. Birincisi 1900 yılı öncesine ait depremleri içeren tarihsel dönem, ikincisi 1900 sonrası deprem kayıt cihazlarının depremleri kayıt etmeye başladığı aletsel dönemdir. Her iki veri kataloğu incelendiğinde Marmara Denizi içinde 329 adet büyük ve yıkıcı depremin meydana geldiği görülmüştür. Bu depremlerin 284 tanesi Marmara Denizi içindeki kuzey kolun (İstanbul’un güneyinden geçen fay zonu) üzerinde meydana gelmiştir (Şahin ve ark. 2018). Gelecekte Marmara Denizi içinde olacak M: >7 büyüklüğündeki deprem(ler)i anlamanın en doğru yolu geçmişte (tarihsel kayıtlarda) bölgede meydana gelmiş depremleri incelemekten geçmektedir. Bu konuda yapılmış birçok yayın ve deprem kataloğu da bulunmaktadır (Ambraseys ve ark. 2000; Altınok ve ark. 2003; Bulut ve ark. 2019). Yayınlarda tarihsel depremlerin izleri hem arşiv bilgileri hem de fay üzerine açılan çukurlarla yapılan paleosismoloji çalışmaları ile incelenmiştir. Her iki durumda da Marmara Denizi çevresi ve içinde tarihsel dönemde meydana gelmiş depremlere ait hasar bilgileri ve tsunami izleri olduğu gösterilmiştir (Altınok ve Ersoy, 2000).
Tarihsel depremler incelendiğinde son 1500 yıl içinde Marmara Denizi içinde ortalama her 250 yıl içinde 7 büyüklüğünde ortalama yedi (7) adet kuvvetli ve büyük depremin (> Mw:7) meydana geldiği yerleşim alanlarına verdiği hasar ve yıkımla gösterilmiştir (Bulut ve ark. 2019; Şekil 2). Şekil 2a’da Marmara Denizi içinde 1509, 1766 Mayıs ve 1766 Kasım yıllarında meydana gelen ve küçük kıyamet olarak adlandırılan depremler, Şekil 2 b’de Marmara Denizi içinde son 1500 yıl içindeki depremlerin tekrar etme periyotları ve ortalama yerdeğiştirme miktarları verilmiştir. Son döngü 1894 yılında başlamış, 1912 Şarköy Mürefte depremi ile devam etmiş ve son olarak 17 Ağustos 1999’da meydana gelen İzmit depremi ile devam etmiştir. Gerilme birikiminin arttığı ve fayların enerji biriktirip kırılmayı beklediği tüm alan Marmara Denizi’nin içindedir. Bu bölgede yapılan son çalışmalarda Doğu Marmara ve Kumburgaz faylarının kilitli olduğu, Tekirdağ orta Marmara çukurluğunda ise enerjinin birikmeyip sürekli yer değiştirme ile (creep: akma) boşaldığı gösterilmiştir (Lange ve ark. 2019, Şekil 3).
24-26 Eylül 2019 Silivri depremleri sonrası Marmara Denizi içinde uyanan fay
24 Eylül (Mw: 4.6) ve 26 Eylül (Mw: 5.8) tarihlerinde iki deprem Kumburgaz baseninin (Şekil 2a, KB olarak ifade edilmiştir) kuzeybatısında iki gün arayla meydana gelmiştir. Şekil 3a ve 3b’deki haritada Lange ve ark. (2019) tarafından deniz dibine (yüzeyden 800 m derinliğe) yerleştirilen GPS (küresel konum belirleme sistemi) ağı ile birbirlerine eş zamanlı sinyal gönderen sistemlerle Kumburgaz ve Çınarcık çukurluğundaki fayların kilitli olduğu gösterilmiştir. Bu iki fay zonunda Şekil 3b’de görüleceği üzere deprem aktivitesi bulunmamaktadır. Şekil 3c’de ise 1939 Erzincan depremi ile günümüzde Marmara Denizi içinde meydana gelen deprem etkinliğinin batıya göçü gösterilmiştir.
Şekil 4a’da 11 Eylül-11 Ekim tarihleri arasındaki Marmara Denizi ve çevresindeki deprem etkinliği gösterilmiştir. Silivri açıklarındaki deprem etkinliği ilk göze çarpan deprem kümesini göstermektedir (Şekil 4b). Ayrıca Yalova açıklarında Çınarcık Fayı’nın en güney ucundaki mikrodeprem aktivitesi ve genel olarak Kuzey Anadolu Fayı’nın kuzey kolu üzerinde sanki iple dizilmiş gibi bir deprem aktivitesinin eş zamanlı olarak başladığı görülmektedir.
24 ve 26 Eylül 2019 depremleri sonrası Marmara Denizi ve çevresindeki deprem etkinliğinin 30 günlük değişimi Şekil 4’de ve son bir haftalık değişimi (10-16 Ekim 2019) ise Şekil 5’de verilmiştir. Şekil 4a incelendiğinde Marmara Denizi içinde uzanan Kuzey Anadolu Fayı’na ait kuzey kol üzerinde sadece Silivri açıklarında değil, doğu segmentinin en güneyi olan Yalova açıklarında da bir dizi deprem etkinliğinin başladığı görülmektedir. Şekil 4b’de ise Silivri depreminden sonra artçı depremlerin kırılan fayın KB’sından GD’suna doğru dizildiği görülmektedir. Bu durum ise Lange ve ark. (2019) çalışmasında belirtilen kilitli fayın üzerine ek gerilme yükünün geldiğini yani kilitli fayı uyandırmaya çalıştığını göstermektedir. Şekil 5a’da Silivri depremi sonrası artçı sarsıntıların sayısında azalmalar meydana gelse de devam ettiği, Şekil 5b’de ise yaklaşık D-B doğrultusunda uzanan 31 km uzunluğundaki Kumburgaz fayının yaklaşık KB istikametinde meydana gelen deprem etkinliğinin, kırılması beklenen fayı ortadan zorluyor olduğu görülmektedir.
Silivri depremleri büyük depremin öncüsü mü ve/veya büyük depremi tetikler mi?
Bir depremin diğer bir depremi tetikleyip tetiklemeyeceği veya bir depremin öncü deprem olup olmadığına ilişkin günümüz şartlarında öncesinden bilimsel olarak bir şey söylemek, sadece öncesinde başlayan küçük deprem aktivitelerinin gözlenmesiyle mümkün değildir. Ancak bir fayın kırılması nedeniyle yakınında bulunan faya belirli miktar gerilme (enerji) transferi olduğu ve artçı depremlerin zamansal olarak bu enerji birikiminin artmasında rol oynadığı yapılan çalışmalarda belirtilmektedir (Toda ve Stein, 2019; Eyidoğan 2019). Toda ve Stein (2019) tarafından yapılan çalışmada, 26 Eylül 2019 tarihinde meydana gelen deprem sonrası kilitli olduğu (Lange ve ark. 2019) belirtilen faya 1’barlık ek bir gerilme transferi gerçekleştiği belirtilmiştir (Şekil 6). Benzer bir durum olarak, 17 Ağustos 1999 depreminde (Hubert ve ark. 2000) Düzce segmentine 15 bar’lık bir gerilmenin transfer edilmesi ve 3 ay sonra oluşan Düzce depremini öne aldığı düşüncesi ortaya çıkabilmektedir. Yani ortalama 210 yılda 4,1 metrelik bir yerdeğiştirmeye neden olabilecek bir faya ek yükün binmesi, fayın uyanmasına ve daha erken kırılmasına neden olabilir. 24-26 Eylül 2019 depremleri ve sonrasında meydana gelen artçıların zamana bağlı değişimleri Eyidoğan (2019) tarafından hazırlanmış ve Şekil 7’de verilmiştir. Şekil incelendiğinde artçı depremlerin belirli bir sistematik içinde devam ettiği görülmektedir. Orta büyüklükteki bir deprem sonrası bu artçıların iki ay süresince devam etmesi beklenir.
Tsunami meydana gelecek mi?
Tarihsel depremlerde Marmara Denizi içinde tsunamilerin meydana geldiği hem arşiv kayıtlarında hem de kıyaya yakın açılan trençlerde (çukurlar) yapılan paleosismoloji çalışmalarıyla gösterilmiştir (Altınok ve Ersoy, 2000; Altınok ve ark. 2003). 1509 yılında meydana gelen ve küçük kıyamet olarak isimlendirilen depremde meydana gelen tsunami dalgalarının tarihi yarımadada bulunan surları aştığı belgelenmiştir. Bu durum dalga boylarının 5-8 metreye ulaştığını gösterir. Marmara Denizi içinde yapılan tsunami modelleme çalışmalarında da sadece deprem nedeniyle meydana gelebilecek tsunami dalgalarının 2-3 metre dolaylarında olduğu modellenmiştir. Oysa tarihsel depremler bu verileri doğrulamamaktadır. Bu nedenle depremler dışında ikinci etmenlerin de tarihsel depremlerde tsunami dalgalarının dalga boylarını belirlemede etken olduğunu göstermektedir.
Latcharote ve arkadaşları tarafından yapılan çalışmada (2016) deprem ve depremin etkisiyle Marmara Denizi kuzey sahillerinde meydana gelecek farklı ölçeklerdeki deniz dibi heyelanları nedeniyle oluşacak tsunami dalgalarının geliş süreleri ve yükseklikleri modellenmiştir. Şekil 8a’da doğu Marmara fayının kırılması (Mw:7.3) nedeniyle 5 dakika, 8b’de 10 dak., 8c’de 20 dakika ve 8d’de 30 dakika içinde tsunami dalgalarının ulaşacağı alanlar modellenmiştir. Kuzey kıyılarına ortalama 5 dakika, İmralı Adası’na 10 dakika, Marmara Adası’na da 20 dakika içinde tsunami dalgalarının ulaşması beklenmektedir.
Şekil 9’da soldaki şekilde tsunami dalgalarının en çok etkileyeceği alanların tarihi yarımada, Boğaziçi, Kadıköy, Armutlu (Esenköy), Bandırma ve Mudanya sahilleri olduğu gösterilmiştir. Burada üç farklı senaryo modellenmiştir. Sadece büyük bir heyelan kütlesinin (1,5 km3) yaratacağı tsunami (L), Doğu Marmara fay segmentinin yaratacağı deprem (Mw: 7.3) sonucu (E) ve Doğu ve Batı Fay segmentlerinin birlikte kırılması (Mw: 7.7) sonucu meydana gelecek tsunami dalga boyları (EW) sağdaki şekilde verilmiştir. Boğaziçi’nde 4-8 metre, Armutlu’da 13 metre, Mudanya’da 9 metre ve Bandırma’da 4,5 metrelik tsunami dalgalarının oluşması beklendiği modellenmiştir.
İstanbul’un zemin problemleri
İstanbul’un Avrupa yakası 3B sağlam kayanın derinliğe bağlı değişim haritası Şekil 10’da verilmiştir. Depremler sırasında hasarın belirlenmesinde en önemli faktörlerden biri yapılarımızın üzerine oturduğu zemin koşullarıdır. Unutmamak gerekir ki; deprem tek başına sadece bir doğal tehlikedir. Deprem-Zemin-Yapı etkileşimi üçlüsünden, zemin koşulları ve yapı özellikleri hasarın veya kaybın esas belirleyicisidir. Bu nedenle yapılarımızın inşa edildiği zeminlerin özelliklerinin jeofizik mühendislerince çalışılıp olası zemin problemleri belirlenmelidir. Avrupa yakasının zemin özellikleri Anadolu yakasına göre daha karmaşık ve kötüdür. Yani Anadolu yakasının büyük bir bölümü zemin koşulları açısından daha dayanıklıdır. Şekil 10’da Karabulut ve Özel (2018) tarafından yapılan ve İstanbul Avrupa yakasının 3 boyutlu anakaya topoğrafyasının değişiminin verildiği çalışmada, sağlam kayanın ne kadar derinde olduğu gösterilmiştir. Sağlam kayanın derin olduğu alanlar, olası bir deprem sırasında belirli frekanslarda deprem dalgalarını en çok hissedecek alanlar olarak tariflenebilir. Ayrıca dere yataklarında ve kıyı şeritlerinde sıvılaşma tehlikesinin olduğu alanlar bulunmaktadır. Heyelanların ise aktif olarak Büyükçekmece Körfezi’nde, Beylikdüzü’nde dere yatağını dik kesen yamaçlarda, Ambarlı Limanı-Hadımköy aksında, Avcılar sahili ve Firüzköy’de, Menekşe, Kartal, Tuzla sahillerinde ve Sarıyer-Maden ve Kısırkaya civarında oluşması beklenmektedir.
İstanbul’un 2000 öncesi ve sonrası yapı stoku güvenilir mi?
Bu bölüme kadar olan açıklamalarda, Marmara Denizi içinde beklenen depremin boyutları, tsunami gerçekleşme olasılığı, İstanbul’un zemin durumu bilgileri verildi. Bu bölümde ise deprem-zemin-yapı etkileşiminin son oyuncusu olan yapılarımızın güvenilir olup olmadığına yönelik yapılan son çalışmaya değineceğiz.
Hancılar ve ark. (2019) tarafından yapılan çalışmada İstanbul ilinde 2000 yılı sonrası inşa edilen yapıların hasar ve maliyet analizleri yapılmıştır. İstanbul’da bulunan 1 milyon 250 bin yapının, yaklaşık % 18’inin (180.000) 2000 sonrası inşa edildiği ve yapılan analizler sonucunda bu yapıların ortalama % 17’sinin orta ve ağır hasar alacağı tespit edilmiştir. Yani 2000 sonrası yapılan yaklaşık 43.000 yapının yaklaşık 4000’i ağır ve çok ağır hasar alabilecektir. 17 Ağustos 1999 depremi sonrası çıkarılan onlarca yönetmelik, yapı denetim yasası ve son süreçte imar barışı uygulaması dururken, teknoloji ve mühendislik bu kadar ileri seviyelere gelmişken, 2000 sonrası yapılarda bile 4000 yapının ağır hasar alacağı öngörülmüşken, 2000 öncesi yapıların durumu hakkında fazla söz söylemek doğru olmayacaktır. Çünkü bu konuda yayınlanmış bir çalışma yoktur. Bu nedenle ivedilikle tüm yapılar kamu kaynakları ve kamu eliyle ücretsiz olarak incelenmelidir. 2000 sonrası mühendislik hizmetlerinin denetim ve kontrolünün özelleştirildiği ortadayken, kontrolün devlet organlarına (bakanlık ve belediyeler) bırakılması zorunlu hale gelmelidir. Tüm yapıların anayasal bir hak olan güvenli barınma hakkı kapsamında, ücretsiz bir şekilde kontrolünün ve dönüşümünün yapılması çok geçmeden sağlanmalıdır. Binalarımızda 18 Mart 2018 yılında yayınlanan ve 1 Ocak 2019’da yürürlüğe giren Türkiye Yeni Bina Yönetmeliği ilkelerine göre gerekli performans testleri yapılması, yakın bir gelecekte meydana gelmesi muhtemel Marmara depreminin, “büyük kıyamete” dönüşmemesi için gereklidir. Biliminsanı sorumluluğuyla, kamu kaynaklarının kamu için kullanılması ve büyük mega (rant) projelerini merkeze alan anlayışın terk edilmesi gerektiğini hatırlatmak istiyorum.
Dr. Savaş Karabulut (29 Ekim 2016 tarihinde İstanbul Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Jeofizik Mühendisliği Bölümü Sismoloji Anabilim dalındaki görevinden ihraç edilen Dr. Savaş Karabulut, TMMOB Jeofizik Mühendisleri Odası İstanbul Şube üyesi ve KESK – Eğitim-sen İstanbul 6. no’lu şube üyesidir.)
KAYNAKLAR
1) Altınok, Y., and S. Ersoy 2000, Tsunamis observed on and near the Turkish coast. Nat. Hazards, 21, 185-205.
2) Altınok, Y., Alpar, B., Yaltırak, C., 2003, Şarkoy-Murefte 1912 Earthquake’s Tsunami,
Extension of the Associated Faulting in the Marmara Sea, Turkey. J. Seismol. 7, 329–346.
3) Ambraseys, N., Jackson, J., 2000, Seismicity of the Sea of Marmara (Turkey) since 1500.
Geophys. J. Int. 141, F1–F6. Ambraseys, N., 2009. Earthquakes.
4) Armijo R., Meyer B., Barka A.A., Chabalier J.B., Hubert Ferrari A., Çakır Z., 2000, The fault breaks of the 1999 earthquakes in Turkey and the tectonic evolution of the Sea of Marmara: a summary, in: Barka A.A., Kozact 0., Akyiiz S.H., Altune1 E. (Eds.), 1999 İzmit and Düzce earthquakes: preliminary Results, İstanbul Technical University Pub., Istanbul, 2000, pp. 55-62.
5) Barka, A. A. 1999, 17 August 1999 Izmit earthquake. Science 258, 1858–1859.
6) Barka A. A., Kozacı, O., Akyüz S.H., Altunel E. (Eds.), 1999, İzmit and Düzce earthquakes: preliminary results, İstanbul Technical University Pub., Istanbul, pp. 311-316.
7) Bulut, F., Aktuğ, B., Yaltırak, C., Doğru. A., Özener. H., 2019, Magnitudes of future large earthquakes near Istanbul quantified from 1500 years of historical earthquakes, present-day microseismicity and GPS slip rates, Tectonophysics 764, 77-87.
8) Boğaziçi Üniversitesi, Kandilli Rasathanesi BDTDİM, 2019. [http://www.koeri.boun.edu.tr/sismo/2/deprem-bilgileri/buyuk-depremler/ Erişim Tarihi: 18/10/2019]
9) Eyidogan, H., Sevilgen, V., 2019, Strong earthquake strikes near the Marmara Fault, damaging 77 buildings and frightening Istanbul residents, Temblor, http://doi.org/10.32858/temblor.047
10) Hancılar U. Şeşetyan, K. Çaktı, E., 2019, İstanbul’daki 2000 Yılı Sonrası Binalar İçin Tasarıma Esas Deprem Seviyesi Altında Karşılaştırmalı Yapısal Hasar ve Mali Kayıp Tahminleri, İstanbul Teknik Dergi, 2019, Cilt 30, Sayı: 3
11) Hubert A., Barka A.A., Jacques E., Nalbant S., Meyer B., Armijo R., Tapponier P., King J., 2000, Seismic hazard in the Marmara Sea region following the 17 August 1999 izmit earthquake, in:
12) Karabulut and Özel, 2018, 3-D shear wave velocity structure beneath the European Side of Istanbul from seismic noise arrays analysis, Geophysical Journal International, Volume 215, Issue 3, December 2018, Pages 1803–1823, https://doi.org/10.1093/gji/ggy370
13) Lange ve arkadaşları, 2019, Interseismic strain build-up on the submarine North Anatolian Fault offshore Istanbul, Nature Communication. https://doi.org/10.1038/s41467-019-11016-z.
14) Parson T., Toda S., Stein R., Barka A.A., Dieterich J ., 2000, Heightened odds of large earthquakes near Istanbul: An interaction-based probability calculation, Science 28, 661-665.
15) Toda, S., and Stein, R.S., 2019, Could the 26 Sept 2019 Marmara Sea earthquake trigger a much larger event closer to Istanbul?, Temblor, http://doi.org/10.32858/temblor.046
16) Şahin. M., Yaltirak, C., Gültekin D.İ., 2018, 1894 İstanbul (Adalar) Depremi Tsunamisi, III. Ulusal Deniz Bilimleri Konferansi, Dokuz Eylül Üniversitesi.
