Olay, tehlike ve felaket (afet) arasında belirgin bir fark vardır. Doğal bir olay (jeolojik veya
iklimsel olabilir) basit olarak doğal bir oluşumdur. Tehlike ise (jeolojik veya başka çeşit
olabilir) insan yaşamı veya malına gelebilecek potansiyel tehlike veya risktir. Bir felaket
ise tehlikenin farkına varılması ile ortaya çıkar. Tanaka (1981) aşağıdaki şekilde bir analoji
yapmaktadır: "Kırsal kesimdeki (insanların yaşamadığı bir yerde) bir deprem sismik bir
olaydır. İnsanlar bu arazi parçasını temizleyip bir fay veya bataklık kenarını yerleşime
açtıklarında sismik bir tehlikeyi başlatmış olurlar. Bu alanda deprem meydana geldiğinde
yapılar yıkıldığında ve bunun sonucunda da can kaybı oluştuğunda ise, sismik bir felaket
ortaya çıkmış olur.
Deprem, sel baskınları vb. olaylar doğal süreçlerdir ve hiç bir tehlikeleri yoktur (bunlar
milyonlarca yıldan beri olmaktadır). Ancak, insan faaliyetlerinin ve doğal olayların
birlikte oluştuğu alanlara insanların yeteri derecede önem göstermemeleri veya bu
alanları ihmal etmeleri bu tür doğal süreçlerin tehlikeli olmalarına neden olmuştur.
Gelecekte insanların jeolojik tehlike olabilen jeolojik olaylardan korunmaları ümit
edilmektedir. Tehlikeli olabilecek jeolojik işlevler 6 ana başlık altında toplanabilir: a)yer
(toprak) kaymaları ve şişen zeminler, b)sel baskınları, c)sahil erozyonu ve tsunamiler,
d)depremler, e)yer çökmesi ve f)volkanik faaliyetler.
II.1. YER (TOPRAK) KAYMALARI VE ŞİŞEN ZEMİNLER
Toprak kaymaları ve şişen zeminler dünyada büyük ekonomik zararlara neden olmaktadır. Bunlar düzenli olarak önemli derecede jeolojik maddi zararlara sebep olmaktadır (1994 yılında yaklaşık 10 milyar dolar), örnek olarak yıkıcı Northridge depremi, Andrew kasırgası gibi, bunlardan her biri yaklaşık 20 milyar dolarlık bir hasar yaratmıştır.
Kaya düşmesi (rock fall): Ana kayanın sarp (dik) yüzeyinden kaya parçalarının aşınma nedeniyle gevşek hale gelerek aşağıya düşmesi.
Akma - Krip (creep): Toprak, aşınmış kayaç veya diğer yüzeysel partiküllerin eğim etkisiyle yavaş olarak viskoz şekilde akmasıdır.
Toprak kaymaları: Toprak kayması, kaya kütlesi veya parçalarının eğim aşağı hareket etmesidir. Akmanın tersine, toprak kaymalarında bir veya birden fazla belirgin süreksizlik yüzeyi mevcuttur. Toprak kaymasının hızı 1 m/günden 300 km/saate kadar olabilir.
Çamur veya yer akması: Islak döküntülerin viskoz bir akışkan olarak eğim aşağı hareketidir.
Permafrost: Kutup bölgelerinde (Alaska) devamlı olarak donmuş haldeki toprak katmanı olarak adlandırılan permafrost, aslında iki veya daha fazla bir süre boyunca donmuş olan kaya veya toprak kalınlığıdır. Aktif olan zon permafrost tablasının üzerindeki yazın çözünen kışın ise donan zondur. Çözünen aktif katman döküntülerin hareketine neden olmaktadır.
Şişen zeminlerden kaynaklanan sorunlar yer kaymalarına göre daha sinsi ve daha maliyetlidir. Şişen kil mineralleri (özellikle montmorillonit) zemin şişmesinin ana kaynağını oluşturmaktadır. Bu tür alanlarda ev, yol ve köprülerde çatlamalar beklenmelidir. Şişen bir zeminin üzerindeki dik eğime sahip alanlar toprak kaymasına da maruz kalmaktadır. Japonya dik arazi, uygun olmayan jeolojik malzeme ve yoğun yağmurlar nedeniyle toprak kaymaları ile yıllardır mücadele etmektedir. Yıllık kayıpların yaklaşık 1.5 milyar dolar olduğu sanılmaktadır. Japon hükümeti ülkedeki potansiyel toprak kayması ve şişme özelliği gösteren zeminlerin haritalarının oluşturulmasını sağlamış ve jeolog olmayan kimselerin dahi anlayabileceği bir şekilde yapılan bu haritalar planlama veya zon bölgelerinin tahsis edilmesinde büyük rol oynamaktadır. Birleşik Devletlerdeki USGS (United States Geological Survey) Denver'daki (Colorado) Yerleşim Koridorunun potansiyel şişme zemin haritasını hazırlamışlardır. Bu haritada, tehlikeli alanlar farklı renkler ile belirtilmiş ayrıca az veya çok miktarda kil içeren bölgeler derecelendirilmiştir. Yapılardaki temelin iyileştirilmesi ve su kontrolü şişen zeminlerin yol açtığı zararları azaltmanın bazı yollarıdır. Belediye Meclisi veya Bayındırlık Bakanlığı'ndaki genellikle jeoloji mühendisi olmayan kişilerin başkanlık ettiği toplantılarda, jeolojik tehlike verilerinin haritada mümkün olduğu kadar basitleştirilip verilmesi olayın başkaları tarafından daha kolay anlaşılmasını sağlar.
II.2. TAŞKINLAR (FLOODS)
Birleşik Devletler gibi bir ülkede her sene sel baskınları sonucu 850 den fazla kişinin hayatını kaybettiği ve ortaya çıkan zararın yaklaşık her defasında 1.2 milyar dolar olduğu kaçınılmaz bir gerçektir. Her sene sellerin verdiği hasar arttıkça zararın parasal boyutu da artmaktadır. Amerikan Kongresi 1994 yılında olan California-Northridge depremi için 8.6 milyar dolar, 1993'deki orta batıdaki seller için 5.7 milyar dolar ve yine Andrew ve Iniki kasırgaları için de yaklaşık 8 milyar dolarlık bir bütçe ayrılmasını kabul etmiştir.
Çoğu alüvyon vadileri belirgin bir nehir kanalı ve bununla birlikte taşkın ovası içermektedir. Aşırı yağış sonrasında, derenin akış hızı kanalı tamamıyla dolduracak şekilde artabilir. Bu seviye "kenar dolum" seviyesi olarak adlandırılır. Yüksek bir deşarj suyun taşkın ovası üzerine akmasına ve sonuçta da sel baskınına neden olur. Bir nehir vadisindeki temel sel özellikleri Şekilde görülmektedir. Doğal kanal banklarını üzerleyen ve hemen yakınındaki alçak taşkın ovalarını kaplayan deşarjlar doğal bir dere sisteminde yaklaşık 2-3 yıllık bir aralıkla oluşur. Daha düşük oluşum frekansına sahip büyük seller ise taşkın ovasının geri kalan bölümünü kaplar. Taşkın ovaları Birleşik Devletlerdeki toplam arazinin %5'ni kapsamaktadır. Bu ülkedeki yeni federal taşkın ovası yönetim politikasının temel hedefi 100 yıllık taşkın ovası ile sellenen alanlardır. Tarihsel zamanlardan bu yana, seller çiftlik ve şehirlerin tamamen harap olmasına neden olmuştur. İtalya'daki Floransa şehrinin 1993 yılında Arno nehri ile, Almanya'daki Cologne şehrinin 1995 yılında Ren nehri ve ülkemizde de 1998 yılında Batı Karadeniz bölgesinde bulunan Bartın ve dolayının Bartın çayı ile sel altında kalması örnek olarak verilebilir. İstanbul'da yıllardır bir türlü iyileştirilemeyen Alibeyköy deresinin neden olduğu tahribat ise bu bölgede yaşayan insanları bezdirmiştir. Özellikle İstanbul Alibeyköy'deki çarpık yerleşme evlerin ve iş yerlerinin her yıl su altında kalmasına sebep olmaktadır. Belediyenin yapacağı tek şey bütün bu yerleşim birimlerini en kısa sürede ortadan kaldırmaktır.
Seller her an oluşabilir. Ancak bazılarının oluşması yılın belirli dönemlerine rastlar. Örneğin, Mısır'daki Nil nehri yaz aylarında düzenli olarak sel yapmaktadır. Birleşik Devletlerdeki Kayalık dağlarındaki nehirler ilkbahar aylarında California sahil kesimlerindeki nehirler ise kış aylarında sel yapmaktadır.
Tekrarlanma aralığı kavramı kullanılarak sel frekansı istatistiksel olarak değerlendirilebilir.
T = tekrarlanma aralığı,
N = olay sayısı,
M = sıra derecesi.
Bu metot, ölçülmüş deşarj verilerini esas almaktadır. Y ekseni deşarj alınmak suretiyle,
Tablodaki veriler log-log veya yarı logaritmik bir kağıda işlenebilir (deşarj aritmetik ölçek
olacak şekilde). Bu eğri üzerindeki yıllık sellerin aritmetik ortalaması yaklaşık 2.3 yıla
tekabül eden tekrarlanma aralığındadır. Noktaların yerleştirilmesini takiben, tekrarlanma
aralığı eğrisi noktaların gerisine kadar uzatılabilir. Bu tahminleri doğru olarak yapmanın
başka sağlıklı yolu yoktur. Veri seti düz bir çizgi veya eğri üzerinde oluşabilir. Eğri daha iyi
sonuç vermektedir. 50-yıl seli yaklaşık 630 m3
/sn'lik bir deşarja (akışa) karşılık gelmektedir.
Sadece bir olağandışı sel içeren nehir akım kayıtlarının değerlendirilmesi oldukça zordur.
Çünkü, büyük seller geri kalan veri noktaları ile bir sıra meydana getirmeyebilir. Bu da
100-yıl selinin tahmini için bir uzaklaşmaya yol açabilir. Bir tane büyük sel akımı içeren
sınırlı sayıdaki sel verisinin ekstrapolasyonu tam bir baş ağrısıdır. Az sayıda kayıt tutulan
büyük sellerin tekrarlanma aralığını doğru olarak tahmin etmek çoğu durumda mümkün
değildir. Yukarıda açıklanan teknik sadece tek bir büyük seli kullandığından, tekrarlanma
aralığının belirli bir şiddete sahip bir selin yıllık maksimumda oluştuğu bir aralığa karşılık
geldiği akıldan çıkarılmamalıdır. Bu metot, en uygun olarak Mississippi, Nil ve Mekong gibi
nehirler için kullanılır. Su yılı ne olursa olsun, belirli bir aralık içindeki büyük akım
olaylarını sel olasılığına göre sıralamak daha da uygun olur.
100-yıl selinin herhangi bir yıl için istatistiksel olarak oluşma olasılığı %1'dir (P=0.01). Bu selin
belirli bir yılda oluşmama olasılığı ise %99'dur. Binominal bir olasılık dağılımı gösteren bir
olayın oluşma olasılığı, P(x), aşağıdaki formül ile açıklanabilir:
n = deneme sayısı,
x = başarılı olay sayısı,
P = her bir denemedeki başarı olasılığı.
Örneğin, 100-yıl selini ele alırsak, bu şiddetteki (veya daha büyük) bir selin 100 yıl boyunca
oluşma olasılığı nedir? İlk bakışta, bunun oluşma şansının %100 olduğu görülebilir. fakat hiç
bir hidrolojik fenomenin %100'lük oluşma şansı yoktur. Yukarıdaki denklemi kullanarak,
P=0.01, n=100 yıl ve x=0 olay;
Oluşmama olasılığı %36.6 olduğundan, bir veya birden daha fazla 100-yıl selinin 100 yıl
boyunca oluşma olasılığı %63.4'tür. Benzer bir yaklaşımla, 500-yıl selinin 100 yıl boyunca
oluşma olasılığı da %18.1 olarak bulunur.
Şehirleşmenin yüzey akışı üzerine olan etkisi
İnsanoğlu deşarj karakteristiklerini ve sediment yükünü değiştirmek suretiyle bir
nehrin hidrolik rejimini etkileyebilir. 19. yüzyılda, California Yuba nehrindeki plaser altın
madenciliği sırasında, çakılların yıkanmasında kullanılan nehir suları düzensiz bir şekilde
kaba çakıllarla (sediment) beraber dereye geri verilmesi, tarım arazilerinin azalmasına ve
böylece sel olasılığının artmasına neden olmuştur. Yuba nehri yakınındaki Marysville
kasabasının setleri bu kadar yoğun sediment alımını (0.3 m/yıl) karşılamaya yeterli
olmadığından, kasaba birçok kez sel basmasına maruz kalmıştır. Gelişmiş ülkelerdeki
nehirler sadece şehir kanalizasyonu ve sanayi atıklarından değil, şehirleşmenin diğer
etkilerinden de (doğal alanların ve ormanların doğal rekriyasyon ve yerleşim alanlarına
açılması vb) etkilenmektedir. Şehirleşme deşarjın birkaç kat kadar artmasına yol
açmaktadır. Şehirleşme nedeniyle toprak içine daha az su süzülecek ve bu da yer altı su
tablasının düşmesine yol açacaktır. New York Long Island'da, şehirleşme ve yer altı
suyunun pompalanması sonucu oluşan etkiler yeraltı su tablasının düşmesine yol açmış
ve bu nedenle, yerel yönetimler suyu kullanmak isteyenlerden yapay yolla su beslenme
alanları oluşturmalarını öngörmüştür. Dünya genelinde, karalardan okyanusa doğru olan
sediment taşınmasının 14 Gt/yıl olduğu sanılmaktadır. Günümüzdeki 24 Gt/yıl olan bu
değer ise madencilik, tarım ve yapılaşma gibi insan etkileriyle oluşan artan erozyon
nedeniyledir.
Barajlar
Barajların yapılma sebepleri, sel-kontrol, sulama, elektrik üretimi, rekreasyon, veya bunların kombinasyonları olabilir. Günümüzde, özellikle Birleşik Devletlerde, baraj yapımı çevreciler ve mühendisler tarafından aşırı bir şekilde eleştiri almaktadır. Birleşik Devletlerde baraj yapılacak en müsait alanlar topoğrafya ve ekonomi göz önüne alınarak saptanmaktadır. Hiçbir kolu denize ulaşmayan ve üzerinde birçok baraj yapılan Colorado nehri buna bir örnek olarak verilebilir. Yeni yapılacak barajların faydaları (sulama, rekreasyon, elektrik üretimi) azalmakta ancak barajların yapım maliyetleri ise gittikçe artmaktadır (düşük arazi maliyeti olan ideal topoğrafik alanların bulunması). Genel olarak, fayda/maliyet oranı (F/M) 1'den büyük olduğunda, baraj yapımı ekonomik olmaktadır. Günümüzde, potansiyel baraj alanları için F/M oranları ancak birkaç baraj projesinin yapılmasının maliyet-etkin olduğu bir noktaya gelmiştir.
Çevre Etkileri
Barajların çevreye olan negatif etkileri şu şekilde sıralanabilir:
- Barajlar yeryüzündeki en üretken topraklar olan verimli alüvyon toprakları azaltır. Örneğin, Çin'deki Yangtzee nehri üzerinde kurulacak olan Three Gorges barajı dünyanın en büyük barajı olarak gösterilmektedir. Bu barajın yüksekliği 185 m ve su hacmi ise 40 km3 olacaktır. Barajın yapım amacı elektrik üretimi ve vadideki sel tehlikesini azaltmaktır. Ancak bunun için yaklaşık 24 km2 lik bir alan su altında kalacak ve 1 milyon insan evlerinden olacaktır (Türkiye'deki Hasankeyf de buna örnek olarak verilebilir).
- Barajlar er ya da geç alüvyon ile dolacaklardır
- Barajlar bütün selleri önlemeyebilirler. Rezervuarlara ve sel kontrol yapılarına yapılan büyük yatırımlara rağmen, seller hala Aşağı Mississippi vadisinde zarara sebep olmaktadır. Rahn (1981)'e göre, sel önleme tesislerine rağmen, Birleşik Devletlerde her yıl sellerden ortaya çıkan zarar 1 milyar doların üzerindedir.
- Kurak bölgelerdeki barajlar önemli miktarda suyun buharlaşmasına yol açmaktadır. Örneğin, Colorado nehri üzerinde kurulan Glen Canyon barajındaki Powell rezervuarı Colorado nehrinin %9'nu buharlaştırmakta ve arta kalan su erimiş haldeki tuzlarla zenginleşmektedir. Barajı besleyen Colorado nehrinin ortalama tuzluluğu rezervuara girmeden önce 50 mg/l olup barajın olduğu alanda ise 900 mg/l ye çıkmaktadır. Tarım sulamasından geri verilen su ile birlikte, Meksika'ya girdiği noktada Colorado nehrinin tuzluluğu 1500 mg/l ye kadar varabilmektedir. Dünyanın birçok yöresinde tuzlu sulama suyu, zayıf drenaj ve iyi yönlendirilmemiş sulama ile ilişkili olan toprak tuzluluk sorunları, dünyada yaklaşık 40.000 km2 'lik bir alanı etkilemekte ve bu da yeryüzünde sulanan arazilerin yaklaşık 1/3'nü oluşturmaktadır.
- Barajlar yıkılabilir
- Barajlar su sızdırabilir. Mısır'da 1964 yılında yapılan Nasır barajı Nubian kumtaşına yılda 1.5x106 m3 su sızdırmaktadır.
- Barajlar beklenmedik fiziksel değişimlere yol açabilir. Örneğin Grand Canyon'da kum setleri kamp olanaklarını sınırlamaktadır.
DİĞER SEL KONTROL YAPILARI
Setler: Sel ile derenin su seviyesi yükseldikçe ve setleri üzerinden akmaya başladıkça,
derenin akma hızı kenarındaki bitki örtüsü nedeniyle azalır. Bunun sonucunda, bazı
kırıntılı (klastik) yükler (sedimanlar) dışarıya doğru düşerek doğal bir set oluştururlar.
Doğal setler kanalın hemen yakınında olup genellikle kum ve siltten oluşurlar.
Seli kontrol etmenin yaygın bir metodu da doğal set üzerinde bir dayk
oluşturmaktır. Bunun amacı derenin kendi kanalı içinde akmasını sağlamaktır. Milattan
Önce 600 yıl önce, Çin'deki Sarı nehir boyunca çiftçiler dayklar yapmışlardır. Birleşik
Devletlerde yaşayan insanlar yapay olarak set yüksekliklerini arttırmışlardır ve
günümüzde birçok nehir 10 m yüksekliğinde toprak veya beton setlere sahiptir. Ancak
özellikle Birleşik Devletlerde aşağı Missouri nehri, yukarı Mississippi ve Illinois
nehirlerinin neden olduğu seller yapay olarak yapılan setleri parçalamışlar ve büyük
maddi zararlar meydana getirmişlerdir. 1993 yılında St. Louis şehrinde Mississippi nehri
pik noktası yapmış ve 13 m lik bir yüksekliğe ulaşmıştır. Bu sırada nehrin taşkın ovasındaki
genişliği bir kenardan diğerine yaklaşık 13 km idi.
Kanal İyileştirmeleri: Sellerden mühendislik yöntemleri kullanarak korunmanın en uygun
yolu kanal yapmaktır. Bu da, taşkın ovası boyunca derin ve düz bir çukur kazılmasından
ibarettir. Kanal yapımı sel baskınlarının şiddetini ve etki süresini lokal olarak azaltır. Kanallar
sel sularının süratli bir şekilde akmasını sağlar ve pürüzlülüğü azaltır. Bu yüzden, akım hızı
artar. Kanal oluşturma aynı zamanda ekolojik bir felakettir. Çünkü kanal yapılmasıyla, doğal
olarak mecrasından akan menderesli bir nehir buldozer tarafından açılmış dikdörtgen veya
daha değişik şekillere sahip bir çukur içinde akmaya zorlanmaktadır. Bu da, nehir içindeki
doğal hayata büyük ölçüde zarar vermekte ve özellikle alabalıkların yok olmasına neden
olmaktadır.
Sel taşkın yönetimi: Seller insanoğlunun karşılaştığı en büyük doğal afetlerden biridir.
Sellerin neden olduğu zararlar sadece günümüzde değil tarihsel devirler boyunca da
insanların başına dert olmuştur. 1887 yılında Sarı Suyun taşmasıyla yaklaşık 900.000 kişi
hayatını kaybetmiştir, 1911'de ise Yangtzee nehrinin taşması sonucunda ise 100.000 kişi
ölmüştür.
Baraj talepleri sel sorunlarının azaltılması amacıyla gündeme gelmiştir. Birleşik
Devletlerde meydana gelen seller ve bunu takip eden baraj yapım faaliyetleri, başka bir
önemli sorunun gündeme gelmesine neden olmuştur, bu da, barajların taşkın ovalarının tam
içine yapılmalarını önlemektir. Sel taşkın yönetiminin temel prensibi, yerleşim birimlerinin
veya diğer yapıların sel taşkın ovalarının içinde yapılmayacak şekilde tasarlanmasıdır. Arazi,
sellerden en az etkilenecek şekilde tarım alanları, parklar, tren yolları, otobanlar ve sınırlı
ticari binaların inşasında kullanılabilir. Taşkın ovası sınırlarının kesin şekilde belirlenme
olanağı yoktur. Ancak, 100-yıl seli, bu sele ait deşarjın ve bu deşarj değerinin akış alanının
kesitine ulaşan varsayılmış ortalama bir hıza bölünmesi ile hesaplanabilir. Selin etkisi altında
kalan arazi vadinin topoğrafik profilleri yardımıyla belirlenebilir. Genellikle, 500-yıl seli ile
etkilenen alan jeologların Kuvaterner alüvyon olarak haritalandırdıkları alana karşılık
gelmektedir. Taşkın ovası yönetiminde alınan önlemler arasında bu alandaki yerleşim
birimlerinin ortadan kaldırılarak bunların yerine, Güney Dakota'da olduğu üzere, golf
alanları, futbol ve beysbol sahaları, tenis kortları, bisiklet parkurları ve park yürüme alanları
açmak olmalıdır.
II.3. SAHİL EROZYONU VE TSUNAMİLER (COASTAL EROSION)
Temel Sınıflama:Denizin karaya göre pozisyonu göz önüne alındığında, kıyı çizgilerinin sahil
jeomorfoloji sınıflaması geleneksel şekilde iki çeşit olmaktadır. Karanın çöktüğü ve/veya
denizin yükseldiği ve karayı üzerlediği yerlerde kıyı çizgisi su altında kalmakta, karanın
ilerlediği ve/veya denizin çekildiği yerlerde ise kıyı çizgisi su üstüne çıkmaktadır.
Plajlar: Dalgalar sahil boyunca güçlü bir erozyon işlevi sürdürürler. Kum, çakıl ve blokları
yanına alan dalgalar sahili içeri kesimlere kadar oyarlar ve sonunda da deniz yarlarını
oluştururlar. Olağandışı fırtına dönemlerinde, dalgalar deniz yarlarının tabanına ulaşabilir.
Kışın oluşan fırtınalar önemli derecede erozyon ve sahil hasarları oluşturur. Dünyadaki
okyanus plajların %90'ı kum ile örtülüdür. Kum ve diğer plaj malzemesi ana kayadan
koparılmış teras üzerinde birikerek dalga-platformunu oluşturur. İnce taneli malzemeden
oluşan bir plajın eğimi kaba taneli malzemeden oluşan plajın eğiminden daha azdır. Plajlar
çok nadir olarak yüksek enerjili ortamlarda oluşurlar. Bunun yerine, kumlar dalga ve
akıntılar ile körfez gibi düşük enerjili ortamlara taşınırlar. Kıyı boyunca herhangi bir alanı
etkileyen dalga enerjisinin şiddeti kıyı çizgisinin şekli ile doğrudan ilişkilidir.
Yarımadacıkların maruz kaldığı dalga enerjisi körfezlerden daha fazla olduğu açık bir
gerçektir.
Akıntı ve gelgit: Uzun kıyı akıntıları dalgaların kıyıyı eğimli olarak dövdüğü yerlerde
oluşur. Dalga kırıldıkça, su ve sedimanlar plajı ilerleyen dalga yönünde eğik bir şekilde
döverler ancak su denize geri dönerken kıyı çizgisine dik olarak geri çekilir. Belirli bir süre
sonra, ortaya çıkan taşıma yönü kıyı çizgisine paralel olur. Uzun kıyı akıntısı olarak
adlandırılan bu akıntı çok kuvvetli bir taşıma unsurudur. Uzun kıyı akıntısı ile hareket
eden sedimanlar uzun kıyı sürüklenmesi olarak isimlendirilir. Dikkatsiz sörfçüler
kendilerini sörfe başladıkları yerin çok uzağında bulurlar.
Ayın yerçekimi etkisiyle oluşan okyanus gelgitleri, güneşin ay ile aynı hizaya
geldiği zamanlarda beklenmedik şekilde yüksek olabilir (bahar gelgiti). Basınç değişimi ve
şiddetli rüzgarlar gibi atmosferik fenomenler de olağandışı yüksek gelgitlere sebep
olabilmektedir. Michigan gölünde birkaç saat süren rüzgar 3 m'lik bir gelgiti
oluşturabilmektedir. Sahilin fiziksel şekli de beklenmedik gelgitlerin oluşmasına neden
olabilmektedir. Örneğin, Fundy körfezindeki (Nova Scotia) gelgit akıntıları ile ilişkili 20 m
yüksekliğindeki gelgitler elektrik üretiminde kullanılabileceği ortaya konmuştur.
SAHİL ALANLARINDAKİ MÜHENDİSLİK YAPILARI
Mühendislik yapıları sahil boyunca genellikle güvenli bir geçit veya gemiler için
güvenli bir liman sağlama ve sediman sürüklenmesini kontrol etme amaçları
doğrultusunda gerçekleştirilmektedir. Bazıları ise erozyonu önleme veya rekriyasyonu
arttırma için yapılmaktadır. Bunlar arasında mendirek, dalgakıran sahil duvarları (setleri) ve
kemerler sayılabilir. Dalgakıranlar yapay bir liman görevi görürler. Kemerler ise sürüklenen
sedimanları tutmaya yarayan sahile dik uzanan yapılardır. Sahil setleri veya duvarları sahil
boyunca inşa edilen erozyon bariyerleridir. Bunlar genellikle beton kütleler, iri kayalar, çelik
levhalar ve bazen de eski araba gövdelerinden yapılmaktadır. Mendirekler çoğunlukla bir
nehir ağzının yanına inşa edilirler. Bunlar nehir akışını bir araya toplayıp akış hızını kontrol
altına alır ve böylece sedimanlar nehir ağzındaki deniz trafiğini engelleyemez hale gelir.
Doğal sahil erozyonu
Deniz yarı oluşumu ile sonuçlanan sahil erozyonu doğal bir prosestir. Dalgalar
genellikle yar duraysız hale gelinceye kadar tabanı aşındırırlar ve sonunda yar plaj üzerine
düşer ve dalgalarla sürüklenerek parçalanır. Bazı yerlerde de, yar aşınması oldukça yavaş
gelişir, örneğin granit gibi sert kayalardan oluşan yarlar herhangi bir erozyon izi
göstermeksizin yüzyıllarca ayakta kalabilmektedir. San Diego'daki Sunset yarlarındaki
erozyon hızının yılda 1.3 cm olduğu saptanmıştır.
İnsanların yaptığı yapılaşma ile ilişkili sahil erozyonu
Dalgakıran ve mendirek gibi yapılar sahil alanına yerleştirildiklerinde, dalgaların,
akıntıların ve sediman taşınmasının doğal rejimi değiştirilir. Yapay yapılar yakınındaki
sediman birikiminin tipik örnekleri şekilde gösterilmektedir. Şekilde görüldüğü gibi, liman
önemli bir kıyı akıntısının olduğu yere yapıldığında, liman girişinin körfez ağzında bir set
oluşacaktır. Bu yüzden, limanın açık tutulması için deniz tabanının devamlı olarak
taraklanması gerekecektir. Dalgakıran yapılırsa, sedimanlar yukarı sürüklenme bölgesinde
birikecektir. Ayrı bir dalgakıran inşa edilirse, bu dalgakıranın gerisindeki düşük enerjili
korunmuş ortamda plaj gelişimi görülecektir.
Tsunamiler
Köken:
Tsunami Japonca'da büyük dalga demektir. Tsunamiler aynı zamanda sismik deniz
dalgaları olarak da bilinmektedir. Genellikle gelgit dalgaları ile karıştırılmaktadırlar ancak
bunların gelgit dalgaları ile uzaktan yakından bir ilişkileri yoktur.
Tsunamiler dolaylı veya dolaysız olarak deprem sonucu oluşurlar. Bazı tsunamiler büyük
kaya düşmeleri veya deniz altındaki volkanik püskürmeler nedeniyle de oluşabilmektedir.
Şu ana kadar kaydedilmiş en büyük tsunami 1953 Alaska depremi sırasında gerçekleşmiştir.
Miller (1960) bir sahil tepesinden körfeze düşen bir kaya kütlesinin yarattığı dalgaların
bitişikteki bir başka dağın 500 m yukarısına kadar yükseldiğini belirtmektedir. 27 Ağustos
1883 tarihinde gerçekleşen Krakatoa (küçük bir volkanik ada) volkan püskürmesi o kadar
şiddetliydi ki; yüzlerce km ötedeki Vietnam deniz kuvvetleri denize açılarak top seslerinin
nereden geldiğini tespit etmeye çalışmışlardı. Yaklaşık 42 m yükseklikteki tsunami şoku
Java ve Sumatra sahillerini vurmuştu. Kara çok alçaktı ve bu sayede dalga Java adasının
içlerine kadar ilerleyerek 295 köyü tamamen tahrip etti ve 36.000 insanın ölümüne neden
oldu. Volkanik püskürme ve deprem ile birlikte oluşan bir tsunaminin M.Ö. 1400 yılında
Ege'deki Girit adasındaki Minoan uygarlığını yok ettiği tespit edilmiştir.
Tsunami hidrodinamiği :
Tsunamiler ortaya çıktıktan sonra yüksek bir hız ile büyük mesafeler kat ederler.
Açık denizdeki dalga hızı ses hızına yaklaşmaktadır (700-800 km/saat). Alaska'da oluşan
tsunaminin Hawaii'ye varması dört saati biraz aşmıştır. Tsunami denizin dışında düşük ve
uzundur. Maksimum yükseklik genellikle 1 metreden az ve dalga uzunluğu 100 km
civarındadır ve herhangi bir istasyondaki etki süresi yaklaşık 15 dakikadır. Deniz
seviyesindeki 1 metrelik bir değişim küçük görünse bile, tsunami tarafından taşınan enerji
çok büyüktür. Yüzlerce km2
'lik denizi yukarı kaldırmak büyük miktarda bir enerji gerektirir.
Tsunaminin deprem ile başlatıldığı bir yerde, tsunami deprem enerjisinin %10-100'nü
iletebilmektedir. Denizde, dalganın eğimi çoğunlukla gemiler tarafından hissedilmeyecek
kadar düşüktür. Dalga karaya doğru yaklaştıkça ve yavaşladıkça, enerji devasa bir dalgaya
dönüştürülür. Hawaii'de 1946 yılında yaşanan tsunami felaketi buna örnek olarak verilebilir.
Alaska yakınındaki Unimak adasındaki 7.2 şiddetindeki deprem deniz seviyesinden 10 m
yükseklikteki deniz fenerini (içinde 10 kişi vardı) yerle bir etmekle kalmamış, aynı yerdeki
31 m yükseklikteki radyo vericisini de yıkmıştır.
Dalga hızı su derinliği tarafından denetlenmekte ve aşağıda verilen formül ile
hesaplanmaktadır:
C2 = g . D
C = dalga hızı,
g = yerçekimi sabiti,
D = su derinliği
Orta Pasifik gibi derin okyanuslarda, tsunamiler oldukça uzun olup (~240 km)
1000 saniyelik etki sürelerine sahiptirler ve yüzeyde ise sadece 1 m'lik bir yüksekliğe
erişebilirler. Bu da 700 km/saat lik bir hıza karşılık gelmektedir. Sığ sularda ise (100 m),
dalga hızı
C = (g
. D)0.5 = [(9.8 m/s2) (100 m)] = 33 m/s = 120 km/saat'e azaltılır.
Momentumun korunumu prensibi göz önüne alındığında, hızın 700 km/saat'den 120
km/saat'e düşmesi tsunaminin önemli miktarda kütle kazanmasına olanak vermektedir.
Dalgalar daha yükseğe erişecektir. Azalan su deriliği, dalga sütunun tabanında fren etkisi
yaratacak ancak dalganın üst kısmı öne doğru kendisini iterek karayı büyük bir kuvvetle
vuracaktır. Bilinen en yüksek tsunami 1737 yılında Kamchatka'da (Sibirya) tespit edilmiştir
(70 m). 1964 yılında Alaska depreminin neden olduğu denizaltı-yer kayması kökenli
tsunami Valdez'de deniz seviyesinden 30 metre yüksekteki ağaçları koparmıştır. Aynı
tsunami 3540 km ötedeki Hawaii'ye 4.5 saat sonra ulaştığında yüksekliği 16 metre idi.
12870 km ötedeki Şili'ye 18 saat sonra vardığında ise yüksekliği sadece 1.5 metre idi.
Antarktika'ya ise 22 saat sonra varabilmiştir.
Pasifik çevresindeki ülkelerde tsunamilerden korunmak için uyarı sistemleri
geliştirilmiştir. Pasifik içinde oluşan yer kaymaları ve depremler anında tespit edilmekte ve
oluşabilecek tsunami yükseklikleri gelgit sapmaları kullanılarak tahmin edilmeye
çalışılmaktadır. Ancak, 1964 yılında San Francisco'yu vuran tsunamiyi sahilde seyretmeye
gelen insanlardan 10'nun hayatını kaybetmesi şunu göstermiştir ki, tsunami ile yapılan
mücadelede yapılacak ilk iş, sahildeki yerleşim birimlerinin boşaltılmasından ziyade
insanların sahile kadar gelip oluşan hasarı seyretmelerini önlemektir.
II.4. DEPREMLER (EARTHQUAKES)
Depremlerin sadece California eyaletine verdiği maddi hasarların dökümü aşağıdaki
tabloda verilmektedir. Tablodan da görüldüğü üzere, depremlerin neden olduğu zararlar
(yaklaşık 21 milyar dolar) diğer bütün afetlerin göre çok daha büyüktür. Bu yüzden, Birleşik
Devletlerdeki sigorta şirketlerinin özellikle California eyaletinde bulanan ev, iş yeri ve diğer
vb. yapılara uyguladığı sigorta risk değerleri çok yüksek olmaktadır ve hatta bazen bunları
deprem sigortası kapsamına almayı reddetmektedirler. Los Angeles'deki bütün yapıların
sadece %4'ü sigorta kapsamındadır.
Depremler ve Sismik Dalgalar
Merkez üssü ve odak:
Yer kabuğunun bir çeşit salınım hareketi olan deprem sonucunda bir enerji açığa
çıkmaktadır. Bu enerji genellikle bir fay boyunca oluşan ani bir hareket neticesi üretilir.
Tektonik gerilmelere maruz kalan kayalar ilkönce bükülür daha sonra da gerilme fay
zonundaki sürtünme dayanımını aştığında, kayalar yeni bir pozisyon almak üzere ani olarak
hareket ederler. Deprem olduğunda, sismik dalgalar odaktan itibaren bütün yönlere doğru
hareket ederler. Odak, deprem enerjisinin oluştuğu bölgedir. Çoğu depremin odağı kıtalar
altında 50 km'lik bir kalınlığa sahip olan yer kabuğu içindedir. Depremler odak derinlikleri
esas alınarak sınıflandırılır: sığ depremler; 0-60 km, orta derecede depremler; 60-300 km ve
derin depremler; 700 km. Deprem merkez üssü ise odağın yeryüzünde karşılık geldiği
noktadır.
1970-2000 yılları arasında California'da
afetlerin neden olduğu tahmini maddi hasarlar.
Şiddet: Bir depremin şiddeti, yer sarsıntısının insanlar, binalar ve tabiat üzerinde
gözlenen etkilerine dayanmaktadır. Merkez üssüne olan uzaklık ve ana kaya tipine bağlı
olarak, şiddet etkilenen bölge içinde bir yerden diğerine değişmektedir. Şiddet, belirli bir
alandaki deprem etkilerinin derecesini tanımlayan Mercalli ölçeğine göre belirtilir. Mercalli
ölçeği, Roma rakamları (I-XII) ile işaretlenen ve hissedilemeyen sarsıntıdan felaket
derecesindeki yıkım arasında yer alan on iki adet artan şiddet aralığından ibarettir. Deprem
şiddeti için herhangi bir matematiksel temel yoktur. Bunun yerine insanlar üzerinde
bıraktığı etkiler göz önüne alınır. Deprem oluştuktan sonra, şiddet değerleri bir harita
üzerine işaretlenebilir. Eşit şiddet değerlerini birleştiren eğriler izosismik eğriler olarak
adlandırılır.
Sismik dalgalar
Odaktan yayılan sismik dalgalar sismograf adı verilen bir cihaz vasıtasıyla kayıt edilir.
Ortaya çıkan kayda ise sismogram denilir. Sismogramlar bir depremin odak derinliği,
merkez üssü ve oluş zamanı hakkında bilgi sunar ve açığa çıkan enerji miktarı üzerine
tahmin sağlarlar.
Deprem büyüklüğü ve şiddeti
Bir depremin büyüklüğü, sismogramdan tespit edilen Richter tarafından
geliştirilmiş bir parametredir. Büyüklük (Manyetüd) log10 tabanına göre belirlenir.
Yıkıcı Depremlerden Çıkarılacak Dersler
California'daki San Andreas fayı dünyadaki en uzun ve en aktif faydır. Fayın uzunluğu yaklaşık
1000 km'dir. Ancak, Türkiye'deki Kuzey Anadolu Fayının uzunluğu da en az San Andreas fayı
kadardır. Bu her iki fay boyunca da tarih öncesi zamanlardan beri depremler süre gelmektedir.
Aslında, yeryüzünün aktif tektonik hatları boyunca uzanan değişik kesimlerinde (İran, Afganistan,
Meksika, Japonya, Endonezya, Çin, İtalya, Alaska vb.) depremler olmaktadır.
1906 San Francisco depremi sırasında şehir yerle bir olmuş ve yaklaşık 700 kişi hayatını
kaybetmiştir. Şehirdeki 52 ana binadan sadece 6'sı yıkılmıştır. Bunun nedeni, binaların çoğunun
çelik çerçeveli oluşu ve masif duvarlarla eklenmiş olmasıdır. San Francisco körfezindeki nüfus o
zamandan bugüne değin yaklaşık 10 kat artmıştır. Öldürücü yangınların bir daha zarar
veremeyeceği varsayımına dayanarak, bazı araştırmacılar (Örneğin, Harris, 1981) aynı şiddetteki bir
depremin bugün olması durumunda, 1906 yılında 350 milyon dolar ile 1 milyar dolar arasında olan
maddi hasarın en az 24 milyar dolar olacağını öne sürmektedirler. Can kaybına gelince; eğer
deprem akşam saatlerinde olursa 3000-5000 insanın hayatını kaybedeceği ancak depremin çalışma
saatleri içinde gerçekleşmesi durumunda ise bu sayının 10.000-20.000 civarına çıkabileceği
zannedilmektedir. Aslında, San Francisco gibi deprem kuşağında bulunan şehirlerin kaybedecek hiç
vakti yoktur. Aynı şekilde, 1995 Kobe (Japonya) depremi de 110 milyar dolarlık bir hasara ve
yaklaşık 500 insanın hayatını kaybetmesine neden olmuştur. Bu deprem, tarihte bugüne kadar en
fazla maddi hasara neden olan depremdir. Sadece Kobe limanından zamanında ihraç edilemeyen
mallardan dolayı olan maddi kayıp 10 milyar dolar olmuştur (Türkiye'nin yıllık ihracatının %40'ı).
Kobe'deki maddi hasarın bu kadar büyük olmasının nedeni şehirdeki otoban, kara ve tren yollarının
büyük ölçüde yıkılmasıdır.
Sismik risk ve deprem olasılığı
Depremlerin verdiği zararlarının yanı sıra, bunların bir dahaki sefer nerede ve ne
zaman olacakları konusu da büyük önem taşımaktadır.
BÖLGESEL TAHMİN: Depremlerin büyük çoğunluğu aktif faylar boyunca oluşmaktadır. Bu
yüzden, gelecekteki olası depremlerin yerlerinin belirlenmesindeki en önemli işlem,
arazideki belirgin veya şüpheli fayların uygun bir ölçekte (mesela 1/25.000)
haritalanmasıdır. California eyaletinde bu fayları gösteren haritalar satılmaktadır, ancak
sorun bu fayların ne şekilde aktif olduklarıdır. Bazı fayların aktif oldukları yaptıkları işlevler
sayesinde anlaşılmakta ama bazıları ise aktif olduklarına dair herhangi bir jeomorfolojik
belirteç göstermemektedir. Gelecekteki depremlerin yerlerinin belirlenmesindeki en yaygın
olarak kullanılan metot, bilinen deprem merkez üslerinin bir harita üzerinde işaretlenmesi
ve tarihsel yönelimlerin birleştirilmesiyle, gelecekteki lokasyonlar üzerinde genel bir
yoruma gitmektir. Diğer bir deyişle, alanlar tarihsel dönemlerde sismik olarak aktif iseler,
gelecekteki depremlerin bu alanlarda olması beklenebilir.
GEÇİCİ TAHMİN: Geçici deprem tahminleri için bilimsel metotların etkinliği halen üzerinde
çalışılan bir konudur. Bu metotlar:
Sismik dalga hızı: Mikro-deprem yoğunlaşmaları büyük bir depremin habercisi
olabilir. P ve S dalgalarının varış hızları arasındaki farkın bazen normalden sapma gösterdiği
tespit edilmiştir. Gerilmenin depremden yaklaşık 1 yıl önce mikro kırıklara neden olduğu
sanılmaktadır. Sismik hız da bu sebeple değişmektedir.
Gaz çıkışları: Yukarıda teorik olarak belirtilen fisür-kırık genleşme prosesi, bazı
depremlerden önce radon gazı çıkışları gibi fenomenleri açıklayabilir. Japon ve Amerikan
bilim adamlarının ülkelerindeki bazı depremlerden önce yırtılma zonlarındaki su
kaynaklarında gerçekleştirdikleri ölçümler sonucu ortaya çıkan yüksek radon
konsantrasyonu ve ayrıca helyum ve argon gaz oranları bu görüşü destekler nitelikte olsa
bile, bu metodun deprem tahmini için kullanılması henüz erkendir.
Yeraltı su seviyesi: Japonya, Çin ve California'daki kuyulardaki yeraltı su
seviyelerinin depremden önce düştüğü bilinmektedir. Fay hareketinden hemen önce,
küçük kırıklar açılarak suyun yeni boşluklara girmesine olanak tanımaktadır. Bu fenomen
laboratuar deneylerinde tekrar edilmiştir.
Kabuktaki yükselti değişimleri: Deprem öncesi genleşme deprem olması
beklenen bir alanda geniş ölçekli bir yükselmeye neden olmaktadır. 1970 yılında, Los
Angeles'in 65 km kuzeyindeki San Andreas fay alanında büyük bir yükselme meydana
gelmiştir.
Sismik aktivite: Her büyük depremin düşük şiddetli deprem dalgaları vardır,
ancak ne yazık ki, bu olaylar her deprem için karakteristiktir. Çok sayıda sismograf
istasyonu kullanarak beklenmedik sismik faaliyetler tespit edilebilir. Bu anomaliler bir
depremin habercisi olabilir.
Nirengi çalışmaları: Güney California'daki nirengi noktalarındaki detaylı
araştırmalar, 1979 yılında Los Angeles'in kuzeydoğudaki Deniz Kuvvetleri istasyonuna 5 cm
yaklaştığını ortaya koymuştur. Nirengilerden elde edilen verilerin günümüzde genel
tektonik bilgiler için faydalı olmalarına karşın, gelecekte bu verilerin anomalileri tam olarak
saptamak ve depremleri tahmin etmek için kullanılacağı şiddetle muhtemeldir. Küresel
Konum Belirleme cihazların günden güne geliştirilmeleri bunu destekler niteliktedir.
Elektrik ve manyetik alan değişimleri: Bu fenomenler depremlerin tahmini için
pek fazla etkin değillerdir.
Hayvan davranışları: Kafeste olmak kaydıyla, kanaryalar derin yeraltı
madenlerindeki gaz patlamalarını ve göçükleri önceden tahmin etmek için
kullanılmaktadır. Hayvanlar derinlerdeki kırılma seslerini veya elektrik ve manyetik
alanlardaki değişimleri hissedebilirler. Depremlerden önce hayvanların çok tuhaf
davranışlarda bulundukları rapor edilmektedir. Yılanlar depremden hemen önce
yeraltından çıkmaktadır. Los Angeles'deki av köpeklerinin davranışları ile depremler
arasında belirgin bir korelasyon olduğu belirtilmektedir.
Tarihsel depremsellik kayıtlarının mevcut olmaması durumunda, fay aynalarının
detaylı morfolojik çalışılması sismik riskin ortaya konması için kullanılabilir.
İnsanın neden olduğu depremler
Nükleer patlamalar dışında, insanlar herhangi bir depreme neden olmazlar.
Fakat, insanlar çoğu durumda tektonik gerilmelerin olduğu yerlerdeki şartları
değiştirmişler ve böylece, aktif bir fay boyunca hareketi başlatmışlardır. İnsan tarafından
şartlarda yapılan değişikliklerden biri, izostatik yüke neden olan bir baraj göledi (rezervuar)
yapımı olabilir. Daha genel bir deyişle, şartlardaki değişiklikler akışkanın boşluk basıncının
artması ile sonuçlanır. Bu da iki şekilde kendini gösterir: 1)kuyularla sağlanan yapay
boşalım ve 2) baraj yapımı ve sonuçta rezervuar nedeniyle ortaya çıkan hidrostatik basınç
artışı.
II.5. OTURMA VE YER ÇÖKMESİ (GÖÇMESİ) - (LAND SUBSIDENCE)
Yer çökmeleri yeraltından aşırı miktarda su çekilmesi, yeraltındaki suda çözünür
kayaçların su tarafından eritilmesi ve yeraltındaki yoğun madencilik faaliyetleri nedeniyle
olmaktadır.
Yeraltından Akışkan Çekilmesi Sonucu Oturmalar
Yeraltı suyu çekilmesi nedeniyle oluşan oturmalar iki farklı ortam ve mekanizma
altında gelişir. En yaygın oluşumlar killi akitartlarla ara katkılı olan basınçlı ve yarı basınçlı
kum ve çakıl akiferlerini içeren gevşek ve yarı-gevşek sedimanlarda gözlenir. Diğer bir
oluşum da, mağara ve erime çukurları çökellerini içeren çözünür kayaçlar içinde gerçekleşir:
yeraltı suyundan askı desteğini kaybetmesi nedeniyle, düşen yeraltı su seviyesi mağara
dolgusunun erozyonuna ve çökmesine neden olur
Dünyada yeraltından su çekilmesi ile oturan birçok alan bulunmaktadır. Bunlardan
California eyaleti bu sorunu en fazla yaşayan kesimlerden biridir. California'daki Büyük
vadinin güney kısmı çoğunlukla yer altı suyu ile sulanmaktadır. 1920 yılından bu yana, bu
vadideki 11.000 km2
lik bir alan 0.3 metreden fazla olacak şekilde çökmüştür. Çökmenin
toplam hacminin 20 km3 olduğu sanılmaktadır. Oturma hızı öylesine yavaştı ki, yeraltındaki
sulama borular çatlayıp kırılana kadar anlaşılamadı. Oturma ve su çekilmesi arasında bir
ilişki olduğu aşikardır. Oturma, yeraltı su çekiminin rezervuarın güvenlik verimini aşmasıyla
gelişir. Oturma, Texas'ın Houston sahil alanında da tehlikeli boyutlara ulaşmıştır. Bu bölge
yüksek sürekli olarak gelgitlerin etkisi altında kalmaktadır. Gelgitlerin yüksekliği 2 metreye
kadar varmaktadır. Güney Arizona bölgesinin yer aldığı havzadan aşırı yeraltı suyu
çekilmesi sonucunda, havza kenarlarında derinlikleri 10 metreye kadar varan dikey yer
çatlakları oluşmaktadır.
İtalya'nın Venedik şehri, Po nehri delta alanının kum setleri üzerine inşa edilmiştir.
Venedikliler şehri Hunluların akınlarından korumak amacıyla sahilin 3 km açığında
kurmuşlardır. Venedik bugün anakaraya su yolları ile bağlanmaktadır. Anlaşılacağı üzere,
Venedik’te otomobil gibi taşıt araçları bulunmamakta ve ulaşım sandal ve bot gibi küçük su
araçları ile veya yürüyerek sağlanmaktadır. Venedik Adriyatik denizine batmaktadır. Po
nehrine ait Kuvaterner yaşlı 1000 m kalınlığındaki gevşek kum, silt ve kilden oluşan sahil
düzlüğü sedimanları Venedik'in altında bulunmaktadır. Venedik bu sedimanlar üzerine
çakılı kazıklar üzerinde durmaktadır. Bu sebeple, şehir gelgit ve fırtınaların etkisine önemli
derecede açık bir durumdadır. Şehrin batma hızı yaklaşık 0.5 cm/yıldır.
Çözünür Kayaçlar Üzerinde Bulunan Alanlardaki Çökmeler
Karbonatlı arazilerdeki yer çökmeleri çözünür kayaçların kimyasal ayrışması nedeniyle
olmaktadır. Kireçtaşı, dolomit ve jips en yaygın suda çözünen sedimanter kayaçlardır.
Çözünme doğal bir işlevdir, ancak hidrolojik rejimde insanın neden olduğu değişiklikler
çözünme ve yer çökmesini hızlandırır.
Suda çözünür kayaçların yüzeylediği bölgeleri karakterize eden fenomenlerin
tamamını ifade etmek üzere karst terimi kullanılmaktadır. Çöküntü, mağara, derin su
tablası, büyük su kaynakları ve ortadan kaybolan kaynaklar tipik bir karst arazisinin
özellikleridir. Erime gerçekleştikçe, yavaş olarak boşluk (mağara) oluşmaya başlar. Geniş bir
hacimdeki kireçtaşının çözünmesi elbette jeolojik zaman boyunca gerçekleşecektir. Bu
yapısal uyumsuzluklar, genellikle, mevcut boşluklar veya terra rosa toprakları ile ilişkilidir.
Bir erime boşluğunun üzerinde iki çeşit çöküntü gelişebilir. Kalın bir örtünün
bulunduğu alanlarda çöküntü yavaş gelişecektir, ancak örtü ince ise, çökme ani olacaktır. Bu
tür çökmeler ani olmakla birlikte önceden kestirilmeleri de imkansızdır (jeolojik tehlike).
Yeraltı Madenciliği Nedeniyle Olan Oturma Ve Çökmeler
Madenler üzerindeki çökmenin miktarını ve uzanımını kestirmenin matematiksel teknikleri
vardır. Örneğin, belirli bir derinlikteki yatay bir tabaka işletilmekteyse, yeryüzünün belirli bir
açı altında oturması beklenir veya yatay bir tabaka üzerinde büyük bir yeraltı madenciliği
sürdürülüyorsa, yeryüzündeki oturma kabaca işletilen tabakanın 2/3'ne eşit olacaktır.
Etkilenen yüzey alanı da, işletilen tabaka derinliğinin yaklaşık 1.5 katı kadar yatay olarak
maden sahasının dışına taşacaktır.
II.6. VOLKANİK FAALİYETLER
Volkanlar ve Volkanik Püskürmeler: Aktif volkanların yerleri herkes tarafından
bilinmektedir. Volkanik tehlikeler lav akışları, piroklastik tefra (volkanik bombalar,
sinderler, veya küller), laharlar (sıcak çamur akışları), piroklastik gravite akışlarından
ibarettir.
Tefra düşmeleri genellikle aktif bir volkanın etekleri ve hemen bitişiğindeki
düzlüklerle sınırlıdır. Örneğin, M.Ö. 79 yılında, Vezüv yanardağı Pompei ve Herkül
şehirlerini 3 m kalınlığındaki sıcak kül lapillisi ve volkanik bombalar altına gömmüştür. Lav
akışları Hawaii adasındaki Mauna Loa ve Kilauea volkanlarında oldukça yaygın olarak
gözlenmektedir. Bazaltik (bazik) tipte püskürmeler riyolitik (asidik) tipte olanlara göre
genellikle daha az şiddette olmaktadır. Hawaii'de karşılaşılan aa veya pahoehoe tipteki
bazaltik lav akışları sadece yolları ve arazileri çok yavaş yutacak kadar zararlıdır. Sismik
aktivite genellikle püskürmenin öncüsüdür. İstatistiksel aktivite kayıtları ve tehlikeler,
önceki akışların yaşları ve uzanımlarının kullanılması ile derlenirler.
pahoehoe lav akması
aa lav akması
Dünyanın en yüksek stratovolkanı (karma volkan) olan Ekvator'daki Cotopaxi
yanardağından 1877 yılında türeyen bir laharın, 270 km uzaklıkta Pasifik kıyısındaki
Esmeralda şehrine ulaştığı tespit edilmiştir. Piroklastik gravite akışları volkanik
faaliyetlerin en tehlikeli olanlarıdır. Havaya püskürtülen sıcak küller havadan daha yoğun
olduğundan volkanın kenarına doğru büyük bir hızla düşerler. 1902 yılında, Martinik
adasındaki St. Pierre şehri Pelee dağından türeyen 820C sıcaklıktaki piroklastik gravite
akışları ile kaplanmıştır. Zindanda bulunan bir mahkum dışında, adada bulunan diğer
29.933 kişi hayatını kaybetmiştir. Java yakınındaki Krakatoa yanardağının felaket türü
patlamaları 4800 km uzaklıktan duyulmuş ve ortaya çıkan kül tabakası bütün dünyayı
kaplamıştır. Endonezya'daki Tambora volkanının 1815 yılındaki püskürmesi havaya 50
km3 kaya fırlatmıştır. Püskürme ve bunun takip eden tsunami yaklaşık 90.000 kişiyi telef
etmiştir. Akdeniz'deki eski adı There adası olan Santorini M.Ö. 1450 yılında
püskürmüştür. Bunun sonucunda Girit adasındaki Minoan uygarlığı ortadan kalkmıştır.
Belki de, bu uygarlık gizemli kayıp Atlantis'in ta kendisiydi. Bilinen en büyük Kuvaterner
püskürmesi kuzey Sumatra'da günümüzden 75.000 yıl önce meydana gelmiştir. Büyük
Toba, Hint Okyanusuna yaklaşık 2.800 km3
riyolit külü kusmuştur. 1982 yılında
Meksika'daki El Chichon yanardağı, belki de bu yüzyılda kaydedilen en masif ve en
yüksek toz perdesinin oluşmasına yol açmıştır. İnce sülfürik asit damlaları 30 km'lik bir
yükseklikte tespit edilmiştir. 14 Haziran 1991 tarihinde, Filipinlerdeki Pinatubo
yanardağının sebep olduğu ve kalınlıkları 200 metreye kadar ulaşan piroklastik akmalar
yaklaşık 18 km yol almıştır. Ortaya çıkan stratosferik bulut, 20 kuzey ve 20 güney
enlemleri arasında dünyayı çevrelemiştir. Çevredeki alanlar yaklaşık 2-3 gün boyunca
karanlıkta kalmıştır (Güneş ışığından mahrum).
Birleşik Devletlerdeki St. Helens yanardağı (Oregon eyaleti) kıta Amerikasının en
tehlikeli volkanik dağı olarak tanımlanmaktadır. En son 5000 yıl önce püsküren St.
Helens yanardağı 18 Mayıs 1980 saat 8.30'da tekrar patlamıştır. Ancak patlamadan
birkaç ay önce küçük ölçekli deprem ve püskürmeler göstermiştir. Püskürme dağın
kuzey eteğindeki bir heyelanla başlamıştır. Bu heyelan da alttaki mağmanın basıncını
hafifleterek dev bir patlamaya neden olmuştur. Bu senaryoyu haftalar önce tahmin
eden jeolog Barry Voight, özel bir uçaktan kraterin üzerini incelerken yaklaşık 15 saniye
içinde kraterin kuzey yamacında yer kayması başlamıştır. Böylece, basıncın ortadan
kalkmasıyla mağmaya yakın olan yeraltı suyu buhar olarak dışarı çıkarak püskürmeye
olanak tanımıştır. Kayan yer kütlesinin hacmi yaklaşık 3 km3 olarak belirlendi. Yine
yaklaşık 400 km2
'lik bir alandaki bütün ağaçlar tefra ve sıcak volkanik gazlar tarafından
yerle bir edildi. Piroklastik gravite akışın hızı saate 320 km'nin üzerindeydi.
Son olarak, tamamıyla volkanik bir ada olan İzlanda'da 1999 yılında püsküren
lavların etkisiyle buzullar erimiş ancak eriyen sular yerleşim birimlerinin bulunmadığı
kısımlardan Atlantik Okyanusu'na katılmıştır.
Görüldüğü üzere, büyük miktarda yıkıcı bir etkisi olan volkan püskürmelerini
önlemenin bir yolu yoktur. Ancak alınacak tedbirlerle zarar az da olsa hafifletilebilir.
Bu tedbirlerden bazıları:
a)Yerleşim yerlerinin mümkün olabildiğince aktif yanardağlardan uzak yerlere
kurulması. Maalesef, insanlar çok eski zamanlardan bu yana birçok şehir ve kasabayı
aktif dahi olsa yanardağların eteklerine kurmuşlar ve bu şehirler günümüze kadar
büyüyerek gelmişlerdir.
b)Aktif volkanların bulunduğu Japonya ve İtalya'da olduğu gibi, volkan
patlamasının tam olarak zamanını bildirmese de, en azından yakın bir zamanda
volkanik bir faaliyetin olabileceğine dair bilgi sağlayan ve yüzeyde kurulan seviye
ölçerlerin kullanılması. Bu aletler, volkan püskürmesinden belirli bir süre önce
yeraltında oluşan yer kabuğu hareketlerini esas alarak kabukta meydana gelen
kabarmaları / şişmeleri tespit edebilmektedir.
c)Gelişmiş bir uyarı sisteminin kullanılması. Yerleşim biriminin volkan
patlamasından itibaren mümkün olan en kısa süre içinde tahliye edilmesini gerekir.
Japonya'nın güneyindeki bir adada ilkokula giden çocuklar her gün başlarına kask
takmakta ve böylece ani olarak gelişebilen piroklastik akmalara karşı kendilerini
korumaktadırlar.
II.7. BUZULLAR VE ÇIĞ DÜŞMELERİ
Buzul faaliyetleri yeryüzünün en gizemli jeolojik işlevleridirler. Buzullar dünyanın
soğuk bölgelerinde bulunmaktadır, örneğin Antarktika, Kuzey Kutbu ve Kanada'daki
Labrador vadisi gibi. Buzulların neden olduğu çevresel etkiler aşağıdaki şekilde
sıralanabilir:
a)Buzulların küresel ısınma nedeniyle erimeleri. Bu işlev yeryüzünde kalıcı etkilere
neden olabilir, deniz seviyesinin yükselmesi nedeniyle birçok yerleşim ve tarım alanı su
altında kalabilir.
b)Kutup bölgelerindeki buz dağlarından kopan buzullar (aysbergler) denizlerde gelişi
güzel bir şekilde dolaşarak gemilerin seyirlerini etkilemekte ve hatta petrol platformları
için ciddi bir tehlike oluşturmaktadır. Kuzey denizinde deniz tabanına sabit olarak inşa
edilen birçok petrol platformu serseri aysbergler tarafından yıkılmıştır. Ancak 2 sene önce
yaklaşık 6 milyar Amerikan dolarına mal olan ve yapımı 5 sene süren Hibernia adlı petrol
platformu ise her türlü aysberg etkisine karşı dayanaklıdır.
c)Çığ düşmeleri de buzulların neden olduğu tehlikelerden biridir. Özellikle üzeri karla
kaplı dağ yamaçlarında kurulan yerleşim birimleri çığ tehdidini yakından hissetmektedir.
İki tür çığ düşmesi vardır. Bunlar, gevşek kar düşmesi ve kütle halinde çığ düşmesi.
Gevşek kar düşmesi bir nokta veya küçük bir alandan başlar. Hareket aşağıya doğru
devam ettikçe, hız ve kar miktarı artmaktadır. Gevşek kar çok az bir sürtünme ile şekilsiz
bir kütle olarak hareket eder. Kütle halinde çığ düşmesinde ise, büyük miktarda bir kar
alanı kütlesel olarak hareket eder. Çığların vereceği azaltmanın yolları şunlardır:
1-Alplerde olduğu gibi, çığ yollarının çelik setlerle kaplanması. Fazla estetik
görünmeyen bu tedbir, çığ hızını önemli derecede düşürmektedir.
2-Çığ yolu üzerinde yine çığ hızını düşürmek için çukurların açılması.
3-Fişek veya top mermisi kullanmak suretiyle yapay çığ oluşturulması. Bu sayede
gerçekte çığ düşmesi sonucunda oluşacak zararların kontrollü olarak ortadan
kaldırılması. Örneğin, kapanan yollar kenarda beklemekte buldozerler vasıtasıyla hızlı bir
şekilde açılabilmektedir.
4-Yamaçların hemen yakınından geçen otoyolların betonarme çelik köprülerle
kapatılması.
