Deprem sırasında ortaya çıkan yer sarsıntısının, toplam enerjinin yalnızca küçük bir kısmı olduğuna uzun süredir işaret ediliyordu; ancak sahada, ısıya ve kırılmaya giden payları güvenilir biçimde ölçmek neredeyse imkansızdı. Massachusetts Teknoloji Enstitüsü’nden (MIT) jeologlar, doğal depremlerin minyatür analoğu niteliğindeki ‘laboratuvar depremleri’ üreterek bu açığı kapattı ve ilk kez toplam enerji bütçesini oranlara döktü: yaklaşık yüzde 80 ısı, yüzde 10 sarsıntı, yüzde 1’in altında kırılma/yeniyüzey oluşumu.
LABORATUVAR DEPREMLERİ MODELLENDİ
Çalışmada, kıtasal kabuğun depremlerin kaynaklandığı sismojenik tabakasını temsilen granit kullanıldı. Granit, ince toz haline getirilip çok daha ince manyetik parçacıklarla karıştırıldı; bu parçacıklar iç sıcaklık göstergesi olarak görevlendirildi. Hazırlanan numuneler altın kılıf içinde iki piston arasına yerleştirildi; parçacıklar, başlangıçta güçlü bir alanla aynı yöne hizalandı. Ardından örnekler, sismojenik derinliklere karşılık gelen basınçlara maruz bırakıldı. Numunelerin her iki ucuna yerleştirilen özel piezoelektrik sensörler, stres artarken üretilen sarsıntıyı kaydetti; deney sonrası manyetik analiz ve sayısal modellerle ısı artışı ile kırılma ölçütleri çıkarıldı.
AŞIRI ISI GÖZLENDİ
Veriler, fay düzlemi çevresinde mikrosaniyeler içinde oda sıcaklığından yaklaşık 1.200°C’ye varan ani ısınmaların oluşabildiğini gösterdi; hareket durduğunda malzeme hızla soğudu. Bazı deneylerde yaklaşık 100 mikronluk kayma ile saniyede 10 metre düzeyinde çok kısa süreli kayma hızları elde edildi. Bu aşırı ısınmanın, çevredeki malzemeyi anlık olarak eritip sıvılaştırabilecek düzeye çıkabildiği saptandı.
KAYALARIN HAFIZASI ÖNEMLİ
Ekip, enerji bütçesinin kayaların deformasyon geçmişine (yani önceki tektonik hareketlerin bıraktığı yapısal ‘hafızaya’) duyarlı olduğunu gösterdi. Bölgenin daha önce nasıl zorlandığı; ısıya, sarsıntıya ve kırılmaya giden payları anlamlı biçimde değiştirebiliyor. Bu da aynı büyüklükteki iki depremin, farklı jeolojik geçmişe sahip faylarda farklı yıkıcılık profilleri üretebileceğini düşündürüyor.
RİSK TAHMİNİ İÇGÖRÜ
Araştırmacılar, geçmiş sarsıntı kayıtları biliniyorsa, aynı olayda yeraltında ısınma ve kırılmanın ne ölçüde gerçekleştiğine dair geri tahmin yapılabileceğini, bunun da gelecekteki kırılmalara duyarlılığı değerlendirmede kullanılabileceğini belirtiyor. Böylece, sismik tehlike haritalarında enerji bütçesi tabanlı yeni göstergeler devreye girebilir.
YÖNTEM VE CİHAZLAR
MIT’de geliştirilen deney düzeneği, son yedi yılda sismik süreçleri mikro ölçekte izole ederek incelemeye odaklanıyor. Manyetik parçacık temelli termal izleme tekniği, Harvard’daki iş birliğiyle doğrulandı; piezoelektrik sensörlerden alınan sarsıntı ölçümleri ise sayısal modellerle birleştirildi. Bu entegre yaklaşım, laboratuvarda gözlenen fiziğin doğaya ölçeklenebilir şekilde aktarılması için zemin hazırlıyor.
SONRAKİ ADIMLAR VE YAYIN
Çalışma, MIT Yer, Atmosfer ve Gezegen Bilimleri Bölümü’nden Matěj Peč ve Daniel Ortega-Arroyo liderliğinde, MIT’ten Hoagy O’Ghaffari ve Camilla Cattania, Harvard’dan Zheng Gong ve Roger Fu, Utrecht Üniversitesi’nden Markus Ohl ve Oliver Plümper’ın katkılarıyla yürütüldü. Bulgular 28 Ağustos’ta AGU Advances dergisinde yayımlandı. Araştırma grubu, bundan sonraki aşamada farklı kaya türleri ve fay zonu koşulları altında enerji paylarının nasıl değiştiğini karşılaştırmalı olarak incelemeyi planlıyor.
