Ad Sınıf Tarih

EARTH EXPLAINED · DERS REHBERİ

Japonya'nın yerinden oynadığı gün

2011 Tōhoku depremi ve tsunamisi, levhalardan başlayarak

Video 9:27Düzey 6–12. sınıflar · üniversite giriş düzeyi jeolojiStandartlar MS-ESS2-2, MS-ESS3-2, HS-ESS2-1, HS-ESS3-1, HS-PS4-1
Dil Türkçe

English · Español · Português · Français · Deutsch · Italiano · Русский · Türkçe · Bahasa Indonesia · Tiếng Việt · 中文 · 日本語 · 한국어 · हिन्दी · বাংলা · اردو · العربية

Şuradan izleYouTube'u engelleyen okul ağları için

Dünyanın en hazırlıklı ülkelerinden biri, uyarı işaretleri bin yılı aşkın süredir tarihine yazılmış ve toprağına gömülmüşken, 11 Mart 2011'de neden yine de bu kadar büyük acılar yaşadı?

11 Mart 2011'de Pasifik levhası, Japonya Çukuru boyunca kuzey Japonya'nın altında 50 metreye kadar kaydı ve Japonya'da şimdiye kadar ölçülmüş en güçlü deprem olan 9,0–9,1 büyüklüğünde bir deprem meydana geldi. Bu ders olayı levhalardan başlayarak izliyor: yüzyıllar boyunca gerilim biriktiren kilitli dalma-batma fayı, kumu hâlâ Sendai ovasının altında duran 869 Jōgan tsunamisi, uyarıların ilk dakikaları, yaklaşık 40 metreye kadar tırmanıp Pasifik'i aşan bir tsunami, insani ve fiziksel sonuçlar ve Japonya'nın sonrasında yaptığı değişiklikler. Ders, Japonya'nın sırada izlediği fay olan Nankai Çukuru ile sona eriyor.

Altyazılar (.vtt)Altyazılar (.srt)
16 dilde daha altyazı

Öğrenme kazanımları Bu dersten sonra öğrenciler şunları yapabilir:

  1. Japonya'da buluşan dört levhayı belirlemek ve Pasifik levhasının Japonya Çukuru'nda dalma-batmasının kilitli bir fayda nasıl gerilim biriktirdiğini ve bunu büyük depremlerle nasıl boşalttığını açıklamak.
  2. Deniz tabanının aniden yükselmesinin nasıl tsunami oluşturduğunu ve bir tsunaminin derin okyanusta neden hızlı ve alçak ilerlediğini, ama kıyıya ulaşırken neden yavaşlayıp büyüdüğünü açıklamak.
  3. Tarihsel kayıtları ve tsunami kum katmanlarını kullanarak 869 Jōgan tsunamisinin tehlikeyi nasıl ortaya koyduğunu ve 8 civarında bir büyüklük bekleyen tahminlerin tehlikeyi neden yine de olduğundan küçük gördüğünü açıklamak.
  4. 11 Mart 2011'de deprem erken uyarısının ve tsunami uyarılarının nasıl işlediğini, ilk 7,9 büyüklük tahmininin neden fazla küçük olduğunu ve açık denizdeki gözlemlerin uyarıları nasıl düzelttiğini anlatmak.
  5. Olayın fiziksel etkilerine ilişkin ölçümleri yorumlamak: kırılma uzunluğu ve kayma, tırmanma yüksekliği, GPS ile ölçülen yer değiştirme ve kıyının çökmesi, hesaplanan gün uzunluğu değişimi.
  6. Aneyoshi tsunami taşını, Kamaishi okul tatbikatlarını, aşılan deniz duvarlarını ve Fukushima Daiichi nükleer santralini kullanarak insanları neyin koruduğunu ve neyin başarısız olduğunu değerlendirmek.
  7. Japonya'nın 2011'den sonra uyarılarını ve izleme sistemlerini nasıl değiştirdiğini açıklamak ve Nankai Çukuru için verilen 30 yıllık tahmin gibi uzun vadeli bir olasılığı yorumlamak.

İzlemeden önce

Anahtar kelimeler ★ büyük öğrenciler için ek terimler

Tektonik levha
Dünya'nın katı dış kabuğunun, genellikle yaklaşık 100 km kalınlığındaki ve altındaki daha sıcak, daha yumuşak manto üzerinde yavaşça hareket eden büyük bir parçası. Japonya dört levhanın buluştuğu yerdedir: Pasifik, Filipin Denizi, Kuzey Amerika ve Avrasya levhaları.
Dalma-batma
Bir levhanın bükülerek başka bir levhanın altına, mantoya doğru geri battığı süreç. Japonya'nın kuzeydoğusu açıklarında Pasifik levhası Japonya'nın altına batar.
Okyanus çukuru (hendek)
Deniz tabanında, bir levhanın başka bir levhanın altına doğru büküldüğü uzun ve derin vadi. Pasifik levhasının inişine başladığı Japonya Çukuru yaklaşık 8 km derinliğindedir.
Kilitli fay
Bir levha sınırında sürtünmenin iki levhayı birbirine tuttuğu kesim; böylece levhaların hareketi, kurulan bir yay gibi kayada elastik gerilim olarak depolanır, ta ki fay bir depremde aniden kayana dek.
Tsunami
Büyük bir su kütlesinin aniden itilmesiyle, burada deniz tabanının yukarı doğru sıçramasıyla oluşan bir dizi okyanus dalgası. İlk dalga çoğu zaman en büyüğü değildir.
Büyüklük (magnitüd)
Bir depremin büyüklüğünün ölçüsü. Her tam basamak, yaklaşık 32 kat daha fazla enerjinin açığa çıkması demektir. 2011 depremi, Japan Meteorological Agency'nin (Japonya meteoroloji ajansı) hesabına göre 9,0, U.S. Geological Survey'e göre ise 9,1 büyüklüğündeydi.
Tsunami çökeli
Bir tsunaminin plajdan ve deniz tabanından karaya taşıyıp toprağın ya da bataklık çamurunun üzerine bıraktığı kum katmanı. Kumdaki deniz mikrofosilleri, kumun denizden geldiğini gösterir.
Tırmanma yüksekliği (run-up)
Suyun karada ulaştığı en yüksek noktanın deniz seviyesinden yüksekliği. Özellikle dar ve dik yamaçlı koyların iç uçlarında, dalganın kıyı çizgisindeki yüksekliğinden çok daha fazla olabilir.
Deprem erken uyarısı
Zaten başlamış bir depremin kaynağı yakınında ilk gelen, daha hızlı sismik dalgaları algılayan ve daha yavaş, daha güçlü sarsıntı uzaktaki yerlere ulaşmadan önce uyarı gönderen sistem. Saatler değil, birkaç saniyeden yaklaşık bir dakikaya kadar uyarı süresi sağlar.
Çökme (tasman)
Yer yüzeyinin alçalması. 2011'de Oshika Yarımadası dakikalar içinde yaklaşık 1,2 m çöktü ve kıyının bazı kesimleri kalıcı olarak alçalıp denize karşı daha savunmasız hale geldi.
Tsunami taşı
Japonya kıyısında geçmişteki bir tsunamiyi kayda geçiren ve sonraki kuşakları uyaran taş anıt; örneğin Aneyoshi'deki taş: evlerinizi bu noktanın altına inşa etmeyin.
Gün uzunluğu
Dünya'nın kendi çevresinde bir kez dönmesi için geçen süre, yaklaşık 86.400 saniye. Kütleyi Dünya'nın eksenine yaklaştırmak, kollarını içeri çeken bir patenci gibi gezegenin biraz daha hızlı dönmesini sağlar.
Megathrust (mega bindirme) depremi★
Dalan bir levha ile üzerindeki levha arasındaki hafif eğimli fayda meydana gelen deprem. 2011 Tōhoku depremi de dahil olmak üzere 9 ve daha büyük tüm depremler megathrust olaylarıdır.
Sismik moment★
Bir depremin fiziksel büyüklüğü: kayanın rijitliği × kayan fay alanı × ortalama kayma. Moment büyüklüğü bundan hesaplanır.
Paleosismoloji★
Gömülü kum katmanları, kara seviyesindeki ani değişiklikler ve yaşı belirlenmiş bitki kalıntıları gibi kanıtlar kullanarak ölçüm aletleri var olmadan önce meydana gelmiş depremleri ve tsunamileri inceleyen bilim dalı.
Tasarım esası★
Bir yapının dayanacak şekilde tasarlandığı deprem, sel ya da tsunami gibi en büyük tehlike. Fukushima Daiichi'de tsunami bunu çok aştı.

Bölümler Oradan oynatmak için bir zaman seçin

0:00O an

11 Mart 2011 cuma günü öğleden sonra saat 2:46'da, Japonya'nın kuzeydoğusunun yaklaşık 70 km açığındaki deniz tabanı yerinden koptu. Zemin birkaç dakika boyunca sarsıldı ve kıyı boyunca birçok yerde insanların, deniz gelmeden önce kabaca yarım saati vardı.

0:34Dört levha

Japonya; Pasifik, Filipin Denizi, Kuzey Amerika ve Avrasya levhalarının buluştuğu yerdedir. Pasifik levhası Japonya'ya doğru yılda yaklaşık 8 cm hareket eder ve Japonya Çukuru'nda batar; levhaların kilitlendiği yerde gerilim, fay kayıp deniz tabanı yukarı sıçrayana kadar birikir. Japonya'nın dünyadaki güçlü depremlerin yaklaşık beşte birini yaşamasının ve yüzden fazla aktif yanardağa sahip olmasının nedeni budur.

2:00Geçmişten uyarılar

869 Jōgan tsunamisi Sendai ovasını su altında bıraktı ve yaklaşık 1.000 kişiyi boğdu; 1990 civarından itibaren jeologlar onun kumunu, altındaki daha eski katmanlarla birlikte, çok içerilerde buldu; yine de resmî tahminler 9 değil, 8 civarında bir büyüklük bekliyordu. Sanriku kıyısında 1896 ve 1933 tsunamileri yaklaşık 22.000 ve 3.000 kişiyi öldürdü ve Aneyoshi köyü bir taşa uyarı kazıdı.

3:19Öğleden sonra 2:46

Kırılma, Oshika Yarımadası'nın yaklaşık 70 km açığında, yaklaşık 30 km derinlikte başladı, çukur boyunca yaklaşık 400 km yırtılarak ilerledi ve 50 m'ye kadar kaydı. Erken uyarı Tokyo'ya yaklaşık bir dakika kazandırdı; depremden üç dakika sonra yayımlanan ilk tsunami uyarısı 7,9 büyüklüğüne dayanıyordu ve 3 ila 6 m öngörüyordu; denizdeki sensörler gerçek dalgayı algılayınca uyarı 10 m'nin üzerine yükseltildi.

4:38Dalga

Bir tsunami derin okyanusu neden jet hızıyla geçer ve kıyıya yakın yerde neden yığılır. Su, Miyako yakınında yaklaşık 40 m'ye kadar tırmandı, deniz duvarlarını aştı, Sendai Havalimanı'nı süpürdü ve 500 km²'den fazla alanı su altında bıraktı; taşının yukarısına kurulmuş olan Aneyoshi ise kurtuldu. Fukushima Daiichi'de yaklaşık 14 m yüksekliğindeki bir dalga, yaklaşık 6 m'ye göre tasarlanmış bir tesisi su altında bıraktı ve üç reaktörde erime meydana geldi; tsunami yaklaşık 7 saatte Hawaii'ye, yaklaşık 10 saatte Kaliforniya'ya ve yaklaşık bir günde Şili'ye ulaştı.

6:16Sonrası

18.000'den fazla kişi öldü ya da bir daha bulunamadı; çoğu boğularak hayatını kaybetti ve yaklaşık 122.000 bina yıkıldı; Dünya Bankası hasarı 235 milyar dolara kadar tahmin etti. GPS, Oshika Yarımadası'nın 5,3 m kaydığını ve 1,2 m çöktüğünü gösterdi; NASA'nın bir hesaplamasına göre gün yaklaşık 1,8 mikrosaniye kısaldı. Kamaishi'de yıllarca yapılan tatbikatlar sayesinde şehirdeki yaklaşık 3.000 okul çocuğunun neredeyse tamamı hayatta kaldı.

7:22Japonya neleri değiştirdi

2013'ten bu yana, bir deprem hızla ölçülemeyecek kadar büyük olduğunda ilk tsunami uyarısı bir sayı tahmin etmek yerine tsunaminin “çok büyük” olacağını söylüyor. Artık 150 kablolu deniz tabanı istasyonundan oluşan bir ağ Japonya ve Kuril çukurlarını izliyor ve bazıları 12 m'den yüksek olan 400 km'yi aşkın yeni deniz duvarı kıyı boyunca uzanıyor.

7:57Hâlâ hareket ediyor

Japonya hâlâ yılda yaklaşık 2.000 deprem hissediyor. 2025'te hükümet, büyük bir Nankai Çukuru depreminin 30 yıllık olasılığını bir yönteme göre %60–90 veya daha fazla, başka bir yönteme göre %20–50 olarak tahmin etti. Özet: akılda tutulması gereken üç şey ve Aneyoshi taşının dersi.

Yaygın kavram yanılgıları Öğretmen için

YanılgıTsunami, açık denizde de kıyıdaki kadar yüksek olan tek bir dev su duvarıdır.

Kanıtlar ne gösteriyorDerin okyanusta bir tsunami saatte yaklaşık 800 km hızla ilerlese de yüksekliği bir metreyi zor bulabilir. Ancak sığ suda yavaşladıkça büyür ve bir dizi dalga halinde gelir. 2011'de kıyıdaki ilk küçük ölçümler bazı insanların tsunaminin küçük olacağını düşünmesine yol açtı; Japan Meteorological Agency de bu nedenle ilk gözlemleri duyurma biçimini sonradan değiştirdi.

Yanılgıİlk tsunami uyarısı dalganın ne kadar büyük olacağını söyler; dolayısıyla tahmin yerel deniz duvarından düşükse güvendesinizdir.

Kanıtlar ne gösteriyor2011'deki ilk tahmin olan 3 ila 6 m, fazlasıyla küçük olan 7,9'luk bir büyüklük tahminine dayanıyordu ve Japonya'nın meteoroloji ajansı bunun bazı tahliyeleri geciktirmiş olabileceği sonucuna vardı. Kıyıda güçlü ve uzun bir sarsıntıya verilecek güvenli tepki, ilk sayı ne olursa olsun hemen yüksek bir yere gitmektir.

YanılgıBilim insanlarının böyle büyük bir tsunaminin bu kıyıyı vurabileceğini bilmesinin hiçbir yolu yoktu.

Kanıtlar ne gösteriyor869 Jōgan tsunamisi Japonya'nın tarihsel kayıtlarında anlatılıyordu ve 1990 civarından itibaren jeologlar onun kumunu ve daha eski katmanları Sendai ovasında kilometrelerce içeride buldu. Kanıt vardı; ancak resmî tahminler hâlâ 8 civarında bir büyüklük bekliyordu, çünkü aletli kayıtlar kısaydı ve jeolojik çalışmalar henüz tehlike değerlendirmelerine dönüştürülme aşamasındaydı.

YanılgıDeprem erken uyarısı depremleri olmadan önce öngörür.

Kanıtlar ne gösteriyorErken uyarı, zaten başlamış bir depremi algılar ve daha yavaş, daha yıkıcı dalgalarla yarışır. 2011'de Tokyo'da olduğu gibi kaynaktan uzak yerlerde onlarca saniyeden yaklaşık bir dakikaya kadar süre kazandırabilir; ancak kırılmaya en yakın yerler, herhangi bir uyarı gelmeden güçlü sarsıntıyı hissedebilir.

Yanılgı2011 depremi Dünya'yı ekseninden saptırdı ve gün uzunluğunu fark edilir biçimde değiştirdi.

Kanıtlar ne gösteriyorNASA'nın bir hesaplamasına göre gün yaklaşık 1,8 mikrosaniye kısaldı ve Dünya'nın kütlesinin etrafında dengelendiği eksen yaklaşık 17 cm kaydı; Dünya'nın uzaydaki ekseni ise yerinden oynamadı. Değişiklik hissedilmedi, hesaplandı; üstelik rüzgârların, okyanus akıntılarının ve Dünya'nın çekirdeğinin neden olduğu gün uzunluğundaki doğal değişimlerden çok daha küçüktür.

Tartışma soruları

  1. Jeologlar Jōgan tsunamisinin kumunu Sendai ovasında 2011'den yirmi yılı aşkın süre önce bulmuştu, yine de resmî tahminler 8 civarında bir büyüklük bekliyordu. Yeni jeolojik kanıtların resmî planları değiştirmesi neden uzun zaman alabilir? Bir toplum güçlü ama henüz kesinleşmemiş kanıtlara göre nasıl hareket etmeli?
  2. Aneyoshi'de 1933'ten sonra oyulan bir taş, her evi 2011 tsunamisinin erişemeyeceği yükseklikte tuttu. Başka yerlerde ise önceki tsunamiler için inşa edilen deniz duvarları aşıldı. İki koruma türünü karşılaştırın: akılda tutulan bir kuralın ve mühendislik ürünü bir duvarın güçlü ve zayıf yanları nelerdir?
  3. Kamaishi'deki okul çocukları yıllarca tek bir kuralı çalışmıştı: büyük bir depremden sonra hemen yüksek bir yere koşun ve kimseyi beklemeyin. Bunun gibi basit bir kural neden resmî bir uyarıyı beklemekten daha çok hayat kurtarabilir? Bu kurala uymanın zor olacağı durumlar düşünebiliyor musunuz?
  4. 2011'deki ilk tsunami uyarısı, çok düşük olduğu ortaya çıkan bir sayı verdi. 2013'ten bu yana, büyüklük belirsiz olduğunda ilk uyarı yalnızca tsunaminin “çok büyük” olacağını söylüyor. Sayı içermeyen bir uyarı, kesin ama yanlış olabilecek bir tahminden daha mı iyi, yoksa daha mı kötü? Gerekçenizi açıklayın.
  5. Fukushima Daiichi'de yaklaşık 14 m yüksekliğindeki bir dalga, yaklaşık 6 m'ye göre tasarlanmış bir tesise çarptı. En büyük olaylar yalnızca birkaç yüz ya da birkaç bin yılda bir yaşanıyorsa, mühendisler ve hükümetler bir nükleer santralin, hastanenin ya da okulun ne büyüklükte bir tehlikeye dayanacak şekilde inşa edilmesi gerektiğine nasıl karar vermeli?
  6. Japonya hükümeti Nankai Çukuru için iki ayrı 30 yıllık olasılık verdi: bir yönteme göre %60–90 veya daha fazla, başka bir yönteme göre %20–50. Her bir sayı bir aile, bir şehir ve ulusal hükümet için ne anlama gelir? Kamuoyuna yönelik mesajlarda hangisini öne çıkarırdınız ve neden?

Test Bir cevap seçin; kendiliğinden kontrol edilir

1.Pasifik levhasının Japonya Çukuru'nda kuzey Japonya ile buluştuğu yerde ne olur?

2.Bir dalma-batma fayı sürekli düzgünce kaymak yerine neden ani büyük depremler üretir?

3.Dev tsunamilerin Sendai ovasını 2011'den çok önce de vurduğunu hangi kanıt gösterdi?

4.Depremden üç dakika sonra yayımlanan ilk tsunami uyarısı 3 ila 6 metrelik dalgalar öngördü. Bu tahmin neden çok düşüktü?

5.Derin okyanusta bir tsunaminin yüksekliği bir metreyi zor bulabilir, ama saatte yaklaşık 800 km hızla ilerler. Kıyıya yakın sığ sulara ulaştığında ne olur?

6.Fukushima Daiichi nükleer santralindeki felakete ne yol açtı?

7.GPS, Oshika Yarımadası'nın denize doğru yaklaşık 5,3 metre kaydığını ve yaklaşık 1,2 metre çöktüğünü gösterdi. Bu bize ne anlatıyor?

8.Kamaishi'deki yaklaşık 3.000 okul çocuğunun neredeyse tamamı tsunamiden kurtuldu. En büyük farkı ne yarattı?

9.2013'ten bu yana, bir deprem hızla ölçülemeyecek kadar büyükse Japonya'nın meteoroloji ajansının ilk tsunami uyarısı ne yapar?

10.2025'te Japonya hükümeti, büyük bir Nankai Çukuru depreminin 30 yıllık olasılığını bir yönteme göre %60–90 veya daha fazla, başka bir yönteme göre %20–50 olarak tahmin etti. En iyi yorum hangisidir?

Yazılı cevap

1. 2011 depreminin, Japonya kıyısına yaklaşık yarım saatte ulaşan ve tüm Pasifik'i aşan bir tsunamiyi nasıl oluşturduğunu adım adım açıklayın. Dalma-batma, kilitli fay, gerilim, deniz tabanının yükselmesi ve sığ su terimlerini kullanın.

İyi bir cevapta neler olur

Pasifik levhası Japonya'ya yılda yaklaşık 8 cm yaklaşır ve Japonya Çukuru'nda dalar. Levhaların temas ettiği yerde fay kilitlidir; bu yüzden Japonya'nın kenarı aşağı çekilir ve sıkıştırılır, elastik gerilim birikir. 2011'de gerilim sürtünmeyi yendi: fay yaklaşık 400 km uzunluğundaki bir kuşak boyunca 50 m'ye kadar kaydı, sıkışmış kenar geri sıçradı ve deniz tabanı yukarı doğru fırlayarak üzerindeki su sütununun tamamını kaldırdı. Yerçekimi, yükselen bu suyu geri aşağı çekti ve dalgaları her yöne gönderdi. Derin okyanusta dalgalar, yükseklikleri bir metreyi zor bulurken saatte yaklaşık 800 km hızla ilerledi; kıyıya yakın sığ sularda yavaşlayıp büyüdü, yakındaki kıyılara kabaca yarım saatte ulaştı ve bazı yerlerde yaklaşık 40 m'ye kadar tırmandı. Açık Pasifik'i aşarak yaklaşık 7 saatte Hawaii'ye, yaklaşık bir günde Şili'ye ulaştı.

2. 869 Jōgan tsunamisini örnek alarak, jeolojinin aletli kayıtların kaçırdığı bir tehlikeyi nasıl ortaya çıkarabileceğini ve 2011 depreminin neden yine de resmî tahminlerin beklediğinden büyük olduğunu açıklayın.

İyi bir cevapta neler olur

Japonya'da depremler yalnızca yaklaşık bir yüzyıldır sismograflarla kaydediliyor; bu süre, en büyük olaylar arasındaki süreden çok daha kısadır. Japonya'nın tarihsel kayıtları, 869 tsunamisinin Sendai ovasını su altında bıraktığını ve yaklaşık 1.000 kişiyi boğduğunu anlatıyordu. 1990 civarından itibaren jeologlar, denizden taşınmış kumunu kilometrelerce içeride, altında daha eski kum katmanlarıyla birlikte buldu; bu da dev tsunamilerin yüzyıllar arayla defalarca vurduğunu gösteriyordu. Yine de resmî tahminler büyük ölçüde daha iyi bilinen yakın tarihli depremlere dayanıyordu ve 8 civarında bir büyüklük bekliyordu. Jeolojik çalışmalar Jōgan depreminin ne kadar büyük olduğunu hâlâ tahmin etmeye çalışıyordu; fayın çok daha büyük bir kesiminin aynı anda kırılabileceği yönündeki asıl ders, 9 büyüklüğündeki deprem geldiğinde henüz tehlike planlarına yansıtılmamıştı.

3. Bölümde anlatılan üç koruma türünü karşılaştırın: Aneyoshi taşı, Kamaishi okul tatbikatları ve deniz duvarları ile Fukushima Daiichi santrali. Hangileri insanları korudu, hangileri başarısız oldu ve neden?

İyi bir cevapta neler olur

Aneyoshi taşı işe yaradı, çünkü kuralı bir sonraki dalganın büyüklüğünü tahmin etmeye dayanmıyordu: her ev taşın yukarısına inşa edilmişti ve 2011 dalgası taşın yaklaşık 90 m aşağısında durdu. Kamaishi tatbikatları işe yaradı, çünkü basit ve çalışılmış bir kural, yani hemen yüksek bir yere koşmak ve beklememek, uyarılara ya da tahminlere bağlı değildi; şehirdeki öğrencilerin yaklaşık %99,8'i hayatta kaldı. Önceki tsunamiler için inşa edilen deniz duvarları ve yaklaşık 6 m'lik bir dalgaya göre tasarlanan Fukushima Daiichi tesisi başarısız oldu, çünkü sabit bir tasarım yüksekliğine göre yapılmışlardı ve santralde yaklaşık 14 m'ye ulaşan 2011 tsunamisi bu yüksekliği aştı. Ders şudur: geçmiş olaylara göre boyutlandırılmış savunmalar aşılabilir, oysa insanları suyun erişemeyeceği yere götüren kurallar dalganın büyüklüğü ne olursa olsun işe yarar; en iyi planlar ikisini birlikte kullanır.

Daha derine Üniversite ve ileri lise düzeyi

Bir tsunami Pasifik'i ne kadar hızlı geçer ve neden büyür?

Bir tsunaminin dalga boyu (yüzlerce kilometre) okyanusun derinliğinden çok daha uzundur; bu yüzden hızı yalnızca d derinliğine bağlı olan bir sığ su dalgası gibi davranır: c = √(g·d), burada g = 9.81 m/s². Daha sığ sulara girerken enerji akısının korunumu, dalga kırılmadan ya da karayı su altında bırakmadan önce yüksekliğinin kabaca 1 ÷ ⁴√d ile, yani derinliğin dördüncü kökünün tersiyle orantılı olarak artmasına yol açar (Green yasası).

Problem5.000 m'lik tipik bir derinlik için hızı m/s ve km/sa cinsinden hesaplayın. 2011 merkez üssünden Honolulu'ya büyük daire uzaklığı yaklaşık 5.960 km'dir: yolculuk süresini tahmin edin ve bölümdeki yaklaşık yedi saatle karşılaştırın. Ardından 4.000 m derinliğindeki suyun üzerinde 1 m yüksekliğindeki bir dalganın 10 m derinliğindeki suya ulaştığında ne kadar büyüyeceğini ve oradaki hızını tahmin edin. Karadaki tırmanma yüksekliği (2011'de yaklaşık 40 m) neden bundan da çok daha büyük olabilir?

Çözümlü cevap

c = √(9.81 × 5000) ≈ 221 m/s ≈ 800 km/sa; bu, bölümde verilen hızdır. 5.960 km ÷ 800 km/sa ≈ 7,5 saat; bu, gözlenen yaklaşık yedi saatlik varış süresine yakındır (gerçek dalga, kısmen 5.000 m'den daha derin olan gerçek deniz tabanını izler). Büyüme: ⁴√(4000 ÷ 10) = ⁴√400 ≈ 4,5; yani 1 m'lik dalga yaklaşık 4,5 m yüksekliğe ulaşır ve √(9.81 × 10) ≈ 10 m/s, yani saatte yaklaşık 36 km hızla, çoğu insanın koşabileceğinden daha hızlı ilerler. Tırmanma yüksekliği, dalganın açık denizdeki yüksekliği değil, suyun karada tırmandığı yüksekliktir: Sanriku kıyısında dar, V biçimli koylar akışı bir huni gibi daraltır ve hareket eden su momentumunu yokuş yukarı taşır; bu yüzden oradaki tırmanma yüksekliği yaklaşık 40 m'ye ulaştı.

Büyüklük, enerji ve kayma

Yayılan enerji, büyüklükteki her tam basamak için yaklaşık 101.5 ≈ 32 kat artar. Moment büyüklüğü, sismik momentten (M₀, newton-metre cinsinden) M₀ = 101.5·Mw + 9.1 bağıntısıyla tanımlanır; ayrıca M₀ = μ·A·D olup burada μ kayanın rijitliği, A kayan alan ve D ortalama kaymadır. USGS, 2011 kırılmasını yaklaşık 400 km uzunluğunda ve 150 km genişliğinde, 50 ila 60 m'lik en büyük kaymayla modelliyor.

ProblemNihai büyüklük olan 9,1 (USGS), ilk tahmin olan 7,9'a göre kaç kat daha fazla enerjiye karşılık geliyordu? JMA'nın 9,0 ile USGS'nin 9,1 değeri arasındaki fark ne kadar önemlidir? μ = 4 × 1010 Pa alarak Mw 9.0 ve Mw 9.1 için ortalama kaymayı hesaplayın ve en büyük kaymayla karşılaştırın.

Çözümlü cevap

101.5 × 1.2 = 101.8 ≈ 63 kat daha fazla enerji; ilk tsunami tahmininin bu kadar düşük olmasının nedeni budur. 101.5 × 0.1 = 100.15 ≈ 1,4: iki kurumun değerleri enerji açısından yaklaşık %40 farklıdır; bu, ilk hatanın yanında küçüktür. Mw 9.0 için M₀ = 1022.6 ≈ 4.0 × 1022 N·m, dolayısıyla D = 4.0 × 1022 ÷ (4 × 1010 × 4 × 105 m × 1.5 × 105 m) ≈ 17 m; Mw 9.1 için M₀ ≈ 5.6 × 1022 N·m ve D ≈ 23 m. Kabaca 17 ila 23 m'lik ortalama kayma, 50 ila 60 m'lik en büyük kaymanın yarısından azdır; en büyük kayma, deniz tabanını en çok yükselttiği ve en büyük tsunamiyi yarattığı çukurun yakınında yoğunlaşmıştı.

Erken uyarı ne kadar süre kazandırabilir?

P dalgaları kabukta saniyede kabaca 6 ila 7 km, güçlü sarsıntının çoğunu taşıyan S dalgaları ise saniyede kabaca 3,5 ila 4 km hızla ilerler. Bir erken uyarı sistemi P dalgalarını kaynağa yakın istasyonlarda algılar, depremi tahmin eder ve elektronik iletişim hızıyla yayılan bir uyarı gönderir. 2011 kırılması yaklaşık 30 km derinlikte başladı; Tokyo merkez üssünden yaklaşık 376 km, Oshika Yarımadası'nın ucu ise yaklaşık 76 km uzaklıktadır.

ProblemUyarının kırılma başladıktan 30 saniye sonra gönderildiğini varsayın. Tokyo'nun ilk S dalgaları gelmeden önce ne kadar zamanı olduğunu tahmin edin. Ardından S dalgalarının uyarıdan önce ulaştığı alan olan “kör bölge”nin yarıçapını tahmin edin ve Oshika Yarımadası'nın bu bölgenin içinde olup olmadığına karar verin. Büyük bir depremde en güçlü sarsıntı neden bu basit hesabın gösterdiğinden daha geç gelebilir?

Çözümlü cevap

Tokyo'ya S dalgası yolculuk süresi ≈ 376 km ÷ 3,5 ila 4 km/s ≈ 94 ila 107 s; dolayısıyla uyarı süresi, bölümde olduğu gibi yaklaşık 64 ila 77 s, yani yaklaşık bir dakikadır. 30 s içinde S dalgaları odaktan yaklaşık 105 ila 120 km yol alır; 30 km derinlikte bu, yüzeyde merkez üssünden √(105² − 30²) ≈ 100 km ile √(120² − 30²) ≈ 116 km arasına kadar uzanır. Odaktan yaklaşık 82 km uzaktaki Oshika Yarımadası, S dalgalarını yalnızca yaklaşık 20 ila 23 s sonra, yani böyle bir uyarıdan önce hissetti. Büyük bir depremde kırılmanın kendisi dakikalarca büyümeyi sürdürür ve fayın daha geç kırılan ve uzaktaki şehirlere daha yakın olan kesimlerinden güçlü dalgalar yayar; bu yüzden gerçek uyarı süreleri yalnızca başlangıç noktasına değil, kırılmanın tamamına bağlıdır.

Gerilim bütçesi ve Jōgan tipi tsunamilerin tekrarlanması

Pasifik levhası kuzey Japonya'ya yılda yaklaşık 83 mm yaklaşıyor (USGS). Minoura ve meslektaşları (2001), Sendai ovasında üç tsunami kum katmanı buldu ve en büyük tsunamilerin yaklaşık her 1.000 yılda bir geldiğini tahmin etti; Sawai ve meslektaşları (2012) ise birçok noktadan elde edilen radyokarbon yaşlarını kullanarak 500 ila 800 yıllık aralıklar önerdi. Bir tekrarlanma aralığını (T) olasılığa çevirmenin basit bir yolu, olayların rastgele gerçekleştiğini varsaymaktır: t yıllık bir süre için P = 1 − exp(−t/T).

Problem50 m'lik bir kayma kaç yıllık levha yakınsamasına karşılık gelir? Yaklaşık 20 m'lik bir ortalama kayma ne kadarına? 869 ile 2011 arasında ne kadar yakınsama birikti? Ardından T = 1.000 yıl ve T = 500 yıl için 30 yıl ve 50 yıl içinde Jōgan tipi bir tsunami olma olasılığını hesaplayın. Bu sayılar, kıyıdaki santralleri ya da kasabaları “bin yılda bir” görülen bir olaya göre tasarlamak konusunda ne düşündürüyor?

Çözümlü cevap

50 m ÷ 0.083 m/yr ≈ 600 yıl; 20 m ÷ 0.083 m/yr ≈ 240 yıl. 869'dan 2011'e kadar (1.142 yıl) yaklaşık 95 m yakınsama birikti; bu, 2011'deki kaymadan fazladır, dolayısıyla yakınsamanın tamamı kilitli bölgede gerilim olarak depolanmaz: bir kısmı yavaş, sessiz kaymayla ve bu levha sınırındaki çok sayıda küçük depremle boşalır. Ozawa ve meslektaşları (2011) bütçenin öbür yüzüne dikkat çekiyor: 2011'den önce GPS, Tōhoku açıklarında gerilimin, levha sınırındaki önceki depremlerin ortalama olarak boşalttığından çok daha hızlı biriktiğini gösteriyordu; bu da bu gerilimin sonunda nasıl boşalacağı sorusunu doğurmuştu. Olasılıklar: T = 1.000 yıl için 30 yılda 1 − exp(−0.03) ≈ %3 ve 50 yılda 1 − exp(−0.05) ≈ %5; T = 500 yıl için yaklaşık %6 ve %10. Sonuçlar felaket boyutunda olduğunda, bir santralin ya da bir kasabanın ömrü boyunca birkaç yüzdelik bir olasılık göz ardı edilebilecek kadar küçük değildir; nadir olayların tasarımın dışında bırakılmayıp tasarıma dahil edilmesi gerekmesinin nedeni budur.

Deprem gün uzunluğunu gerçekten değiştirdi mi?

Dışarıdan bir tork olmadığında Dünya'nın açısal momentumu L = I·ω korunur; burada I eylemsizlik momenti, ω ise dönme hızıdır. Bir deprem kütleyi eksene biraz daha yaklaştırırsa I azalır, ω artar ve gün (T = 2π/ω) kısalır: ΔT/T = ΔI/I. NASA'dan Richard Gross, 2011 depreminin günü yaklaşık 1,8 mikrosaniye kısalttığını hesapladı. Uzun vadede Ay'ın yol açtığı gelgit sürtünmesi günü uzatır; antik tutulmalardan elde edilen ölçümler, yüzyılda ortalama yaklaşık 1,8 milisaniyelik bir artış gösteriyor (Stephenson ve meslektaşları, 2016).

ProblemGünün 1,8 µs kısalmasının gerektirdiği, Dünya'nın eylemsizlik momentindeki kesirsel değişimi hesaplayın. Uzun vadeli uzama eğilimi bunu kaç günde telafi ederdi? Değişiklik kalıcı olsaydı, Dünya'nın dönüşüne dayalı bir saat bir yılda bir atom saatine göre ne kadar ileri giderdi?

Çözümlü cevap

ΔI/I = ΔT/T = −1.8 × 10−6 s ÷ 86.400 s ≈ −2.1 × 10−11. Yüzyılda 1,8 ms'lik eğilim, 1.8 × 10−3 s ÷ 36.525 gün ≈ günde gün başına 4.9 × 10−8 s demektir; dolayısıyla değişikliği yaklaşık 1.8 × 10−6 ÷ 4.9 × 10−8 ≈ 37 günde telafi eder. Bir yılda 365 × 1,8 µs ≈ 0,66 ms. Etki gerçek ama çok küçüktür; rüzgârların, okyanus akıntılarının ve Dünya'nın çekirdeğinin neden olduğu gün uzunluğundaki doğal dalgalanmalardan çok daha küçüktür; bu yüzden ölçülmemiş, hesaplanmıştır.

Standartlarla uyum

Next Generation Science Standards (NGSS, ABD)

MS-ESS2-2

Yer bilimi süreçlerinin Dünya'nın yüzeyini farklı zaman ve mekân ölçeklerinde nasıl değiştirdiğine dair kanıta dayalı bir açıklama oluşturmak.

Bu bölümde: Yılda yaklaşık 8 cm'lik yavaş levha yakınsamasına karşı dakikalar süren kayma, deniz tabanının yükselmesi ve kıyının çökmesi.

MS-ESS3-2

Gelecekteki felaket niteliğindeki olayları tahmin etmek ve bunların etkilerini azaltacak teknolojilerin geliştirilmesine yön vermek için doğal tehlikelere ilişkin verileri analiz etmek ve yorumlamak.

Bu bölümde: Tsunami kum katmanları ve tekrarlanma, erken uyarı, tsunami uyarıları, deniz tabanı kabloları, deniz duvarları ve Nankai Çukuru tahmini.

HS-ESS2-1

Dünya'nın iç ve yüzey süreçlerinin kıtasal ve okyanus tabanı yapılarını oluşturmak için farklı mekânsal ve zamansal ölçeklerde nasıl işlediğini gösteren bir model geliştirmek.

Bu bölümde: Dalma-batma zonu modeli: çukur, kilitli fay, gerilim birikimi ve üstteki levhanın elastik geri sekmesi.

HS-ESS3-1

Doğal kaynakların varlığının, doğal tehlikelerin meydana gelmesinin ve iklimdeki değişikliklerin insan faaliyetlerini nasıl etkilediğine dair kanıta dayalı bir açıklama oluşturmak.

Bu bölümde: Aneyoshi taşı, Kamaishi'nin tatbikatları, kıyıların yeniden inşası ve yeni deniz duvarları, Fukushima Daiichi'nin yer seçimi ve tasarımı.

HS-PS4-1

Farklı ortamlarda ilerleyen dalgaların frekansı, dalga boyu ve hızı arasındaki ilişkilere dair bir iddiayı desteklemek için matematiksel gösterimler kullanmak.

Bu bölümde: Farklı derinlikteki sularda tsunami hızı c = √(g·d) ve dalganın kıyıya ulaşırken neden yavaşladığı, kısaldığı ve büyüdüğü.

Advanced Placement (AP, ABD)

Üniversite dersleri

Fiziksel jeoloji

Japonya çevresindeki levha sınırları ve mikrolevhalar; dalma-batma zonları ve çukurlar; deprem döngüsü ve elastik geri sekme

Doğal tehlikeler

Megathrust depremleri; tsunaminin oluşumu, yayılması, sığlaşması ve tırmanması; paleosismoloji ve tsunami çökelleri; tekrarlanma ve uzun vadeli olasılık; uyarı sistemleri ve tahliye

Jeofizik

Sismik moment ve moment büyüklüğü; büyüklük doygunluğu; deprem erken uyarısı; GPS jeodezisi ve eş sismik yer değiştirme; depremler ve Dünya'nın dönüşü

Afet risk yönetimi

Mühendislikte tasarım esası ve nadir olaylar; risk iletişimi ve uyarı dili; toplum tatbikatları ve geçmiş afetlerin hafızası

Metin dökümü Altyazılardaki gibi Türkçe anlatım

0:00O an

11 Mart 2011'de, bir cuma öğleden sonra saat 2:46'da, Japonya'nın kuzeydoğusunun 70 kilometre açığındaki deniz tabanı aniden yerinden koptu.

0:10Zemin birkaç dakika boyunca sarsıldı ve kıyı boyunca birçok yerde insanların, deniz gelmeden önce kabaca yarım saati vardı.

0:18Bu, Japonya'da şimdiye kadar ölçülmüş en güçlü depremin hikâyesi. Neden meydana geldiğini, uyarılarının neden zaten 1.000 yıllık olduğunu ve Japonya'nın sonrasında neleri değiştirdiğini inceleyeceğiz.

0:34Dört levha

O günü anlamak için yerin altından başlamamız gerekiyor, çünkü Japonya, Dünya'nın dört tektonik levhasının buluştuğu yerde bulunuyor.

0:41Bu dört levha Pasifik levhası, Filipin Denizi levhası, Kuzey Amerika levhası ve Avrasya levhasıdır. Her biri yaklaşık 100 kilometre kalınlığında, gezegen üzerinde yavaşça sürüklenen bir kaya kütlesidir.

0:54Hiçbiri hareket etmeyi asla bırakmaz. Pasifik levhası Japonya'ya doğru yılda yaklaşık 8 santimetre, yani tırnaklarınızın uzama hızının kabaca iki katı hızla ilerliyor.

1:05Kuzeydoğu kıyısı açıklarında Pasifik levhası, kuzey Japonya ile, deniz tabanında yaklaşık 8 kilometre derinliğinde bir yarık olan Japonya Çukuru'nda buluşur.

1:14Çukurda Pasifik levhası bükülür ve Japonya'nın altına dalarak aşağıdaki sıcak mantoya yavaşça gömülür.

1:22Ancak düzgünce kaymaz. İki levhanın temas ettiği yerde birbirlerine kilitlenirler; böylece yıldan yıla Japonya'nın kenarı aşağı çekilir ve sıkıştırılır, tıpkı giderek daha sıkı kurulan bir yay gibi.

1:34Sonunda gerilim sürtünmeyi yener. Birkaç dakika içinde fay kayar, levhanın sıkışmış kenarı geri fırlar ve deniz tabanı yukarı doğru sıçrayarak üzerindeki tüm okyanusu kaldırır.

1:47Bu süreç, Japonya'nın dünyadaki güçlü depremlerin yaklaşık beşte birini neden yaşadığını ve ülkede neden 100'den fazla aktif yanardağ bulunduğunu açıklıyor.

2:00Geçmişten uyarılar

Japonya'nın 1.000 yıldan daha eskiye uzanan yazılı deprem kayıtları var ve bunlardan biri 869 yılındaki bir geceyi anlatıyor.

2:09O gece, bugün Sendai şehrinin bulunduğu yerin yakınında büyük bir deprem oldu ve deniz kıyı ovası boyunca çok içerilere kadar hücum etti. Yaklaşık 1.000 kişi boğuldu.

2:191990 civarından itibaren, aynı ovada kazı yapan jeologlar tsunaminin ardında bıraktığı izi buldu. Bu, kıyıdan kilometrelerce uzakta bir okyanus kumu katmanıydı; altında ise daha da önceki dev dalgaların bıraktığı daha eski kum katmanları vardı.

2:35Kanıtlar, dev tsunamilerin bu kıyıyı yüzyıllar arayla tekrar tekrar vurduğunu gösterdi. Resmî tahminler burada gerçekten büyük bir deprem bekliyordu, ama dokuz değil, 8 civarında bir büyüklük bekliyordu.

2:49Daha kuzeyde, engebeli Sanriku kıyısında anılar daha yeniydi. 1896'da orada bir tsunami 38 metreye kadar yükseldi ve yaklaşık 22.000 kişiyi öldürdü.

3:021933'te başka bir tsunami yaklaşık 3.000 kişinin daha ölümüne yol açtı. Bunun ardından Aneyoshi adlı küçük bir köyün halkı bir taşa uyarı kazıdı.

3:12Yazıtta şöyle yazıyor: Evlerinizi bu noktanın altına inşa etmeyin.

3:19Öğleden sonra 2:46

11 Mart 2011'de, öğleden sonra saat 2:46'da, fay sonunda boşaldı. Kırılma, Oshika Yarımadası'nın yaklaşık 70 kilometre açığında, kabaca 30 kilometre derinlikte başladı.

3:32Oradan çukur boyunca kabaca 400 kilometre yırtılarak ilerledi ve bazı yerlerde iki levha birbirine göre 50 metreye kadar kaydı.

3:41Japonya'nın deprem erken uyarı sistemi asıl görevini yerine getirdi. Sensörleri ilk gelen, daha hızlı dalgaları algıladı ve en şiddetli sarsıntı gelmeden önce uyarılar gönderildi.

3:53Yaklaşık 370 kilometre uzaktaki Tokyo uyarıyı yaklaşık bir dakika önceden aldı, ancak uyarı oradaki sarsıntıyı olduğundan çok daha düşük tahmin etmişti.

4:02Depremden üç dakika sonra Japonya'nın meteoroloji ajansı en yüksek seviyedeki tsunami uyarısını yayınladı. Ancak depremin büyüklüğüne ilişkin ilk tahmin 7,9 ile fazlasıyla küçüktü; bu yüzden ilk dalga tahminleri de 3 ila 6 metre ile fazla düşüktü.

4:21Ardından denizdeki sensörler gerçek dalgayı algıladı ve uyarılar 10 metrenin üzerine yükseltildi. Nihai büyüklük Japonya'nın hesabına göre 9, ABD Jeoloji Araştırmaları Kurumu'na göre ise 9,1'di.

4:38Dalga

Derin okyanusta bir tsunami, yüksekliği bir metreyi zor bulsa bile, bir jet uçağı kadar hızlı, saatte yaklaşık 800 kilometre hızla ilerler.

4:50Kıyıya yaklaştıkça su sığlaşır, dalga yavaşlar ve arkasındaki su gelmeye devam ettiği için yukarı çıkmaktan başka gidecek yeri kalmaz.

4:59Bu tsunami her yöne, tüm Pasifik'e yayıldı.

5:04Miyako yakınında su bir yamaçta deniz seviyesinden 40 metre yüksekliğe kadar tırmandı ve önceki tsunamiler için inşa edilen deniz duvarlarını düpedüz aştı.

5:14Gemiler karada çok içerilere kadar sürüklendi. Miyako'daki bu feribot evlerin arasında karaya oturmuş halde kaldı.

5:21Sendai ovasında, 869'da sular altında kalan aynı topraklarda, deniz Sendai Havalimanı'nı süpürüp geçti ve kilometrelerce içeriye ilerlemeye devam etti.

5:30Toplamda Japonya'nın 500 kilometrekareden fazla alanı sular altında kaldı ve kıyı boyunca koca balıkçı kasabaları yok oldu.

5:39Aneyoshi'de dalga, eski taşın yaklaşık 90 metre aşağısında durdu. Köydeki her ev taşın yukarısına inşa edilmişti ve hepsi kurtuldu.

5:49Fukushima Daiichi nükleer santralinde yaklaşık 14 metre yüksekliğindeki bir dalga, yaklaşık altı metreye göre tasarlanmış bir tesisi su altında bıraktı. Santral elektriksiz kaldı, üç reaktörde erime meydana geldi ve bu, Çernobil'den bu yana yaşanan en kötü nükleer kaza oldu.

6:04Bu arada tsunami ilerlemeye devam etti. Yaklaşık yedi saat sonra Hawaii'ye, yaklaşık on saat sonra da Kaliforniya'ya ulaşarak limanlardaki tekneleri parçaladı; depremden yaklaşık bir gün sonra da Şili'ye ulaştı.

6:16Sonrası

18.000'den fazla kişi öldü ya da bir daha bulunamadı, bunların çoğu boğularak hayatını kaybetti; ayrıca 120.000'den fazla bina yıkıldı.

6:25Dünya Bankası hasarı 235 milyar dolara kadar tahmin etti; bu da onu o dönemde kaydedilmiş en maliyetli doğal afet yaptı.

6:36Deprem karanın kendisini bile yeniden şekillendirdi. Oshika Yarımadası denize doğru 5 metreden fazla kaydı ve bir metreden fazla çöktü.

6:46Ayrıca Dünya'nın kütlesinin öyle büyük bir kısmını yer değiştirdi ki, NASA'nın bir hesaplamasına göre gezegen artık çok az daha hızlı dönüyor. Her gün yaklaşık 1,8 mikrosaniye kısaldı; bu, kimsenin fark edemeyeceği kadar küçük bir fark.

7:01Hayatta kalma hikâyeleri de var. Kamaishi şehrinde okul çocukları yıllardır basit bir kuralı çalışıyordu: büyük bir depremden sonra hemen yüksek bir yere koşun ve kimseyi beklemeyin.

7:14Şehirdeki yaklaşık 3.000 öğrencinin neredeyse tamamı hayatta kaldı.

7:22Japonya neleri değiştirdi

Japonya tsunami uyarı sistemini yeniden kurdu. Artık bir deprem hızla ölçülemeyecek kadar büyük olduğunda, ilk uyarı bir sayı tahmin etmeye çalışmıyor. İnsanlara yalnızca tsunaminin çok büyük olacağını söylüyor.

7:35Japonya ve Kuril çukurları boyunca, karaya yaklaşık 5.500 kilometrelik kabloyla bağlı 150 deniz tabanı istasyonu artık depremleri ve tsunamileri dinliyor.

7:47Kıyı boyunca artık 400 kilometreden fazla yeni deniz duvarı uzanıyor ve bunların bazıları 12 metreden yüksek.

7:57Hâlâ hareket ediyor

Levhalar hareket etmeyi bırakmadı. Tipik bir yılda Japonya yaklaşık 2.000 deprem hisseder, yani her gün beş ila altı deprem. Çoğu o kadar hafiftir ki yalnızca kapalı alanda hareketsiz oturan insanlar fark eder, ama her biri hâlâ hareket eden aynı levhaların bir işaretidir.

8:13Bilim insanları başka bir fayı da izliyor: Japonya'nın güneybatısı açıklarındaki Nankai Çukuru. 2025'te Japonya hükümeti, orada 30 yıl içinde büyük bir deprem olma olasılığını tahmin etti. Bir yönteme göre bu olasılık %60 ila %90 veya daha fazla; bir başka yönteme göre %20 ila %50.

8:32Kısacası, akılda tutulması gereken üç şey var. Birincisi, 2011 depremi, Pasifik levhasının Japonya Çukuru'nda kuzey Japonya'nın altında 50 metreye kadar kaymasından kaynaklandı. Bu, onu 9 büyüklüğünde, Japonya'da şimdiye kadar ölçülmüş en güçlü deprem yaptı. İkincisi, zararın çoğunu tsunami verdi: 40 metre yüksekliğe kadar tırmandı ve 18.000'den fazla kişi öldü ya da bir daha bulunamadı. Ve üçüncüsü, uyarılar zaten oradaydı: 869'daki selde ve Aneyoshi'dekine benzer taşlarda.

9:05Aneyoshi'deki taş hâlâ ayakta ve mesajı, tüm bu hikâyenin dersidir. Dünya kendi takvimini tutar ve bizim unuttuklarımızı hatırlar. Earth Explained'ı izlediğiniz için teşekkürler. Bir sonraki hikâye için abone olun ve gezegeni her an canlı olarak EarthWatch 24-7'de izleyin.

Kaynaklar

  1. U.S. Geological Survey. M 9.1 – 2011 Great Tohoku Earthquake, Japan. Earthquake Hazards Program event page, with tectonic summary. earthquake.usgs.gov/earthquakes/eventpage/official20110311054624120_30/executiveKullanıldığı yer: 9,1 büyüklük, konum ve derinlik, yılda 83 mm'lik levha hareketi, kırılmanın boyutu ve kayma
  2. Japan Meteorological Agency. (2013). Lessons learned from the tsunami disaster caused by the 2011 Great East Japan Earthquake and improvements in JMA's tsunami warning system. www.data.jma.go.jp/eqev/data/en/tsunami/LessonsLearned_Improvements_brochure.pdfKullanıldığı yer: Saat 14:49'daki ilk uyarı (M7.9, 3 ila 6 m), 10 m'nin üzerine yükseltmeler, nihai 9,0 büyüklük ve 2013'ten itibaren “çok büyük” uyarıları
  3. National Police Agency of Japan. (2021). Police countermeasures and damage situation associated with 2011 Tohoku district – off the Pacific Ocean Earthquake (March 10, 2021). www.npa.go.jp/news/other/earthquake2011/pdf/higaijokyo_e.pdfKullanıldığı yer: Ölüler, kayıplar ve yıkılan binalar
  4. Ozawa, S., Nishimura, T., Suito, H., Kobayashi, T., Tobita, M., & Imakiire, T. (2011). Coseismic and postseismic slip of the 2011 magnitude-9 Tohoku-Oki earthquake. Nature, 475, 373–376. doi.org/10.1038/nature10227Kullanıldığı yer: Karanın ne kadar yer değiştirdiğine ilişkin GPS (GEONET) ölçümleri ve çukur boyunca yaklaşık 400 km'lik fay kayması
  5. The 2011 Tohoku Earthquake Tsunami Joint Survey Group. 現地調査結果 (Field survey results). In Japanese. coastal.jp/ttjt/index.php?%E7%8F%BE%E5%9C%B0%E8%AA%BF%E6%9F%BB%E7%B5%90%E6%9E%9CKullanıldığı yer: Tsunami yükseklikleri ve yaklaşık 40 m'lik tırmanma
  6. Minoura, K., Imamura, F., Sugawara, D., Kono, Y., & Iwashita, T. (2001). The 869 Jōgan tsunami deposit and recurrence interval of large-scale tsunami on the Pacific coast of northeast Japan. Journal of Natural Disaster Science, 23(2), 83–88. www.jsnds.org/jnds/23_2_3.pdfKullanıldığı yer: Jōgan tsunamisi, yaklaşık 3 ila 4 km içerideki kumu, yaklaşık 1.000 ölü ve yaklaşık 1.000 yıllık tekrarlanma aralığı
  7. Sawai, Y., Namegaya, Y., Okamura, Y., Satake, K., & Shishikura, M. (2012). Challenges of anticipating the 2011 Tohoku earthquake and tsunami using coastal geology. Geophysical Research Letters, 39, L21309. doi.org/10.1029/2012GL053692Kullanıldığı yer: Kıyı boyunca Jōgan çökelleri, tekrarlanmaları ve kanıtların neden 9 büyüklüğünde bir depremi öngörmediği
  8. Fackler, M. (2011, April 20). Tsunami warnings, written in stone. The New York Times (reprinted by NBC News). www.nbcnews.com/id/wbna42688590Kullanıldığı yer: Aneyoshi taşı ve 2011 dalgasının durduğu yer
  9. International Atomic Energy Agency. (2015). The Fukushima Daiichi Accident: Report by the Director General. IAEA, Vienna. www-pub.iaea.org/MTCD/Publications/PDF/Pub1710-ReportByTheDG-Web.pdfKullanıldığı yer: 14 ila 15 m'lik dalga, santralin tasarım varsayımları, elektrik ve soğutma kaybı
  10. NASA Jet Propulsion Laboratory. (2011, March 14). Japan quake may have shortened Earth days, moved axis. News release (Richard Gross), as reprinted by Geology.com. geology.com/nasa/japan-earthquakeKullanıldığı yer: Gün uzunluğundaki 1,8 mikrosaniyelik değişim ve figür ekseninin 17 cm kayması
  11. Stephenson, F. R., Morrison, L. V., & Hohenkerk, C. Y. (2016). Measurement of the Earth's rotation: 720 BC to AD 2015. Proceedings of the Royal Society A, 472, 20160404. doi.org/10.1098/rspa.2016.0404Kullanıldığı yer: Günün uzun vadede uzaması, yüzyılda yaklaşık 1,8 ms
  12. Japan Science and Technology Agency. Educational activities for disaster prevention backed by scientific evidence behind a 'miracle' (Toshitaka Katada, Kamaishi). www.jst.go.jp/EN/achievements/research/toshitaka_katada2016.htmlKullanıldığı yer: Kamaishi: yaklaşık 3.000 öğrencinin %99,8'i hayatta kaldı
  13. Cabinet Office, Government of Japan. (2013). 平成25年版 防災白書 (White Paper on Disaster Management 2013), Part 1, Introduction. In Japanese. www.bousai.go.jp/kaigirep/hakusho/h25/honbun/1b_0s_01_00.htmKullanıldığı yer: Dünyadaki 6 ve daha büyük depremlerin yaklaşık %20'si Japonya çevresinde meydana gelir
  14. Headquarters for Earthquake Research Promotion, Earthquake Research Committee. (2025). 南海トラフの地震活動の長期評価（第二版一部改訂） (Long-term evaluation of the Nankai Trough, second edition, partial revision). In Japanese. jishin.go.jp/evaluation/long_term_evaluation/subduction_fault/summary_nankaiKullanıldığı yer: %60–90 veya daha fazla ve %20–50'lik 30 yıllık olasılıklar

Bölümdeki görseller: USGS, NOAA ve NASA (kamu malı), NASA GIBS aracılığıyla NASA/USGS Landsat haritalarıyla; animasyonlar EarthWatch 24-7'ye ait. Tüm künyeler: earthwatch247.com/credits.html.

Bu dersi kaynak gösterin

EarthWatch 24-7. (2026). Japonya'nın yerinden oynadığı gün: 2011 Tōhoku depremi ve tsunamisi, levhalardan başlayarak [Video ders]. Earth Explained, 1. bölüm. https://earthwatch247.com/learn/japan-2011/tr/

Cevap anahtarı

  1. C. Bu, dalma-batmadır: Japonya'ya doğru yılda yaklaşık 8 cm hareket eden Pasifik levhası, Japonya Çukuru'nda aşağı doğru bükülür ve Japonya'nın altına batar.
  2. A. Levhalar birbirine yaklaşmayı sürdürür, ama kilitli temas yüzeyi Japonya'nın kenarını kurulan bir yay gibi sürükler ve sıkıştırır. Gerilim sürtünmeyi yendiğinde fay kayar ve sıkışmış kenar geri sıçrar.
  3. D. Japonya'nın tarihsel kayıtları 869 tsunamisini anlatır; 1990 civarından itibaren kazı yapan jeologlar onun kumunu çok içerilerde, altında daha da eski dev dalgalardan kalma daha eski kum katmanlarıyla birlikte buldu.
  4. B. Hızlı büyüklük yöntemi çok büyük depremleri olduğundan küçük hesaplar; bu yüzden ilk tahmin 9,0 yerine 7,9 oldu. Denizdeki sensörler gerçek dalgayı algıladıktan sonra uyarılar 10 metrenin üzerine yükseltildi.
  5. A. Bir tsunaminin hızı suyun derinliğine bağlıdır. Ön kısım sığ suda yavaşladıkça arkadaki su yetişir ve yukarı çıkmaktan başka gidecek yeri kalmaz.
  6. C. Sel, santralin elektriğini kesti (tam elektrik kaybı, station blackout); bu yüzden reaktörler soğutulamadı. Bu, Çernobil'den bu yana yaşanan en kötü nükleer kaza oldu.
  7. B. Kilitli fay kıyıyı karaya doğru ve aşağı sürüklemişti; fay kaydığında üstteki levha çukura doğru geri sıçradı ve kırılmaya yakın kıyı çöktü.
  8. D. Kural basitti ve yıllarca çalışılmıştı: büyük bir depremden sonra hemen yüksek bir yere koşun ve beklemeyin. Şehirdeki öğrencilerin yaklaşık %99,8'i hayatta kaldı.
  9. C. Japonya uyarılarını, olduğundan düşük tahmin edilmiş bir ilk sayı artık insanlara güvende oldukları hissini vermesin diye değiştirdi. Depremin büyüklüğü belli olunca sayılar eklenir.
  10. A. Bir olasılık, bir tarih ya da kesinlik değildir. Her iki değer de 30 yıllık bir süre için yüksektir ve hükümet, halktan ve yerel yönetimlerden yüksek olan değeri göz önünde tutarak hazırlanmalarını istiyor.

Yazılı cevap

  1. Pasifik levhası Japonya'ya yılda yaklaşık 8 cm yaklaşır ve Japonya Çukuru'nda dalar. Levhaların temas ettiği yerde fay kilitlidir; bu yüzden Japonya'nın kenarı aşağı çekilir ve sıkıştırılır, elastik gerilim birikir. 2011'de gerilim sürtünmeyi yendi: fay yaklaşık 400 km uzunluğundaki bir kuşak boyunca 50 m'ye kadar kaydı, sıkışmış kenar geri sıçradı ve deniz tabanı yukarı doğru fırlayarak üzerindeki su sütununun tamamını kaldırdı. Yerçekimi, yükselen bu suyu geri aşağı çekti ve dalgaları her yöne gönderdi. Derin okyanusta dalgalar, yükseklikleri bir metreyi zor bulurken saatte yaklaşık 800 km hızla ilerledi; kıyıya yakın sığ sularda yavaşlayıp büyüdü, yakındaki kıyılara kabaca yarım saatte ulaştı ve bazı yerlerde yaklaşık 40 m'ye kadar tırmandı. Açık Pasifik'i aşarak yaklaşık 7 saatte Hawaii'ye, yaklaşık bir günde Şili'ye ulaştı.
  2. Japonya'da depremler yalnızca yaklaşık bir yüzyıldır sismograflarla kaydediliyor; bu süre, en büyük olaylar arasındaki süreden çok daha kısadır. Japonya'nın tarihsel kayıtları, 869 tsunamisinin Sendai ovasını su altında bıraktığını ve yaklaşık 1.000 kişiyi boğduğunu anlatıyordu. 1990 civarından itibaren jeologlar, denizden taşınmış kumunu kilometrelerce içeride, altında daha eski kum katmanlarıyla birlikte buldu; bu da dev tsunamilerin yüzyıllar arayla defalarca vurduğunu gösteriyordu. Yine de resmî tahminler büyük ölçüde daha iyi bilinen yakın tarihli depremlere dayanıyordu ve 8 civarında bir büyüklük bekliyordu. Jeolojik çalışmalar Jōgan depreminin ne kadar büyük olduğunu hâlâ tahmin etmeye çalışıyordu; fayın çok daha büyük bir kesiminin aynı anda kırılabileceği yönündeki asıl ders, 9 büyüklüğündeki deprem geldiğinde henüz tehlike planlarına yansıtılmamıştı.
  3. Aneyoshi taşı işe yaradı, çünkü kuralı bir sonraki dalganın büyüklüğünü tahmin etmeye dayanmıyordu: her ev taşın yukarısına inşa edilmişti ve 2011 dalgası taşın yaklaşık 90 m aşağısında durdu. Kamaishi tatbikatları işe yaradı, çünkü basit ve çalışılmış bir kural, yani hemen yüksek bir yere koşmak ve beklememek, uyarılara ya da tahminlere bağlı değildi; şehirdeki öğrencilerin yaklaşık %99,8'i hayatta kaldı. Önceki tsunamiler için inşa edilen deniz duvarları ve yaklaşık 6 m'lik bir dalgaya göre tasarlanan Fukushima Daiichi tesisi başarısız oldu, çünkü sabit bir tasarım yüksekliğine göre yapılmışlardı ve santralde yaklaşık 14 m'ye ulaşan 2011 tsunamisi bu yüksekliği aştı. Ders şudur: geçmiş olaylara göre boyutlandırılmış savunmalar aşılabilir, oysa insanları suyun erişemeyeceği yere götüren kurallar dalganın büyüklüğü ne olursa olsun işe yarar; en iyi planlar ikisini birlikte kullanır.

Daha derine

  1. Bir tsunami Pasifik'i ne kadar hızlı geçer ve neden büyür?: c = √(9.81 × 5000) ≈ 221 m/s ≈ 800 km/sa; bu, bölümde verilen hızdır. 5.960 km ÷ 800 km/sa ≈ 7,5 saat; bu, gözlenen yaklaşık yedi saatlik varış süresine yakındır (gerçek dalga, kısmen 5.000 m'den daha derin olan gerçek deniz tabanını izler). Büyüme: ⁴√(4000 ÷ 10) = ⁴√400 ≈ 4,5; yani 1 m'lik dalga yaklaşık 4,5 m yüksekliğe ulaşır ve √(9.81 × 10) ≈ 10 m/s, yani saatte yaklaşık 36 km hızla, çoğu insanın koşabileceğinden daha hızlı ilerler. Tırmanma yüksekliği, dalganın açık denizdeki yüksekliği değil, suyun karada tırmandığı yüksekliktir: Sanriku kıyısında dar, V biçimli koylar akışı bir huni gibi daraltır ve hareket eden su momentumunu yokuş yukarı taşır; bu yüzden oradaki tırmanma yüksekliği yaklaşık 40 m'ye ulaştı.
  2. Büyüklük, enerji ve kayma: 101.5 × 1.2 = 101.8 ≈ 63 kat daha fazla enerji; ilk tsunami tahmininin bu kadar düşük olmasının nedeni budur. 101.5 × 0.1 = 100.15 ≈ 1,4: iki kurumun değerleri enerji açısından yaklaşık %40 farklıdır; bu, ilk hatanın yanında küçüktür. Mw 9.0 için M₀ = 1022.6 ≈ 4.0 × 1022 N·m, dolayısıyla D = 4.0 × 1022 ÷ (4 × 1010 × 4 × 105 m × 1.5 × 105 m) ≈ 17 m; Mw 9.1 için M₀ ≈ 5.6 × 1022 N·m ve D ≈ 23 m. Kabaca 17 ila 23 m'lik ortalama kayma, 50 ila 60 m'lik en büyük kaymanın yarısından azdır; en büyük kayma, deniz tabanını en çok yükselttiği ve en büyük tsunamiyi yarattığı çukurun yakınında yoğunlaşmıştı.
  3. Erken uyarı ne kadar süre kazandırabilir?: Tokyo'ya S dalgası yolculuk süresi ≈ 376 km ÷ 3,5 ila 4 km/s ≈ 94 ila 107 s; dolayısıyla uyarı süresi, bölümde olduğu gibi yaklaşık 64 ila 77 s, yani yaklaşık bir dakikadır. 30 s içinde S dalgaları odaktan yaklaşık 105 ila 120 km yol alır; 30 km derinlikte bu, yüzeyde merkez üssünden √(105² − 30²) ≈ 100 km ile √(120² − 30²) ≈ 116 km arasına kadar uzanır. Odaktan yaklaşık 82 km uzaktaki Oshika Yarımadası, S dalgalarını yalnızca yaklaşık 20 ila 23 s sonra, yani böyle bir uyarıdan önce hissetti. Büyük bir depremde kırılmanın kendisi dakikalarca büyümeyi sürdürür ve fayın daha geç kırılan ve uzaktaki şehirlere daha yakın olan kesimlerinden güçlü dalgalar yayar; bu yüzden gerçek uyarı süreleri yalnızca başlangıç noktasına değil, kırılmanın tamamına bağlıdır.
  4. Gerilim bütçesi ve Jōgan tipi tsunamilerin tekrarlanması: 50 m ÷ 0.083 m/yr ≈ 600 yıl; 20 m ÷ 0.083 m/yr ≈ 240 yıl. 869'dan 2011'e kadar (1.142 yıl) yaklaşık 95 m yakınsama birikti; bu, 2011'deki kaymadan fazladır, dolayısıyla yakınsamanın tamamı kilitli bölgede gerilim olarak depolanmaz: bir kısmı yavaş, sessiz kaymayla ve bu levha sınırındaki çok sayıda küçük depremle boşalır. Ozawa ve meslektaşları (2011) bütçenin öbür yüzüne dikkat çekiyor: 2011'den önce GPS, Tōhoku açıklarında gerilimin, levha sınırındaki önceki depremlerin ortalama olarak boşalttığından çok daha hızlı biriktiğini gösteriyordu; bu da bu gerilimin sonunda nasıl boşalacağı sorusunu doğurmuştu. Olasılıklar: T = 1.000 yıl için 30 yılda 1 − exp(−0.03) ≈ %3 ve 50 yılda 1 − exp(−0.05) ≈ %5; T = 500 yıl için yaklaşık %6 ve %10. Sonuçlar felaket boyutunda olduğunda, bir santralin ya da bir kasabanın ömrü boyunca birkaç yüzdelik bir olasılık göz ardı edilebilecek kadar küçük değildir; nadir olayların tasarımın dışında bırakılmayıp tasarıma dahil edilmesi gerekmesinin nedeni budur.
  5. Deprem gün uzunluğunu gerçekten değiştirdi mi?: ΔI/I = ΔT/T = −1.8 × 10−6 s ÷ 86.400 s ≈ −2.1 × 10−11. Yüzyılda 1,8 ms'lik eğilim, 1.8 × 10−3 s ÷ 36.525 gün ≈ günde gün başına 4.9 × 10−8 s demektir; dolayısıyla değişikliği yaklaşık 1.8 × 10−6 ÷ 4.9 × 10−8 ≈ 37 günde telafi eder. Bir yılda 365 × 1,8 µs ≈ 0,66 ms. Etki gerçek ama çok küçüktür; rüzgârların, okyanus akıntılarının ve Dünya'nın çekirdeğinin neden olduğu gün uzunluğundaki doğal dalgalanmalardan çok daha küçüktür; bu yüzden ölçülmemiş, hesaplanmıştır.