Ad Sınıf Tarih

EARTH EXPLAINED · DERS REHBERİ

World Series depremi

Loma Prieta, 1989: en ağır hasar neden faydan 60 mil uzakta oldu

Video 9:00Düzey 6–12. sınıflar · üniversite giriş düzeyi jeolojiStandartlar MS-ESS2-2, MS-ESS3-2, HS-ESS2-1, HS-ESS3-1, HS-PS4-1, HS-ETS1-3
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

Santa Cruz yakınlarındaki dağlarda merkezlenen bir deprem, en ölümcül hasarını neden yaklaşık 60 mil uzakta, San Francisco ve Oakland'da verdi?

17 Ekim 1989'da öğleden sonra saat 5:04'te, World Series'in 3. maçından dakikalar önce, 6,9 büyüklüğünde bir deprem San Andreas fay sisteminin Santa Cruz Dağları'nın altında gömülü duran bir kesimini kırdı. Bu ders, bu depremden yola çıkarak birbirinin yanından kayan bir levha sınırının gerilimi nasıl biriktirip aniden boşalttığını (1906 depreminden doğan elastik geri sekme kuramı), 1988'deki bir olasılık tahmininin kırılan kesimi nasıl öne çıkardığını ve en ağır hasarın neden faydan uzakta, yumuşak çamurun ve yapay dolgunun sarsıntıyı güçlendirdiği ve gevşek zemini neredeyse sıvıya dönüştürdüğü yerlerde meydana geldiğini açıklıyor. Ders, bölgenin sonrasında neleri değiştirdiğiyle, otoyol güçlendirmelerinden telefonlara gelen deprem uyarılarına kadar, ve USGS'nin San Francisco Körfezi bölgesinde 2014 ile 2043 arasında en az bir adet 6,7 veya daha büyük deprem olma olasılığına ilişkin %72'lik tahminiyle sona eriyor.

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

Öğrenme kazanımları Bu dersten sonra öğrenciler şunları yapabilir:

  1. San Andreas fay sistemini, Pasifik levhasının Kuzey Amerika levhasının yanından kuzeybatıya doğru kaydığı bir sınır olarak tanımlamak ve Körfez Bölgesi'nin başlıca faylarını adlandırmak.
  2. 1906 depreminden sonra ölçülen zemin ötelenmelerini kanıt olarak kullanarak elastik geri sekme kuramını açıklamak.
  3. Deprem olasılık tahminini (belirli bir süre içindeki olasılık) kesin deprem öngörüsünden (tarih, yer ve büyüklük) ayırt etmek ve Körfez Bölgesi'ne ilişkin 1988 ve 2014 tahminlerini doğru yorumlamak.
  4. Yumuşak zeminin ve yapay dolgunun sismik dalgaları nasıl güçlendirdiğini ve sıvılaşmanın binalara nasıl zarar verdiğini açıklamak; bu fikirleri kullanarak hasarın neden Marina Bölgesi'nde ve körfez kıyısı boyunca yoğunlaştığını açıklamak.
  5. Cypress Street Viyadüğü ile Bay Bridge'deki göçmeleri tanımlamak ve ardından gelen mühendislik çözümlerini değerlendirmek: eski yapıların güçlendirilmesi ve Bay Bridge'in doğu açıklığının yenisiyle değiştirilmesi.
  6. Deprem erken uyarısının nasıl çalıştığını, bazı yerlere neden onlarca saniyelik uyarı süresi kazandırabildiğini ve faya en yakın yerlerin neden hiç uyarı alamayabileceğini açıklamak.
  7. Hayward fayının bugünkü tehlikesini değerlendirmek ve 30 yıl içinde büyük bir deprem olma olasılığının %72 olduğu bir bölgede Drop, Cover and Hold On (çök, kapan, tutun) tatbikatı yapmanın neden mantıklı olduğunu açıklamak.

İzlemeden önce

Anahtar kelimeler ★ büyük öğrenciler için ek terimler

Fay
Yer kabuğunda, iki yanındaki kayaların birbirine göre hareket ettiği kırık. Bir fay üzerindeki hareket yavaş ve düzenli olabileceği gibi, bir depremde olduğu gibi ani de olabilir.
Tektonik levha
Dünya'nın dış kabuğunu oluşturan büyük ve katı parçalardan biri. Kaliforniya'da Pasifik levhası, Kuzey Amerika levhasının yanından yılda yaklaşık 2 inç (5 cm) hızla kuzeybatıya doğru hareket eder.
San Andreas fay sistemi
Kaliforniya'da Pasifik ve Kuzey Amerika levhaları arasındaki hareketin büyük kısmını üstlenen fay ailesi. San Francisco Körfezi çevresinde San Andreas, Hayward ve Calaveras faylarını içerir.
Transform sınır★
İki levhanın birbirinin yanından yatay olarak kaydığı, levhaların ne oluştuğu ne de yok olduğu levha sınırı. San Andreas fay sistemi, karadaki en bilinen örnektir.
Elastik geri sekme
H. F. Reid'in 1910'da depremler için yaptığı açıklama: levhalar hareket ettikçe kilitli bir fayın iki yanındaki kaya yavaşça bükülür ve gerilim biriktirir; sonunda fay kayar ve kaya aniden geri sıçrar. Bu, bugün hâlâ deprem döngüsünün temel modelidir.
Büyüklük (magnitüd)
Bir depremin büyüklüğünün ölçüsü. Moment büyüklüğü ölçeğindeki her tam basamak, yaklaşık 32 kat daha fazla enerjinin açığa çıkması demektir.
Odak (hiposantr) ve merkez üssü (episantr)★
Odak, kırılmanın başladığı yer altındaki noktadır; merkez üssü ise yüzeyde bu noktanın tam üstündeki noktadır. Loma Prieta'nın odağı yaklaşık 11 mil (17 km) derindeydi.
Deprem olasılık tahmini
Belirli büyüklükte bir depremin belirli bir bölgede belirli bir süre içinde meydana gelme olasılığını bildiren ifade; örneğin “30 yılda %30”. Bir tarih öngörüsü değildir.
Yapay dolgu
İnsanların suya ya da alçak araziye kum, toprak ve moloz döküp pompalayarak oluşturduğu arazi. Marina Bölgesi de dahil olmak üzere San Francisco Körfezi kıyı şeridinin büyük kısmı dolgu üzerine kurulmuştur.
Sıvılaşma
Gevşek, suya doygun kumun sarsıntı sırasında dayanımını yitirip bir sıvı gibi davranması. Üzerindeki binalar zemine gömülür ya da devrilir; kum ve su, kum kaynamaları halinde yüzeye fışkırır.
Zemin büyütmesi
Sismik dalgalar sert kayadan yumuşak zemine geçerken sarsıntının güçlenmesi: dalgalar yavaşlar ve genlikleri büyür. 1989'da körfez çevresindeki yumuşak zemin, yakındaki kayaya göre iki ila dört kat daha şiddetli sallandı.
Fay kripi (sessiz kayma)
Bir fayın deprem üretmeden yavaş ve düzenli biçimde kayması. Hayward fayının bazı kesimleri yılda birkaç milimetre kayarak üzerinden geçen kaldırım kenarlarını ve duvarları büker.
Deprem erken uyarısı
Bir depremin yakınındaki sensörlerin ilk gelen, daha hızlı sismik dalgaları algılayıp en şiddetli sarsıntıdan saniyeler önce ulaşabilecek bir uyarı gönderdiği sistem. Kaliforniya'nın sistemi, USGS'nin ShakeAlert ağı üzerine kuruludur.
P dalgaları ve S dalgaları★
Dünya'nın içinden geçerek yayılan iki tür sismik dalga. P (birincil) dalgalar daha hızlıdır ve genellikle daha zayıftır; S (ikincil) dalgalar daha sonra ulaşır ve hasarın büyük kısmını yapar.
Donatısız yığma yapı★
Çelik donatısı olmayan eski tuğla ya da taş yapılar. Santa Cruz'daki Pacific Garden Mall'da bulunanlar gibi bu tür binalar, şiddetli sarsıntıda yıkılma olasılığı en yüksek yapılar arasındadır.
Sismik güçlendirme
Mevcut bir yapıyı depremlere dayanabilecek şekilde güçlendirmek; örneğin beton kolonları çelik gömleklerle sarmak ve köprü açıklıklarını birbirine bağlamak.

Bölümler Oradan oynatmak için bir zaman seçin

0:00Öğleden sonra 5:04

17 Ekim 1989: 60.000'den fazla taraftar, San Francisco Giants ile Oakland A's arasındaki World Series'in 3. maçı için Candlestick Park'tadır; öğleden sonra saat 5:04'te stadyum sallanmaya başlar ve canlı yayın karlı ekrana dönüşür.

0:39Yanı başındaki fay

Kaliforniya, Pasifik levhasının Kuzey Amerika levhasının yanından yılda yaklaşık 2 inç (5 cm) hızla kuzeybatıya kaydığı sınırın üzerinde yer alır; bu hareket büyük ölçüde San Andreas fay sistemi boyunca gerçekleşir ve sistem körfez çevresinde San Andreas, Hayward ve Calaveras faylarına ayrılır. Uzunluklarının büyük bölümünde faylar on yıllar ya da yüzyıllar boyunca kilitli kalır, sonra biriktirdikleri gerilimi bir anda boşaltır.

1:201906

18 Nisan 1906'daki 7,9 büyüklüğündeki deprem San Andreas fayının yaklaşık 296 millik (477 km) bir bölümünü kırdı; ardından yangın geldi, yaklaşık 28.000 bina yıkıldı ve 3.000'den fazla kişi öldü. Yaklaşık 21 fite (6,4 m) varan ötelenmeler H. F. Reid'i elastik geri sekme kuramına götürdü; daha sonra Marina Bölgesi'ne dönüşen dolgu kıyı şeridi ise 1989'un zeminini hazırladı.

2:38Tahmin

1988'de Working Group on California Earthquake Probabilities (Kaliforniya deprem olasılıkları çalışma grubu), San Andreas fayının güney Santa Cruz Dağları kesimine 30 yıl içinde 6,5 ila 7 büyüklüğünde bir deprem için %30 olasılık verdi. Deprem hemen ertesi yıl geldi.

3:08On beş saniye

6,9 büyüklüğündeki kırılma, Santa Cruz Dağları'nın yaklaşık 11 mil (17 km) altında, Loma Prieta zirvesi yakınında başladı; en şiddetli sarsıntı yaklaşık 15 saniye sürdü ve kırılma hiçbir zaman yüzeye ulaşmadı. Santa Cruz'da eski tuğla binalar yıkıldı, Marina Bölgesi'ndeki dolgu sıvılaştı, Bay Bridge'in üst katının bir bölümü çöktü ve Oakland'daki iki katlı Cypress Street Viyadüğü'nün çökmesi ölümlerin çoğuna yol açtı.

5:19Sonrası

Bilanço: 63 ölü, 3.757 yaralı, 18.000'den fazla hasarlı ev, evsiz kalan yaklaşık 12.000 kişi ve yaklaşık 6 milyar dolar hasar. Stadyum ayakta kaldı ve World Series on gün sonra yeniden başladı.

5:45Ne değişti

San Francisco hasarlı Embarcadero Otoyolu'nu 1991'de yıktı ve kıyısını yeniden açtı; Bay Bridge'in doğu açıklığı, büyük bir depreme göre tasarlanmış yenisiyle değiştirildi (2013'te açıldı); Kaliforniya genelindeki eski köprüler ve otoyollar güçlendirildi; ve 30. yıl dönümünde, 2019'da, eyalet telefonlara erken uyarı göndermeye başladı.

6:44Bir sonraki deprem

Hayward fayı, körfezin doğu yakasındaki şehirlerin tam altından geçer, yılda birkaç milimetre kayar ve en son 1868'de 6,8 büyüklüğünde bir depremle kırıldı. USGS, Körfez Bölgesi'nde 2014 ile 2043 arasında en az bir adet 6,7 veya daha büyük deprem olma olasılığını %72 olarak veriyor; milyonlarca kişinin her ekim ayında Drop, Cover and Hold On tatbikatı yapmasının nedeni budur. Bölüm, akılda tutulması gereken üç şeyle kapanıyor.

Yaygın kavram yanılgıları Öğretmen için

YanılgıBir depremin merkez üssüne ne kadar yakınsanız, hasar her zaman o kadar ağır olur.

Kanıtlar ne gösteriyorMesafe önemlidir, ama zemin de önemlidir. 1989'da en ölümcül hasar, faydan yaklaşık 60 mil uzakta, Oakland ve San Francisco'da, sarsıntıyı güçlendiren ve bazı yerlerde sıvılaşan yumuşak körfez çamuru ve yapay dolgu üzerinde meydana geldi. Merkez üssüne yakın, sağlam zemindeki mühendislik hizmeti almış binalar genel olarak iyi dayandı.

YanılgıBilim insanları Loma Prieta depremini önceden kesin olarak öngörmüştü.

Kanıtlar ne gösteriyorBir olasılık tahmini yapmışlardı, bu farklı bir şeydir. 1988 Working Group, güney Santa Cruz Dağları kesimine 30 yıl içinde 6,5 ila 7 büyüklüğünde bir deprem için %30 olasılık vermişti: bir tarih değil, bir olasılık. Bir depremin gününü henüz kimse önceden bilemiyor; üstelik 1989 kırılmasının kendisi de olağandışıydı: dağların altına dik açıyla dalan bir fay düzleminde, neredeyse yanal kayma kadar yukarı ve üste doğru (ters) kayma vardı.

YanılgıHayward fayı gibi krip yapan (yavaşça kayan) bir fay güvenlidir, çünkü gerilimini yumuşak bir şekilde boşaltır.

Kanıtlar ne gösteriyorHayward fayındaki krip büyük ölçüde en üstteki birkaç mille sınırlıdır. Yaklaşık 3 mil (5 km) derinliğin altında fay kilitlidir ve gerilim biriktirir; 1868'de 6,8 büyüklüğünde bir deprem üretmiştir. USGS, Hayward–Rodgers Creek fay sistemine 2014 ile 2043 arasında 6,7 veya daha büyük bir deprem için %33 olasılık veriyor.

YanılgıDeprem erken uyarısı depremleri başlamadan önce öngörür.

Kanıtlar ne gösteriyorErken uyarı, zaten başlamış bir depremi algılar. Kaynağa yakın sensörler daha hızlı P dalgalarını yakalar ve elektronik bir uyarı, daha yavaş ve yıkıcı dalgaların önüne geçer. Kaynaktan uzak yerler saniyelerce uyarı süresi kazanabilir; kaynağa en yakın yerler ise hiç uyarı alamayabilir.

Yanılgı7,9 büyüklüğündeki bir deprem, 6,9 büyüklüğündeki bir depremden yalnızca biraz daha büyüktür.

Kanıtlar ne gösteriyorBüyüklük ölçeğindeki her tam basamak yaklaşık 32 kat daha fazla enerji demektir; dolayısıyla 1906 depremi Loma Prieta'nın kabaca 32 katı enerji açığa çıkardı ve yaklaşık on kat daha uzun bir fayı kırdı.

Tartışma soruları

  1. Merkez üssü Santa Cruz Dağları'ndaydı, ama en yıkıcı göçmelerin çoğu yaklaşık 60 mil uzakta meydana geldi. Bölümden yararlanarak nedenini açıklayın. Bu, bir şehrin binaları güçlendirmeye nereden başlayacağına nasıl karar vermesi gerektiği konusunda ne düşündürüyor?
  2. 1988 tahmini, Santa Cruz Dağları kesimine 30 yıl içinde büyük bir deprem için %30 olasılık verdi ve deprem ertesi yıl geldi. Tahmin başarılı mıydı? 2018'e kadar hiç deprem olmasaydı bu ne anlama gelirdi?
  3. Marina Bölgesi'nde çöken arazinin büyük kısmı, bir koy doldurularak insanlar tarafından oluşturulmuştu. Bir evin üzerine kurulduğu zemini bilmek ve bunu alıcılara bildirmek kimin sorumluluğunda olmalı? Sizin bölgenizde dolgu üzerine kurulmuş yerler var mı?
  4. 1989'dan sonra San Francisco, Embarcadero Otoyolu'nu onarmak yerine yıkmayı seçti; Bay Bridge'in doğu açıklığı ise milyarlarca dolarlık bir maliyetle yenisiyle değiştirildi. Bu kararları karşılaştırın: Sizce her birinde hangi ölçütler (maliyet, güvenlik, trafik, şehrin görünümü ve yaşamı) en çok önem taşıdı?
  5. Birçok kişi World Series'i izlemek için eve erken gittiğinden Cypress Street Viyadüğü'ndeki trafik her zamankinden hafifti. Bu, bir depremin zamanlamasının bilançoyu nasıl etkilediği hakkında size ne söylüyor? Bilanço, hafta içi sabah saat 8'de ya da bir pazar günü gece saat 3'te nasıl farklı olabilirdi?
  6. Bir erken uyarı, şiddetli sarsıntıdan önce size hiç zaman tanımamaktan belki 20 saniyeye kadar süre verebilir. Sizin, okulunuzun, bir tren işletmecisinin ve bir hastanenin beş saniyeyle ve yirmi saniyeyle yapabileceği yararlı şeylerin bir listesini çıkarın.

Test Bir cevap seçin; kendiliğinden kontrol edilir

1.San Francisco Körfez Bölgesi'nin altındaki levha sınırını en iyi hangi tanım açıklar?

2.H. F. Reid, 1906 depreminden sonra ölçülen zemin ötelenmelerinden hangi sonuca vardı?

3.Marina Bölgesi'nin 1989'da ağır hasar gören kesiminin altında ne bulunuyor?

4.1988'de Working Group on California Earthquake Probabilities, San Andreas fayının güney Santa Cruz Dağları kesimi hakkında ne söyledi?

5.1989 depremi sırasında Marina Bölgesi'ndeki binalar neden zemine gömüldü ve devrildi?

6.Merkez üssünden yaklaşık 60 mil uzaktaki San Francisco ve Oakland'ın bazı kesimleri, kaya üzerindeki daha yakın noktalardan neden daha şiddetli sallandı?

7.Hangi rakamlar USGS'nin Loma Prieta depremi özetiyle örtüşüyor?

8.Bir deprem erken uyarı sistemi, şiddetli sarsıntı insanlara ulaşmadan önce onları nasıl uyarabilir?

9.Pek çok bilim insanı Hayward fayını neden Körfez Bölgesi'ndeki en tehlikeli fay olarak görüyor?

10.USGS'nin 2014–2043 tahmini aslında ne söylüyor?

Yazılı cevap

1. Elastik geri sekme fikrini kullanarak, yılda yalnızca yaklaşık 2 inç (5 cm) hareket eden levhaların nasıl ani depremler üretebildiğini açıklayın. Cevabınızda 1906'dan kanıtlar kullanın.

İyi bir cevapta neler olur

Levhalar düzenli olarak hareket eder, ancak aralarındaki faylar sürtünmeyle kilitlenmiştir; bu yüzden iki yandaki kaya kaymak yerine bükülür ve on yıllar ya da yüzyıllar boyunca gerilim biriktirir. Gerilme fayın dayanımını aştığında fay aniden kayar ve bükülmüş kaya geri sıçrar. 1906'da San Andreas fayını kesen yollar ve çitler yaklaşık 21 fite (6,4 m) kadar ötelendi; bu, bir yüzyılı fazlasıyla aşan levha hareketinin bir dakikadan kısa sürede boşalması demekti. Reid bu ölçümleri kullanarak kuramını 1910'da ortaya koydu.

2. Marina Bölgesi merkez üssünden yaklaşık 60 mil uzakta, ama yine de yedi binası yıkıldı ve en az üç kişi öldü. Arazinin tarihini ve zeminin sarsıntıya nasıl tepki verdiğine ilişkin bilimi kullanarak nedenini açıklayın.

İyi bir cevapta neler olur

Marina'nın hasar gören kesimi doldurulmuş bir koyun üzerine kuruludur: 1915 Panama-Pacific International Exposition için pompalanan gevşek kum ve bir kısmı 1906 molozu içerebilecek daha eski dolgu. Yumuşak ve suya doygun çökellerde sismik dalgalar yavaşlar ve büyür; bu yüzden sarsıntı, yakındaki Fort Mason'ın kayası üzerindekinin çok üstüne çıktı. Sarsıntı ardından gevşek kumu sıvılaştırdı: kum dayanımını yitirdi, binalar zemine gömüldü ve devrildi, kum kaynamaları fışkırdı ve yanal yayılma gaz ve su borularını kopardı. Büyük bir yangın çıktı ve ana su boruları hasar gördüğü için bir yangın söndürme gemisi körfezden su pompalamak zorunda kaldı. Zayıf, açık garaj katları olan binalar özellikle savunmasızdı.

3. Bir arkadaşınız şöyle diyor: “Bilim insanları Loma Prieta'yı önceden kesin olarak öngördü, şimdi de bir sonraki büyük depremin en geç 2043'te geleceğini söylüyorlar”. Bu ifadenin her iki yarısında da neyin yanlış olduğunu açıklayın.

İyi bir cevapta neler olur

İkisi de kesin bir öngörü değildir. 1988'de bilim insanları güney Santa Cruz Dağları kesimine 30 yıl içinde 6,5 ila 7 büyüklüğünde bir deprem için %30 olasılık verdi; depremin ertesi yıl gelmesi, tarihin önceden tahmin edildiği anlamına gelmiyordu. USGS'nin 2014–2043 tahmini, bu 30 yıl içinde Körfez Bölgesi'nin herhangi bir yerinde en az bir adet 6,7 veya daha büyük deprem olma olasılığının %72 olduğunu söylüyor. Bu, büyük bir depremin olma ihtimalinin olmama ihtimalinden yüksek olduğu, ama kesin olmadığı anlamına gelir; deprem bölgedeki herhangi bir fayda ve herhangi bir gün gelebilir, işte bu yüzden şimdiden hazırlanmak önemlidir.

Daha derine Üniversite ve ileri lise düzeyi

Loma Prieta ne kadar büyüktü?

Moment büyüklüğü, sismik momentten (M₀ = μ·A·D) tanımlanır: kayanın rijitliği (μ) çarpı kayan fay alanı (A) çarpı ortalama kayma (D). Hanks ve Kanamori (1979), M₀ newton-metre cinsinden olmak üzere Mw = (2/3)(log₁₀M₀ − 9.1) bağıntısını tanımladı; dolayısıyla M₀ = 101.5 Mw + 9.1. Yayılan enerji, büyüklükteki her tam basamak için yaklaşık 101.5 ≈ 32 kat artar. USGS Circular 1045, 1989 kırılmasının gömülü fay yüzeyinin yaklaşık 190 mil karelik (yaklaşık 490 km²) bir alanında kayma içerdiğini ve jeodezik ölçümlerin yaklaşık 6 fit sağ yanal kayma ile 4 fit ters kayma gösterdiğini bildiriyor.

Problem(a) 1906 depremi (M7.9), Loma Prieta'dan (M6.9) kaç kat daha fazla enerji açığa çıkardı? Loma Prieta, 1868 Hayward fayı depremiyle (M6.8) nasıl karşılaştırılır? (b) Mw 6.9 büyüklüğündeki bir depremin sismik momentini hesaplayın. (c) μ = 3.0 × 1010 Pa alarak ortalama kaymayı tahmin edin ve jeodezik tahminle karşılaştırın.

Çözümlü cevap

(a) 101.5 × 1.0 ≈ 32 kat. Loma Prieta, 1868 depreminin 101.5 × 0.1 ≈ 1,4 katı enerji açığa çıkardı; yani ikisi benzer büyüklüktedir, ama Hayward fayı körfezin doğu yakasındaki şehirlerin altından geçer. (b) M₀ = 101.5 × 6.9 + 9.1 = 1019.45 ≈ 2.8 × 1019 N·m. (c) A ≈ 4.9 × 108 m², dolayısıyla D = M₀ ÷ (μA) ≈ 2.8 × 1019 ÷ (3.0 × 1010 × 4.9 × 108) ≈ 1,9 m, yani yaklaşık 6 fit. Jeodezik kayma vektörü √(6² + 4²) ≈ 7,2 fittir (2,2 m): yaklaşık %15 içinde bir uyum; μ'deki ve kırılma alanındaki belirsizlik düşünüldüğünde bu iyi bir sonuçtur.

Körfez Bölgesi faylarının gerilim bütçesi

San Francisco Körfezi bölgesi boyunca levhalar birbirine göre yılda yaklaşık 1,6 inç (4 cm) hareket eder (USGS Fact Sheet 2016-3020). USGS, yaklaşık 20 fitlik ötelenmeler yaratan 1906 tipi depremlerin kabaca her 200 yılda bir tekrarlandığını tahmin ediyor. Hayward fayında, yaşı belirlenmiş akarsu çökelleri yılda yaklaşık 8 mm'lik (0,3 inç) uzun vadeli bir kayma hızı veriyor (Lienkaemper ve Borchardt, 1996). Fay yüzeyde yılda kabaca 4 ila 5 mm krip yapar, ancak krip büyük ölçüde en üstteki 3 mil (5 km) ile sınırlıdır; bunun altında fay kilitlidir. Tarihsel ölçümler, 1868 depreminde yaklaşık 6 fit (2 m) yatay kayma olduğunu gösteriyor (USGS Fact Sheet 2008-3019).

Problem(a) Her 200 yılda 20 fitlik kayma, kuzey San Andreas fayında ortalama ne kadarlık bir kayma hızına karşılık gelir? Bu, bölgesel levha hareketinin ne kadarıdır ve geri kalanı nereye gider? (b) 1868 ile 2026 arasında Hayward fayının kilitli kısmında ne kadar kayma açığı birikmiştir? Bunu 1868'deki kaymayla karşılaştırın. (c) Yüzeydeki krip, Hayward fayının tehlikesini neden ortadan kaldırmaz?

Çözümlü cevap

(a) 20 ft ÷ 200 yr = yılda 0,1 fit, yani yılda yaklaşık 1,2 inç (3 cm); bu, bölge genelindeki yılda 1,6 inçlik hareketin kabaca dörtte üçüdür; geri kalanını Hayward, Rodgers Creek, Calaveras ve sistemin diğer fayları taşır. (b) 158 yıl × yılda 8 mm ≈ 1,3 m, yani yaklaşık 4 fit: 1868'deki yaklaşık 2 m'nin şimdiden büyük bir bölümü; bu, USGS'nin fayın her an 6,8 ila 7,0 büyüklüğünde bir deprem üretebileceği görüşüyle tutarlıdır. (c) Krip gerilimi yalnızca yüzeye yakın kesimde azaltır ve orada bile uzun vadeli hızdan daha yavaştır; fayın daha derindeki kilitli kısmı, kırılana kadar gerilim biriktirmeye devam eder.

Yumuşak zemin neden rezonansa girer

Çok daha sert bir kayanın üzerindeki H kalınlığında yumuşak bir çökel tabakası, kesme dalgalarını hapseder ve rezonansa girer. Tabakanın temel (çeyrek dalga) periyodu T = 4H/Vs ile verilir; burada Vs, tabakadaki kesme dalgası hızıdır. Marina Bölgesi'nde bir sondaj kuyusu, ana kayanın üzerinde, çoğu Vs değeri yaklaşık 300 m/s olan eski körfez çamurundan oluşan yaklaşık 80 m (260 ft) çökel olduğunu gösterdi (Boatwright ve diğerleri, USGS Professional Paper 1551-F içinde). Artçı sarsıntı kayıtları, Marina'nın sarsıntıyı Fort Mason'daki kayalık tepeye göre 1 hertz civarında 7 ila 10 kat büyüttüğünü gösterdi. Yaygın bir pratik kurala göre bir binanın doğal periyodu kat başına yaklaşık 0,1 s'dir.

Problem(a) Marina çökel sütununun temel periyodunu ve frekansını hesaplayın ve gözlenen tepe değeriyle karşılaştırın. (b) Böyle bir zeminde hangi bina yükseklikleri rezonans açısından en büyük risk altındadır? (c) USGS kayıtları, ana şok sırasında yumuşak zeminlerde yalnızca yaklaşık 2 ila 4 katlık bir büyütme gösteriyor; bu, küçük artçı sarsıntılardakinden çok daha azdır. Bunun nedenine ilişkin bir açıklama önerin.

Çözümlü cevap

(a) T = 4 × 80 ÷ 300 ≈ 1,07 s, yani yaklaşık 0,94 Hz frekans; bu, 1 Hz civarında gözlenen büyütme tepesiyle örtüşür. (b) Pratik kurala göre kabaca 8 ila 12 katlı binalar (doğal periyotları 1 s civarında) zeminle rezonansa girer; alçak ahşap karkas evlerin periyotları daha kısadır ve Marina'da onları yıkan şey yalnızca rezonans değil, sıvılaşma ve zayıf zemin katlarıydı. (c) Yumuşak zeminler şiddetli sarsıntıda doğrusal olmayan biçimde davranır: yumuşar ve daha fazla enerji sönümler; bu da büyütmeyi azaltır ve rezonansı daha uzun periyotlara kaydırır. Bu nedenle zayıf hareketlerle ölçülen büyütme katsayıları, hasar verici bir depremdeki büyütmeyi olduğundan fazla gösterir; yine de yumuşak zemindeki sarsıntı kayaya göre çok daha güçlü kalır.

%72'lik bir tahmin her yıl için ne anlama gelir

Bir bölgedeki büyük depremler zaman içinde yılda ortalama λ hızıyla rastgele meydana gelseydi (bir Poisson süreci), t yıl içinde en az bir deprem olma olasılığı P = 1 − exp(−λt) olurdu. USGS tahmini (UCERF3, Fact Sheet 2016-3020), Körfez Bölgesi için 2014–2043 döneminde şunları veriyor: en az bir adet 6,0 veya daha büyük deprem için %98, 6,7 veya daha büyük için %72 ve 7,0 veya daha büyük için %51; tek tek faylar için ise Hayward veya Rodgers Creek fayları için %33 ve San Andreas fayı için %22, hepsi 6,7 veya daha büyük depremler için. Gerçek tahmin, her fayın son depreminden bu yana geçen süreyi de hesaba katar; dolayısıyla Poisson modeli bir yaklaşıklıktır.

Problem(a) %72'yi eşdeğer bir yıllık hıza, ortalama bir aralığa ve tek bir yıl için olasılığa dönüştürün. %72 ÷ 30 = yılda %2,4 hesabı neden yanlıştır? (b) Aynısını 1988 tahmini (30 yılda %30) için yapın. Depremin hemen ertesi yıl gelme olasılığı neydi? (c) Hayward–Rodgers Creek ve San Andreas fayları birbirinden bağımsız olsaydı, ikisinden birinde en az bir adet 6,7 büyüklüğünde deprem olma olasılığı ne olurdu? %72'nin geri kalanını ne açıklar?

Çözümlü cevap

(a) λ = −ln(1 − 0.72) ÷ 30 = −ln(0.28) ÷ 30 ≈ 1.273 ÷ 30 ≈ yılda 0.042; bu, yaklaşık 24 yıllık bir ortalama aralık ve 1 − exp(−0.042) ≈ %4,1'lik tek yıllık bir olasılık demektir. 30'a bölmek olasılıkların toplandığını varsayar, oysa “en az bir” olasılıkları bileşik olarak birikir: her yıl %2,4'lük bir olasılık, 30 yılda %72 değil, yalnızca 1 − 0.976^30 ≈ %52 verir. (b) λ = −ln(0.70) ÷ 30 ≈ yılda 0.012, yani herhangi bir yılda yaklaşık %1,2 olasılık: tahmin kesimi doğru belirlemişti, ama 1989'daki zamanlama tahminin parçası değildi. (c) 1 − (1 − 0.33)(1 − 0.22) = 1 − 0.67 × 0.78 ≈ 0.48, yani %48. Geri kalanı Calaveras ve diğer büyük faylardan, ayrıca daha az bilinen ve bilinmeyen faylardan gelir (yalnızca bunlar %13).

Ne kadar uyarı süresi mümkün?

Deprem erken uyarısı, elektronik uyarıları sismik dalgalarla yarıştırır. Üst kabuk için tipik hızları alın: P dalgaları için 6,0 km/s ve S dalgaları için 3,5 km/s. Loma Prieta kırılması yaklaşık 17 km (11 mil) derinlikte, Santa Cruz'a yaklaşık 9 mil (14,5 km) ve San Francisco'ya 60 mil (97 km) uzaklıktaki bir merkez üssünün altında başladı. Sistemin uyarısını kırılma başladıktan 8 saniye sonra verdiğini varsayın; bu süre, P dalgalarının yakındaki birkaç istasyona ulaşmasına ve verilerin işlenmesine yetecek zamanı tanır; telefonlara iletim ise ek süre gerektirebilir.

Problem(a) Odaktan San Francisco'daki Marina Bölgesi'ne olan düz çizgi uzaklığını ve P ile S dalgalarının oraya varış sürelerini hesaplayın. Marina, S dalgalarından önce ne kadar uyarı süresine sahip olurdu? (b) Aynı hesabı Santa Cruz için yapın. (c) Yüzeyde, S dalgalarının uyarıdan önce ulaştığı “kör bölge”nin yarıçapını tahmin edin. Gerçek uyarı süreleri neden daha da kısa olabilir?

Çözümlü cevap

(a) R = √(97² + 18²) ≈ 98.7 km. P dalgaları 98.7 ÷ 6.0 ≈ 16,4 s sonra, S dalgaları ise 98.7 ÷ 3.5 ≈ 28,2 s sonra ulaşır; dolayısıyla 8. saniyede verilen bir uyarı yaklaşık 20 saniyelik uyarı süresi sağlar. (b) R = √(14.5² + 18²) ≈ 23,1 km; S dalgaları yaklaşık 6,6 s sonra, yani uyarıdan önce ulaşır; bu yüzden Santa Cruz hiç uyarı alamazdı. (c) 8 s içinde S dalgaları 28 km yol alır; yüzeyde bu, merkez üssünden √(28² − 18²) ≈ 21 km'ye (yaklaşık 13 mil) kadar uzanır. Gerçek uyarılar daha kısa olabilir, çünkü kırılma fay boyunca her iki yönde yaklaşık 20 km yayıldı ve güçlü dalgalar birçok kasabaya daha yakın olan fay kesimlerinden de geldi; ayrıca uyarıların telefonlara ulaşması zaman alır. Buradaki gibi derin bir odak, S dalgalarının yüzeye varışını geciktirdiği için aslında işe yarar.

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: Gerilim olarak depolanıp saniyeler içinde boşalan yavaş levha hareketi; 1906 ötelenmeleri; Hayward fayındaki kripin on yıllar içinde kaldırım kenarlarını bükmesi.

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: 1988 ve 2014 deprem tahminleri, otoyol güçlendirmeleri, Bay Bridge'in yeni açıklığı ve deprem erken uyarısı.

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: Transform levha sınırının ve elastik geri sekme döngüsünün bir modeli; Santa Cruz Dağları'nın bazı kesimlerini yükselten 1989'daki verev (oblik) kayma.

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: Dolgu ve körfez çamuru üzerinde yapılaşma, 1906 ve 1989'un bilançosu, yeniden açılan Embarcadero kıyısı ve Körfez Bölgesi'nin bugünkü hazırlığı.

HS-PS4-1

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

Bu bölümde: Yumuşak zeminde yavaşlayıp büyüyen sismik dalgalar, Marina çökellerinin rezonansı ve erken uyarıda P ve S dalgalarının hızları.

HS-ETS1-3

Karmaşık bir gerçek dünya sorununa yönelik bir çözümü; maliyet, güvenlik, güvenilirlik ve estetik ile olası toplumsal, kültürel ve çevresel etkiler de dahil olmak üzere çeşitli kısıtları hesaba katan, öncelik sırasına konmuş ölçütlere ve ödünleşimlere göre değerlendirmek.

Bu bölümde: Güçlendirmek, yenilemek ya da kaldırmak: Cypress Street Viyadüğü, Bay Bridge'in doğu açıklığı ve Embarcadero Otoyolu.

Advanced Placement (AP, ABD)

Üniversite dersleri

Fiziksel jeoloji

Transform levha sınırları; San Andreas fay sistemi; elastik geri sekme ve deprem döngüsü; fay kripi; verev kayma

Doğal tehlikeler

Deprem olasılık tahmini ve olasılık; zemin etkileri ve sıvılaşma; 1906 ve 1989'dan dersler; deprem erken uyarısı; hazırlık

Mühendislik sismolojisi ve geoteknik mühendisliği

Sismik moment ve büyüklük; zemin büyütmesi ve yumuşak zeminlerin rezonansı; hidrolik dolgunun sıvılaşması; köprülerin ve viyadüklerin sismik güçlendirmesi

Metin dökümü Altyazılardaki gibi Türkçe anlatım

0:00Öğleden sonra 5:04

San Francisco, 17 Ekim 1989. 60.000'den fazla taraftar, San Francisco Giants ile Oakland A's arasındaki World Series'in üçüncü maçı için Candlestick Park'ı doldurmuş durumda.

0:13Saat beşi dört geçe, televizyon yayını yeni başlamıştır. Ardından stadyum sallanmaya başlar ve milyonlarca izleyiciye ulaşan canlı görüntü bozulur ve kesilir.

0:25Bu, Loma Prieta depreminin hikâyesi. Depremin ardındaki fayı, öncesinde gelen uyarıları ve koca bir bölgenin bu derslerden yola çıkarak kendini nasıl yeniden inşa ettiğini inceleyeceğiz.

0:39Yanı başındaki fay

Kaliforniya, iki tektonik levha arasındaki sınırın üzerinde yer alır. Pasifik levhası, Kuzey Amerika levhasının yanından yılda yaklaşık 2 inç hızla kuzeybatıya doğru sürtünerek ilerliyor.

0:49Bu hareketin önemli bir kısmı, Kaliforniya boyunca 700 milden uzun bir mesafe uzanan San Andreas fayı üzerinde gerçekleşir. San Francisco Körfezi çevresinde bu fay, aralarında San Andreas, Hayward ve Calaveras faylarının da bulunduğu bir fay ailesine ayrılır.

1:05Bu faylar, uzunluklarının büyük bölümü boyunca düzgünce kaymaz. Birbirlerine kilitlenirler, çevrelerindeki kaya on yıllar, hatta yüzyıllar boyunca bükülür ve ardından birikmiş gerilim bir anda boşalır.

1:201906

San Francisco bunu 18 Nisan 1906'da, 7,9 büyüklüğündeki bir deprem San Andreas fayını yaklaşık 300 millik bir hat boyunca yırtıp açtığında acı bir şekilde öğrendi.

1:32Kırılan gaz boruları ve su şebekeleri, sarsıntıyı günlerce süren bir yangın fırtınasına dönüştürdü. Yaklaşık 28.000 bina yıkıldı ve 3.000'den fazla kişi öldü.

1:44Şehrin kuzeyinde, fayı kesen yollar ve çitler parçalandı ve yana doğru kaydı. Olema kasabası yakınında, fayın bir tarafındaki zemin diğerine göre yaklaşık 21 fit kaydı.

1:56Harry Fielding Reid adlı bir bilim insanı bu ölçümleri inceledi ve depremlerin neden meydana geldiğini çözdü. Kilitli bir fayın iki yanındaki kaya, enerji depolayarak yavaşça bükülür, ta ki fay aniden kayıp kaya eski biçimine geri fırlayana kadar. Buna elastik geri sekme adını verdi ve jeologlar depremleri bugün hâlâ böyle açıklıyor.

2:17Şehir hızla yeniden inşa edildi ve 1915'te bunu bir dünya fuarıyla kutladı. Fuar alanına yer açmak için kuzey kıyısındaki bir koy, körfezden pompalanan kum ve bir miktar molozla dolduruldu. Bu yeni arazi daha sonra Marina Bölgesi adlı bir mahalleye dönüştü.

2:38Tahmin

1980'lere gelindiğinde bilim insanları, San Andreas'ın hangi kesimlerinin bir sonraki kırılmaya en yatkın olduğunu tahmin ediyordu. İşaret ettikleri kesimlerden biri, San Francisco'nun güneyinde, Santa Cruz Dağları'nın güney kısmındaydı.

2:511988'de ulusal bir deprem uzmanları kurulu, bu kesimde 30 yıl içinde büyük bir deprem olma olasılığını %30 olarak belirledi.

3:01Deprem hemen ertesi yıl geldi.

3:08On beş saniye

Saat beşi dört geçe, fay Santa Cruz Dağları'nın altında, yaklaşık 11 millik derinlikte, Loma Prieta zirvesi yakınında kırıldı. Deprem 6,9 büyüklüğündeydi.

3:19En şiddetli sarsıntı yalnızca yaklaşık 15 saniye sürdü ve kırılma hiçbir zaman yüzeye ulaşmadı. Ancak sismik dalgaları tüm bölgeye yayıldı ve bazı yerlerde zeminin kendisi bu dalgaları daha da kötüleştirdi.

3:33Merkez üssüne yakın bir yerde, Santa Cruz'daki Pacific Garden Mall'da eski tuğla binalar sokağa yıkıldı ve orada üç kişi hayatını kaybetti.

3:41Yaklaşık 60 millik bir uzaklıkta, Marina Bölgesi'nde sarsıntı, evlerin altındaki gevşek ve ıslak zemini neredeyse sıvıya dönüştürdü. Binalar zemine gömüldü ve bazıları yıkıldı.

3:53Kısacası, şehrin toparlanışını kutlamak için oluşturulan arazi, fuardan 74 yıl sonra binaların yıkılmasına katkıda bulundu. Gaz boruları kırıldı, büyük bir yangın çıktı, Marina'da en az üç kişi öldü ve yedi bina yıkıldı.

4:08Risk altındaki tek yer Marina değildi. Körfezin dört bir yanında binalar ve yollar yumuşak çamur ve dolgu üzerinde duruyordu; yumuşak zeminde sismik dalgalar yavaşlar ve büyür, tıpkı bir kâsede sallanan jöle gibi. Bu alanlar, yakındaki sağlam kayaya göre iki ila dört kat daha şiddetli sallandı.

4:27Bay Bridge'de üst katın 50 fitlik bir bölümü koparak alt kata düştü. Bir kişi öldü ve köprü yaklaşık bir ay kapalı kaldı.

4:37En büyük felaket Oakland'da yaşandı. Cypress Street Viyadüğü iki katlı bir otoyoldu ve üst katı, akşam iş dönüşü trafiğindeki arabaların üzerine, alt katın üstüne çöktü. Orada kırk bir kişi öldü.

4:51O akşam trafik her zamankinden hafifti, çünkü birçok kişi World Series'i izlemek için eve erken gitmişti; uzmanlar bunun ölü sayısının çok daha kötü olmasını önlediğine inanıyor.

5:02Kurtarma ekipleri enkazı günlerce aradı. Depremden neredeyse dört gün sonra, çöken katın altında, arabasında hâlâ yaşayan bir adam buldular. Adam kurtarılmayı atlattı, ancak yaklaşık bir ay sonra öldü ve oradaki ölü sayısı 42'ye yükseldi.

5:19Sonrası

Toplamda 63 kişi öldü ve 3.700'den fazla kişi yaralandı. 18.000'den fazla ev hasar gördü, yaklaşık 12.000 kişi evsiz kaldı ve hasar yaklaşık 6 milyar dolara ulaştı.

5:33Candlestick Park'ta stadyum ayakta kaldı ve taraftarlar güvenle dışarı çıktı. World Series on gün sonra yeniden başladı ve A's seriyi tek maç kaybetmeden kazandı.

5:45Ne değişti

Deprem San Francisco'yu da yeniden şekillendirdi. Hasar gören Embarcadero Otoyolu, yani kıyı boyunca uzanan beton bir duvar, 1991'de yıkıldı ve şehrin kıyısı yeniden körfeze açıldı.

5:58Bay Bridge'in doğu yarısı tamamen yenilendi. Büyük bir depreme dayanacak şekilde inşa edilen yeni köprü bölümü 2013'te, yaklaşık 6,4 milyar dolarlık bir maliyetle açıldı.

6:11Kaliforniya genelinde mühendisler, modern yapı yönetmeliklerinden önce inşa edilmiş otoyollara ve köprülere geri dönerek eski beton kolonları çelikle sardı ve açıklıklarını birbirine bağladı.

6:23Bilim insanları ayrıca ShakeAlert adlı, ilk gelen ve daha hızlı olan dalgaları algılayıp şiddetli sarsıntıdan önce uyarı gönderen bir deprem erken uyarı sistemi kurdu. Loma Prieta'nın otuzuncu yıl dönümünde, 2019'da, Kaliforniya bu uyarıları telefonlara göndermeye başladı.

6:44Bir sonraki deprem

Levhalar hareket etmeyi bırakmadı. Birçok bilim insanı Hayward fayını bölgedeki en tehlikeli fay olarak görüyor. Fay, körfezin doğu yakasındaki şehirlerin tam altından geçiyor ve en son 1868'de kırıldı.

6:57Hayward fayının hareket ettiğini gerçekten görebilirsiniz. Bazı kesimleri sürekli olarak, yılda yaklaşık beşte bir inç kayıyor. Hayward şehir merkezinde, fayı kesen eski kaldırım kenarları on yıllar içinde azar azar yana doğru bükülmüş.

7:12Fayın 1868'deki son büyük depremi, Hayward'daki neredeyse tüm binaları yıktı ya da ağır hasara uğrattı ve yaklaşık 30 kişinin ölümüne yol açtı. 1906'ya kadar insanların büyük San Francisco depremi dediği deprem buydu.

7:27ABD Jeoloji Araştırmaları Kurumu, Körfez Bölgesi'nde 2014 ile 2043 arasında en az bir adet 6,7 veya daha büyük bir deprem olma olasılığını %72 olarak belirtiyor.

7:40Bu yüzden her ekim ayında, Loma Prieta'nın yıl dönümü civarında, milyonlarca kişi Great ShakeOut tatbikatına katılıyor. Üç basit adımı var: ellerinizin ve dizlerinizin üzerine çökün, yakında sağlam bir masa varsa altına girerek başınızı ve boynunuzu koruyun ve sarsıntı durana kadar tutunun.

7:59Kısacası, akılda tutulması gereken üç şey var. Birincisi, Loma Prieta, San Andreas fay sisteminde meydana gelen 6,9 büyüklüğünde bir depremdi ve en şiddetli sarsıntısı yalnızca yaklaşık 15 saniye sürdü. İkincisi, en ağır hasarın büyük kısmı faydan çok uzakta, Marina Bölgesi ve Cypress otoyolu gibi yerlerde meydana geldi. Oralarda yumuşak çamur ve dolgu, sarsıntıyı iki ila dört kat güçlendirdi. Ve üçüncüsü, Körfez Bölgesi için iş bitmiş değil: 2014 ile 2043 arasında orada 6,7 veya daha büyük bir deprem olma olasılığı %72.

8:36Loma Prieta beklenen büyük deprem değildi, ama bir hatırlatmaydı. Körfezin altındaki levhalar hâlâ her yıl yaklaşık 1,6 inç kayıyor ve faylar bu gerilimi biriktiriyor. 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 6.9 – October 17, 1989 Loma Prieta Earthquake. Earthquake Hazards Program. www.usgs.gov/programs/earthquake-hazards/science/m-69-october-17-1989-loma-prieta-earthquakeKullanıldığı yer: Saat, büyüklük, merkez üssü, ölüler, yaralılar, hasar, Santa Cruz, Bay Bridge, sıvılaşma
  2. Plafker, G., & Galloway, J. (Eds.) (1989). Lessons Learned from the Loma Prieta, California, Earthquake of October 17, 1989. U.S. Geological Survey Circular 1045. pubs.usgs.gov/publication/cir1045Kullanıldığı yer: Odak derinliği, kırılmanın boyutu ve kayma, gömülü kırılma, zemin büyütmesi, Marina Bölgesi, Cypress ve Bay Bridge
  3. O'Rourke, T. D., et al. (1992). The Loma Prieta, California, Earthquake of October 17, 1989: Marina District. U.S. Geological Survey Professional Paper 1551-F. pubs.usgs.gov/publication/pp1551FKullanıldığı yer: Marina dolgusunun tarihi, sıvılaşma, yıkılan binalar, zemin rezonansı ve büyütmesi
  4. Borcherdt, R. D., & Glassmoyer, G. (1992). On the characteristics of local geology and their influence on ground motions generated by the Loma Prieta earthquake in the San Francisco Bay region, California. Bulletin of the Seismological Society of America, 82(2), 603–641. doi.org/10.1785/BSSA0820020603Kullanıldığı yer: Dolgu ve körfez çamuru üzerinde sarsıntının büyümesi
  5. Housner, G. W., & Thiel, C. C., Jr. (1990). Competing against time: Report of the Governor's Board of Inquiry on the 1989 Loma Prieta earthquake. Earthquake Spectra, 6(4), 681–711. doi.org/10.1193/1.1585592Kullanıldığı yer: Yumuşak zeminde büyütme, Cypress Street Viyadüğü ve Bay Bridge'deki göçmeler
  6. Working Group on California Earthquake Probabilities (1988). Probabilities of Large Earthquakes Occurring in California on the San Andreas Fault. U.S. Geological Survey Open-File Report 88-398. pubs.usgs.gov/publication/ofr88398Kullanıldığı yer: 1988 tahmini
  7. U.S. Geological Survey. The Great 1906 San Francisco Earthquake. Earthquake Hazards Program. earthquake.usgs.gov/earthquakes/events/1906calif/18aprilKullanıldığı yer: 1906 kırılmasının uzunluğu, can kaybı ve yıkılan binalar, Reid'in elastik geri sekme kuramı, tekrarlanma
  8. Brocher, T. M., et al. (2008). The Hayward Fault: Is It Due for a Repeat of the Powerful 1868 Earthquake? U.S. Geological Survey Fact Sheet 2008-3019. pubs.usgs.gov/fs/2008/3019Kullanıldığı yer: 1868 depremi, Hayward fayının kripi, tekrarlanma
  9. Lienkaemper, J. J., & Borchardt, G. (1996). Holocene slip rate of the Hayward fault at Union City, California. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 101(B3), 6099–6108. doi.org/10.1029/95JB01378Kullanıldığı yer: Hayward fayının uzun vadeli kayma hızı
  10. Aagaard, B. T., et al. (2016). Earthquake Outlook for the San Francisco Bay Region 2014–2043. U.S. Geological Survey Fact Sheet 2016-3020 (ver. 1.1). pubs.usgs.gov/publication/fs20163020Kullanıldığı yer: %72'lik tahmin, tek tek faylara ait olasılıklar, bölgesel levha hareketi, Drop, Cover and Hold On
  11. Burkett, E., Given, D. D., & Jones, L. M. (2014). ShakeAlert: An Earthquake Early Warning System for the United States West Coast. U.S. Geological Survey Fact Sheet 2014-3083. pubs.usgs.gov/publication/fs20143083Kullanıldığı yer: Deprem erken uyarısının nasıl çalıştığı
  12. Berkeley News (2019, October 17). California rolls out first statewide earthquake early warning system. University of California, Berkeley. news.berkeley.edu/2019/10/17/california-rolls-out-first-statewide-earthquake-early-warning-systemKullanıldığı yer: Loma Prieta'nın 30. yıl dönümünde başlatılan telefon uyarıları (MyShake)
  13. Metropolitan Transportation Commission. San Francisco–Oakland Bay Bridge. www.baybridgeinfo.orgKullanıldığı yer: Yeni doğu açıklığı: açılışı ve maliyeti
  14. Hanks, T. C., & Kanamori, H. (1979). A moment magnitude scale. Journal of Geophysical Research, 84(B5), 2348–2350. doi.org/10.1029/JB084iB05p02348Kullanıldığı yer: Moment büyüklüğü ve sismik moment

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). World Series depremi: Loma Prieta, 1989: en ağır hasar neden faydan 60 mil uzakta oldu [Video ders]. Earth Explained: Depremler, vaka çalışması. https://earthwatch247.com/learn/loma-1989/tr/

Cevap anahtarı

  1. C. Bu bir transform sınırdır: levhalar yılda yaklaşık 2 inç (5 cm) hızla birbirinin yanından yatay olarak hareket eder ve bu hareket San Andreas, Hayward, Calaveras ve ilişkili faylar arasında paylaşılır.
  2. A. Bu, elastik geri sekmedir (1910). Temel fikri, depreme fay üzerindeki kaymanın neden olduğudur, tersinin değil.
  3. D. USGS çalışmaları koyun doldurulma sürecini ortaya koyuyor; bu süreç, 1915 Panama-Pacific International Exposition için yerleştirilen hidrolik kum dolgusuyla sona erdi. Gevşek ve ıslak kum dolgu, tam da sıvılaşan türden bir zemindir.
  4. B. Tahmin bir tarih öngörüsü değil, bir olasılıktı. %72 rakamı, USGS'nin 2014–2043 dönemi için tüm Körfez Bölgesi'ne ilişkin tahminidir.
  5. A. Bu, sıvılaşmadır. Merkez üssünden yaklaşık 60 mil uzaktaki bölgenin dört bir yanında kum kaynamaları ve yanal yayılma çatlakları ortaya çıktı; kırılmanın kendisi ise hiçbir zaman yüzeye ulaşmadı.
  6. C. Zemin büyütmesi: Governor's Board of Inquiry (valinin kurduğu soruşturma kurulu), körfez çevresindeki yumuşak zeminin sarsıntıyı yapı yönetmeliklerinin öngördüğünden daha fazla büyüttüğünü tespit etti.
  7. B. 63 ölü, 3.757 yaralı ve yaklaşık 6 milyar dolar maddi hasar. İlk seçenek 1906 depremini ve yangınını anlatıyor.
  8. D. Uyarılar neredeyse anında iletilirken sismik dalgalar saniyede birkaç mil yol alır. Depremin zaten başlamış olması gerekir.
  9. C. 1868 depremi (6,8 büyüklüğünde), bölgenin seyrek nüfuslu olduğu bir dönemde yaklaşık 30 kişiyi öldürdü; bugün fay boyunca milyonlarca insan yaşıyor.
  10. A. %72'lik oran, 30 yıl boyunca tüm bölgeyi ve bölgedeki tüm fayları kapsar. Tek tek faylar için rakamlar daha düşüktür: Hayward veya Rodgers Creek fayları için %33, San Andreas için %22.

Yazılı cevap

  1. Levhalar düzenli olarak hareket eder, ancak aralarındaki faylar sürtünmeyle kilitlenmiştir; bu yüzden iki yandaki kaya kaymak yerine bükülür ve on yıllar ya da yüzyıllar boyunca gerilim biriktirir. Gerilme fayın dayanımını aştığında fay aniden kayar ve bükülmüş kaya geri sıçrar. 1906'da San Andreas fayını kesen yollar ve çitler yaklaşık 21 fite (6,4 m) kadar ötelendi; bu, bir yüzyılı fazlasıyla aşan levha hareketinin bir dakikadan kısa sürede boşalması demekti. Reid bu ölçümleri kullanarak kuramını 1910'da ortaya koydu.
  2. Marina'nın hasar gören kesimi doldurulmuş bir koyun üzerine kuruludur: 1915 Panama-Pacific International Exposition için pompalanan gevşek kum ve bir kısmı 1906 molozu içerebilecek daha eski dolgu. Yumuşak ve suya doygun çökellerde sismik dalgalar yavaşlar ve büyür; bu yüzden sarsıntı, yakındaki Fort Mason'ın kayası üzerindekinin çok üstüne çıktı. Sarsıntı ardından gevşek kumu sıvılaştırdı: kum dayanımını yitirdi, binalar zemine gömüldü ve devrildi, kum kaynamaları fışkırdı ve yanal yayılma gaz ve su borularını kopardı. Büyük bir yangın çıktı ve ana su boruları hasar gördüğü için bir yangın söndürme gemisi körfezden su pompalamak zorunda kaldı. Zayıf, açık garaj katları olan binalar özellikle savunmasızdı.
  3. İkisi de kesin bir öngörü değildir. 1988'de bilim insanları güney Santa Cruz Dağları kesimine 30 yıl içinde 6,5 ila 7 büyüklüğünde bir deprem için %30 olasılık verdi; depremin ertesi yıl gelmesi, tarihin önceden tahmin edildiği anlamına gelmiyordu. USGS'nin 2014–2043 tahmini, bu 30 yıl içinde Körfez Bölgesi'nin herhangi bir yerinde en az bir adet 6,7 veya daha büyük deprem olma olasılığının %72 olduğunu söylüyor. Bu, büyük bir depremin olma ihtimalinin olmama ihtimalinden yüksek olduğu, ama kesin olmadığı anlamına gelir; deprem bölgedeki herhangi bir fayda ve herhangi bir gün gelebilir, işte bu yüzden şimdiden hazırlanmak önemlidir.

Daha derine

  1. Loma Prieta ne kadar büyüktü?: (a) 101.5 × 1.0 ≈ 32 kat. Loma Prieta, 1868 depreminin 101.5 × 0.1 ≈ 1,4 katı enerji açığa çıkardı; yani ikisi benzer büyüklüktedir, ama Hayward fayı körfezin doğu yakasındaki şehirlerin altından geçer. (b) M₀ = 101.5 × 6.9 + 9.1 = 1019.45 ≈ 2.8 × 1019 N·m. (c) A ≈ 4.9 × 108 m², dolayısıyla D = M₀ ÷ (μA) ≈ 2.8 × 1019 ÷ (3.0 × 1010 × 4.9 × 108) ≈ 1,9 m, yani yaklaşık 6 fit. Jeodezik kayma vektörü √(6² + 4²) ≈ 7,2 fittir (2,2 m): yaklaşık %15 içinde bir uyum; μ'deki ve kırılma alanındaki belirsizlik düşünüldüğünde bu iyi bir sonuçtur.
  2. Körfez Bölgesi faylarının gerilim bütçesi: (a) 20 ft ÷ 200 yr = yılda 0,1 fit, yani yılda yaklaşık 1,2 inç (3 cm); bu, bölge genelindeki yılda 1,6 inçlik hareketin kabaca dörtte üçüdür; geri kalanını Hayward, Rodgers Creek, Calaveras ve sistemin diğer fayları taşır. (b) 158 yıl × yılda 8 mm ≈ 1,3 m, yani yaklaşık 4 fit: 1868'deki yaklaşık 2 m'nin şimdiden büyük bir bölümü; bu, USGS'nin fayın her an 6,8 ila 7,0 büyüklüğünde bir deprem üretebileceği görüşüyle tutarlıdır. (c) Krip gerilimi yalnızca yüzeye yakın kesimde azaltır ve orada bile uzun vadeli hızdan daha yavaştır; fayın daha derindeki kilitli kısmı, kırılana kadar gerilim biriktirmeye devam eder.
  3. Yumuşak zemin neden rezonansa girer: (a) T = 4 × 80 ÷ 300 ≈ 1,07 s, yani yaklaşık 0,94 Hz frekans; bu, 1 Hz civarında gözlenen büyütme tepesiyle örtüşür. (b) Pratik kurala göre kabaca 8 ila 12 katlı binalar (doğal periyotları 1 s civarında) zeminle rezonansa girer; alçak ahşap karkas evlerin periyotları daha kısadır ve Marina'da onları yıkan şey yalnızca rezonans değil, sıvılaşma ve zayıf zemin katlarıydı. (c) Yumuşak zeminler şiddetli sarsıntıda doğrusal olmayan biçimde davranır: yumuşar ve daha fazla enerji sönümler; bu da büyütmeyi azaltır ve rezonansı daha uzun periyotlara kaydırır. Bu nedenle zayıf hareketlerle ölçülen büyütme katsayıları, hasar verici bir depremdeki büyütmeyi olduğundan fazla gösterir; yine de yumuşak zemindeki sarsıntı kayaya göre çok daha güçlü kalır.
  4. %72'lik bir tahmin her yıl için ne anlama gelir: (a) λ = −ln(1 − 0.72) ÷ 30 = −ln(0.28) ÷ 30 ≈ 1.273 ÷ 30 ≈ yılda 0.042; bu, yaklaşık 24 yıllık bir ortalama aralık ve 1 − exp(−0.042) ≈ %4,1'lik tek yıllık bir olasılık demektir. 30'a bölmek olasılıkların toplandığını varsayar, oysa “en az bir” olasılıkları bileşik olarak birikir: her yıl %2,4'lük bir olasılık, 30 yılda %72 değil, yalnızca 1 − 0.976^30 ≈ %52 verir. (b) λ = −ln(0.70) ÷ 30 ≈ yılda 0.012, yani herhangi bir yılda yaklaşık %1,2 olasılık: tahmin kesimi doğru belirlemişti, ama 1989'daki zamanlama tahminin parçası değildi. (c) 1 − (1 − 0.33)(1 − 0.22) = 1 − 0.67 × 0.78 ≈ 0.48, yani %48. Geri kalanı Calaveras ve diğer büyük faylardan, ayrıca daha az bilinen ve bilinmeyen faylardan gelir (yalnızca bunlar %13).
  5. Ne kadar uyarı süresi mümkün?: (a) R = √(97² + 18²) ≈ 98.7 km. P dalgaları 98.7 ÷ 6.0 ≈ 16,4 s sonra, S dalgaları ise 98.7 ÷ 3.5 ≈ 28,2 s sonra ulaşır; dolayısıyla 8. saniyede verilen bir uyarı yaklaşık 20 saniyelik uyarı süresi sağlar. (b) R = √(14.5² + 18²) ≈ 23,1 km; S dalgaları yaklaşık 6,6 s sonra, yani uyarıdan önce ulaşır; bu yüzden Santa Cruz hiç uyarı alamazdı. (c) 8 s içinde S dalgaları 28 km yol alır; yüzeyde bu, merkez üssünden √(28² − 18²) ≈ 21 km'ye (yaklaşık 13 mil) kadar uzanır. Gerçek uyarılar daha kısa olabilir, çünkü kırılma fay boyunca her iki yönde yaklaşık 20 km yayıldı ve güçlü dalgalar birçok kasabaya daha yakın olan fay kesimlerinden de geldi; ayrıca uyarıların telefonlara ulaşması zaman alır. Buradaki gibi derin bir odak, S dalgalarının yüzeye varışını geciktirdiği için aslında işe yarar.