Depremler, gezegenimizin yaşayan ve dinamik bir yapıya sahip olduğunun en sarsıcı kanıtıdır. İnsanlık tarihi boyunca medeniyetler depremlerle sınanmış, şehirler yıkılmış ve yeniden kurulmuştur. Modern çağda ise mühendislik ve bilim, bu doğa olayının yıkıcı etkilerini en aza indirmek için sürekli bir çaba içerisindedir. Deprem denildiğinde akla gelen "normal" sarsıntıların çok ötesinde bir kategori bulunmaktadır: 9.0 ve üzeri büyüklükteki "megatrust" (dev bindirme) depremleri. Bu depremler, bir şehrin veya bölgenin değil, bütün bir kıyı şeridinin kaderini değiştirebilecek, hatta gezegenin eksenini milimetrik de olsa kaydırabilecek muazzam enerji boşalımlarıdır.
Türkiye, Kuzey Anadolu ve Doğu Anadolu gibi son derece aktif fay hatları üzerinde yer alan bir deprem ülkesidir. 1999 Gölcük (7.4) ve 2023 Kahramanmaraş (7.8) depremleri, ulusumuzun hafızasına kazınan korkunç felaketler olarak tarihe geçmiştir. Bu depremlerin 7.0-7.9 aralığındaki büyüklükleri bile, on binlerce binanın yıkılmasına ve tarifsiz acılara yol açmıştır. Bu trajediler, Türkiye'deki yapı stoğunun depreme dayanıklılığı konusunda acı dersler vermiştir. 9.0 büyüklüğündeki bir depremden bahsettiğimizde, 7.8'lik bir depremle kıyaslanamayacak, tamamen farklı bir ölçekten söz ediyoruz demektir. Moment magnitüd ölçeği logaritmiktir; bu, 9.0 büyüklüğündeki bir depremin, 7.8 büyüklüğündeki bir depremden yaklaşık 60-70 kat, 7.0 büyüklüğündeki bir depremden ise yaklaşık 1000 kat daha fazla enerji açığa çıkardığı anlamına gelir.
6 Şubat 2025 Kahramanmaraş Depremi
Dünya tarihinde bu ölçekte felaketler yaşanmıştır. 1960 Valdivia/Şili (9.5) depremi, bugüne kadar kaydedilen en büyük depremdir. 2004 Sumatra-Andaman (9.1-9.3) depremi, Hint Okyanusu'nda yıkıcı bir tsunamiye neden olmuş, yüz binlerce insanın hayatını kaybetmesine yol açmıştır. Ve belki de modern mühendislik için en büyük ders niteliğindeki 2011 Tohoku/Japonya (9.1) depremi. Bu depremlerin ortak özelliği, sadece muazzam enerjileri değil, aynı zamanda sarsıntı sürelerinin 3 ila 6 dakika arasında değişmesidir. Türkiye'deki depremler genellikle 45 saniye ile 1.5 dakika arasında sürerken, 5 dakika boyunca aralıksız sarsılan bir zeminde bir yapının ayakta kalması, mühendisliğin sınırlarını zorlayan bir meydan okumadır. Peki, bu teorik olarak mümkün müdür? İnsan yapımı bir strüktür, 9.5 büyüklüğündeki bir sarsıntıya ve dakikalarca süren salınıma dayanabilir mi? Bu sorunun cevabı, "evet, ama..." ile başlayan karmaşık bir mühendislik ve tasarım felsefesi gerektirir.
1960 Şili Depremi
9.0 Büyüklüğündeki Bir Depremin Yıkıcı Gücü ve Binalar Üzerindeki Etkileri Tamamen Farklı Bir Boyuttadır
9.0 ve üzeri büyüklükteki depremleri, Türkiye'de yaşadığımız yıkıcı depremlerden ayıran temel faktörler, sadece açığa çıkan enerji değil, aynı zamanda bu enerjinin niteliğidir. Bu depremler "megatrust" olarak adlandırılır çünkü genellikle bir tektonik plakanın diğerinin altına daldığı (subdüksiyon/dalma-batma zonları) devasa fay hatlarında meydana gelirler. Pasifik Ateş Çemberi (Şili, Japonya, Alaska) bu tür depremlerin ana vatanıdır. Türkiye'deki faylar (Kuzey Anadolu Fayı gibi) ise "transform" (yanal atımlı) faylardır. Bu faylar da çok yıkıcı depremler üretir (7.8-8.0 aralığına kadar), bir plakanın binlerce kilometrekarelik bir alanının diğerinin altına kaymasıyla oluşan 9.0+ depremlerin enerji potansiyeline sahip değillerdir. 2023 Kahramanmaraş depreminde yaklaşık 350-400 km'lik bir fay segmenti kırılırken, 2004 Sumatra depreminde kırılan fay hattının uzunluğu 1600 kilometreye yakındı. Bu, sarsıntının kaynağının bir nokta değil, devasa bir coğrafi alan olduğu anlamına gelir.
Bu devasa enerji boşalmasının binalar üzerindeki etkisi üç temel başlıkta incelenir: Sarsıntı Süresi, Salınım Periyodu ve İkincil Afetler. Türkiye'deki 7.4'lük bir depremde bina 60 saniye boyunca zorlanırken, 2011 Japonya depreminde binalar 5 dakikadan fazla sarsılmıştır. Mühendislikte "kümülatif hasar" (birikimli hasar) denilen bir kavram vardır. Bir yapı, belirli bir şiddetteki sarsıntıya 30 saniye dayanabilir, aynı sarsıntı 3 dakika sürdüğünde, malzemenin (beton ve çelik) yorulması, bağlantı noktalarının zayıflaması ve mikro çatlakların birleşerek yapıyı göçmeye götürmesi kaçınılmaz hale gelir. 9.0'lık depremlerin en büyük katili, bu bitmek bilmeyen sarsıntı süresidir.
İkinci kritik faktör salınım periyodudur. 9.0+ depremler, çok düşük frekanslı (uzun periyotlu) yer hareketleri yaratır. Bu, zeminin yavaş ama çok geniş bir genlikte (metrelerce) sallanması anlamına gelir. Bu uzun periyotlu dalgalar, özellikle yüksek binalar (gökdelenler) için ölümcüldür. Her binanın bir doğal salınım periyodu vardır; eğer zeminin salınım periyodu binanın doğal periyoduyla "rezonansa" girerse, binanın tepesindeki salınım katlanarak artar ve yapı bu devasa yer değiştirmelere dayanamayarak yıkılır. 1985'te Meksika'da yaşanan 8.1'lik depremde, merkez üssü yüzlerce kilometre uzakta olmasına rağmen, Mexico City'nin yumuşak alüvyon zemini bu uzun periyotlu dalgaları büyüterek rezonansa neden olmuş ve şehir merkezindeki yüksek binaların birçoğu yıkılmıştır. 9.0'lık bir depremde ise bu etki, merkez üssüne yüzlerce kilometre uzaktaki Tokyo gibi şehirlerde bile (2011'de yaşandığı gibi) gökdelenlerin metrelerce sallanmasına neden olmuştur.
9.0+ depremler asla yalnız gelmez. Bu depremlerin neredeyse tamamı okyanus tabanında meydana geldiği için, devasa tsunamilere yol açarlar. 2011 Japonya depreminde, deprem mühendisliğinin başarısı aslında takdire şayandı; 9.1'lik sarsıntıya rağmen modern binaların çok azı yapısal olarak çökmüştü. Felaketin asıl boyutunu, bazı yerlerde 40 metre yüksekliğe ulaşan tsunami dalgaları yaratmıştır. Depremden ayakta kalan binalar, bu devasa su kütlesinin hidrodinamik kuvvetiyle (sürükleme gücüyle) temellerinden sökülmüş veya tamamen sular altında kalmıştır. Buna ek olarak, zemin sıvılaşması (liquefaction) bir diğer büyük tehdittir. Sarsıntı o kadar uzun ve şiddetlidir ki, suya doygun zemin (özellikle alüvyon ovalar, dere yatakları) adeta bir sıvı gibi davranmaya başlar. 1999 depreminde Adapazarı'nda gördüğümüz gibi, yapılar sağlam olsa bile zemin taşıma gücünü kaybettiği için binalar yana yatmış veya toprağa gömülmüştür. 9.0'lık bir depremde sıvılaşma etkisi çok daha geniş alanlarda ve daha derin seviyelerde meydana gelir.
Modern Mühendislik, 9.0+ Depremlere Karşı "Yıkılmamayı" Hedefler, "Hasarsızlığı" Değil
Bu korkunç tabloya rağmen, "Binalar 9.0'lık bir depremde ayakta kalabilir mi?" sorusunun cevabı, modern mühendislik sayesinde "Evet"tir. Buradaki "ayakta kalmak" tanımını doğru yapmak gerekir. Deprem mühendisliğinin temel felsefesi "Can Güvenliği" performans seviyesidir. Bu felsefeye göre, tasarım depremi (o bölgede beklenen en şiddetli deprem) meydana geldiğinde, binanın "hasar alması" beklenir, hatta istenir. Bina, deprem enerjisini "sünek" davranış göstererek, yani gevremeden, esneyerek, bükülerek ve kontrollü hasar alarak sönümlemelidir. Kolonlar, kirişler, perde duvarlar çatlayabilir, çelik donatılar akma noktasına gelebilir, bina "göçmemelidir". Amaç, içindeki insanlara binayı terk etmeleri için yeterli zamanı tanımaktır. Bu performansı gösteren bir bina, depremden sonra muhtemelen "ağır hasarlı" veya "yıkılacak" (ekonomik ömrünü tamamlamış) olarak sınıflandırılacaktır, görevini (can kurtarmayı) başarmıştır.
9.0+ depremlerin söz konusu olduğu Japonya, Şili veya ABD'nin Pasifik kıyıları gibi yerlerde ise bu "kontrollü hasar" felsefesi bile yeterli gelmeyebilir. Çünkü sarsıntı 5 dakika sürdüğünde, kontrollü hasar hızla kontrolsüz göçmeye dönüşebilir. Bu noktada devreye ileri deprem mühendisliği teknolojileri girer: Sismik İzolasyon ve Sönümleyiciler. Bu teknolojiler, binanın "hasar almasını" değil, deprem enerjisinin binaya "girmesini" engellemeyi amaçlar.
Sismik İzolasyon (Deprem Yalıtımı): Bu, 9.0+ depremlere karşı en etkili yöntemdir. Bu sistemde, bina tam anlamıyla temelinden "kesilir" ve zemin ile temel arasına özel "izolatörler" yerleştirilir. Bu izolatörler genellikle kurşun çekirdekli kauçuk (lastik) veya sürtünmeli sarkaç tipi yataklardan oluşur. Deprem sırasında yer korkunç bir ivmeyle sallanırken, bu izolatörler bir arabanın amortisörü gibi davranır; esner, kayar ve yer hareketinin büyük kısmını sönümleyerek binanın üst yapısına çok daha az bir kuvvetin iletilmesini sağlar. Zemin 2 metre sağa sola kayarken, bina bu izolatörler üzerinde sadece birkaç santimetre salınır. Bu sayede bina, depremi "hissetmez" veya çok az hisseder. Japonya'da ve Türkiye'de (özellikle yeni yapılan şehir hastanelerinde) bu teknoloji yaygın olarak kullanılmaktadır. Sismik izolasyonlu bir bina, 9.0+ bir depremden sadece "hafif hasarla" (içerideki eşyaların devrilmesi gibi) kurtulabilir ve depremden hemen sonra bile "Kullanıma Devam" performans seviyesini sağlayabilir.
Sönümleyiciler (Dampers): Özellikle yüksek binalar (gökdelenler) için sismik izolasyon her zaman pratik değildir. Bu binalarda ise "sönümleyiciler" kullanılır. Bunlar, binanın katları arasına çapraz veya dikey olarak yerleştirilen devasa hidrolik pistonlar (viskoz sönümleyiciler) veya sürtünmeli plakalar olabilir. Deprem sırasında bina sallanmaya başladığında, bu pistonlar hareket ederek deprem enerjisini ısı enerjisine dönüştürür ve yutar. Tıpkı bir kapının yavaşça kapanmasını sağlayan hidrolik sistem gibi, binanın salınımını "frenler". Dünyanın en ünlü sönümleyici sistemi, Tayvan'daki Taipei 101 gökdelenindedir. Binanın tepesinde, 660 tonluk devasa bir çelik sarkaç (Tuned Mass Damper) asılıdır. Bina rüzgar veya depremle sallandığında, bu sarkaç ters yönde sallanarak binayı dengeler ve salınımı azaltır. 2011 Japonya depreminde, Tokyo'daki sismik izolasyonlu ve sönümleyicili modern binalar, 9.1'lik depremin dakikalarca süren sarsıntısına (merkez üssü yüzlerce km uzakta olmasına rağmen) dayanmış, yapısal bir göçme yaşamamışlardır. Bu, mühendisliğin 9.0+ depremlere karşı zaferinin kanıtıdır.
9.0 büyüklüğündeki bir deprem, insan aklının alabileceği en büyük doğal afetlerden biridir. Böyle bir depremde doğru zemin (sağlam kaya) üzerinde, doğru mühendislik (sismik izolasyon veya sönümleyiciler) ile inşa edilmiş bir binanın sarsıntıdan dolayı yıkılmaması günümüz teknolojisiyle kesinlikle mümkündür. Japonya ve Şili'deki modern yapılar bunun yaşayan örnekleridir. Bu, o binanın tsunami, zemin sıvılaşması veya depremin tetiklediği yangınlar gibi ikincil afetlerden kurtulacağını garanti etmez. Depreme dayanıklılık, sadece bina ile ilgili değil, aynı zamanda yer seçimi, zemin etüdü ve kentsel planlama ile bir bütündür.
Japonya’da yaşanan depremi ve sonrasında ortaya çıkan sonuçları Türkiye’yle kıyaslayan Prof. Dr. Mikdat Kadıoğlu 'Hepsi yalan, 1 kişi öldü. Araba fabrikasında bekçi düştü fay hattına öldü. Geri kalan herkesi binalar öldürdü. Hala yanlış yerde arıyoruz sorumluyu. Bizi öldüren cahilliğimiz' dedi.
