Depremin etkisini ölçmede devrim gibi yöntem

Fiberoptik kabloların deprem ölçümünde kullanılan sismometrelerden çok daha etkili olduğu ortaya çıktı. Bilimsel araştırmanın ispatı ise 6 Şubat depremleri sırasında İstanbul’da yapıldı. Kablolar sayesinde depremde binaların nasıl etkileneceğini de saptanabilecek

Deprem, Türkiye’de yaşayan hemen hemen herkesin aklındaki temel kaygılardan biri… Türkiye Deprem Tehlike Haritası’na göre ülkede hala 485 diri fay segmenti var ve 32 il birinci derece deprem tehdidiyle karşı karşıya. Türkiye gündeminde kritik yere sahip depremler, bugüne değin sismometrelerle ölçülüyordu. Hatta teknolojinin ilerlemesiyle akıllı cep telefonları sayesinde titreşimlere duyarlı sensörler olan ivmeölçerlerle bu ölçüm metodu cebimize dek girdi. Ancak artık başka bir metot var: Dünyayı çepeçevre saran, toplam uzunluğu yaklaşık 5 milyar kilometreyi bulan fiberoptik kablolar… Dünyanın en saygın teknik üniversitelerinden biri olan İsviçre’deki ETH Zürich’ten jeofizik profesörü Andreas Fichtner ve arkadaşları, fiberoptik kablolarla deprem ölçümü yapılabildiğini ortaya koydu. Bu çalışma Türkiye’yi de yakından ilgilendiriyor çünkü Ulaştırma ve Altyapı Bakanlığı’na göre 2025 itibarıyla fiberoptik ağ uzunluğu 588 bin kilometreden fazla. Bu da dünyanın çevresini 14 defa dolaşacak bir uzunluğa denk.  Bir metrenin milyarda biri  Yer bilimleri alanında önde gelen yayınlardan biri olan GeoScienceWorld’de yayımlanan ve Türkiye’de yürütülen çalışmayı, Prof. Fichtner ile konuştuk. Fiberoptik kablolarla deprem ölçümü nasıl yapılıyor? Aslında karmaşık bir teknoloji. Ancak kısaca özetlenebilir. Telekomünikasyonda kullandığımız fiberoptik kablolara lazer darbeleri gönderiyoruz. Fiberoptik kablodaki ışığın hızını ve kablonun uzunluğunu biliyorsak, lazer darbesinin kabloda ne kadar sürede ilerlediğini de saptayabiliriz. Şayet kablo, bir deprem sarsıntısı yüzünden etkilendiyse, fiberoptik kablonun uzunluğu ve lazer darbesinin fiberoptik kabloyu katetmesi için gereken sürede de değişimler oluyor. Bu zaman farkını da kablonun depremle ne düzeyde tahribata uğradığını ölçmek için kullanıyoruz. Fay hareketlerinin kabloyu nerede ve ne kadar güçlü etkilediğini tespit edecek cihazlar var. Peki bu sistemin sismometrelere kıyasla avantajı ne? Dünyada neredeyse 5 milyar kilometrelik bir fiberoptik kablo ağı var. Bu da yatırım yapmamıza gerek kalmadan bir deprem ölçüm sistemine sahibiz demek. İkinci olarak, az önce bahsettiğim kabloda oluşan değişimler çok mikro düzeyde. Yaptığımız ölçümler de metrenin milyarda birine, bir nanometreye kadar iniyor. Dolayısıyla fiberoptik kabloda yaptığımız ölçüm, sismometre ölçümüne nazaran katbekat daha hassas. Ayrıca her 1 metrede bir ölçüm yapılabildiği için, diyelim ki 1 kilometre uzunluğunda bir fiberoptik ağa sahipsek, 1000 sismometreye sahibiz demektir. Herhangi bir fiberoptik kablo üzerinde sismolojik ölçümler gerçekleştirmek mümkün. Fiberoptik kablolarla ölçümün çalıştığını ortaya koyduğunuz çalışmadan biraz bahsedebilir misiniz? Elbette. Türkiye’nin maalesef en büyük deprem felaketleri olan 6 Şubat depremleri meydana geldiğinde biz İstanbul’da, Göztepe ile Maltepe arasındaki 8 kilometrelik bir kablo ağında incelemeler yapıyorduk. Amacımız bu teknolojinin özellikle İstanbul gibi yoğun nüfuslu şehirlerde işleyip işlemeyeceğini görmekti. Akustik sinyalleri analiz etmeye yarayan “DAS interrogator” adlı bir ölçüm aygıtını 8 kilometre uzunluğundaki kullanılmayan bir kablo ağına bağladık. 1 ay boyunca sarsıntı kaydı yaptık. 6 Şubat depremlerinin merkezinden hemen hemen 1000 kilometre uzakta olmamıza rağmen, bu kayıtlar sırasında Türkiye’nin güneyindeki ve Suriye’deki depremlerin sarsıntılarını da, artçılarının yarattığı etkiyi de net bir biçimde tespit ettik. O esnada yaşanan büyüklü küçüklü birçok depremin kaydına ek olarak bu teknolojinin akustiği zedeleyecek denli gürültülü büyük bir şehirde de uygulanabileceğini ortaya koyduk. Ayrıca kablonun olduğu noktadaki kayaçların özelliğini de çıkardık. Bu da deprem dalgalarının yüzeyi ne şekilde etkileyeceğini ortaya koymak için önemliydi. Bir diğer bulgumuz, deprem bölgesinden gelen sinyallerin çok yakın noktalarda aynı dalga şiddetinde hissedilmediğiydi. Bu da yüzey özelliklerinin farklılığından kaynaklanıyordu. Kadıköy-Maltepe yakın ama farklı Peki bu yeni deprem ölçüm metodunun bize ne gibi bir faydası olacak? Her deprem dalgası belli miktarda bir enerji taşır. Bu enerjinin yumuşak kayaçları tahrip etmesi, sert kayaçları tahrip etmesinden daha kolay ve olasıdır. Örneğin çalışmamızda gördük ki, Kadıköy Göztepe’nin üstünde olduğu zemin, ona çok da uzak sayılmayacak Maltepe Sahil Parkı’nın bulunduğu zemine nazaran çok daha sert. Maltepe Sahil Parkı ise daha yumuşak ve depreme dirençsiz bir zeminde bulunuyor. İstanbul’da yaptığımız kayıtlarda 6 Şubat bölgesinden aldığımız sinyaller, birbirine çok yakın bölgelerde çok farklı şiddet ve yoğunlukta kaydedildi. Bu demek oluyor ki, aldığımız akustik sinyallere göre, İstanbul’da birbirine çok yakın yerlerin zemini bile depremden aynı şekilde etkilenmeyecek. Yani bazıları depreme daha dirençli zeminlerdeyken bazıları depremden daha çok etkilenmeye müsait. Bu verilerden yararlanarak o zeminlerin üstündeki binaların da depremden nasıl etkileneceğini tespit etmek mümkün.  Fiber optik kablo nedir? Cam ya da plastikten imal edilen fiberoptik kablolar, sinyaller aracılığıyla verileri transfer etmekte kullanılıyor. Bu kablolar, internet, telefon ve televizyon sinyallerini ışık hızında iletebiliyor. Çalışma sistemi nasıl derseniz, kablonun bir ucundan ışık olarak iletilen elektrik sinyali, yansıyarak diğer uca ulaşıyor. Depremlerin tespitinde de bu husus ana faktör. Sarsıntıların kabloda yaptığı çok minör değişiklikler, ışığın kabloda normalde katettiği süreyi de etkiliyor.   gazeteoksijen