MATEMATİK HER YERDE

Deprem Bilimi ve Matematik

Son Güncelleme:

Dünyanın aktif deprem kuşaklarından biri olan Alp-Himalaya deprem kuşağı üzerinde olan ülkemizin yüz ölçümünün % 42’si birinci derece deprem kuşağında yer almaktadır. Bu nedenle deprem ile ilgili biraz daha bilgi sahibi olmak iyi olacaktır.

Sismoloji (Deprem Bilimi) terimi deprem anlamına gelen Yunanca “seismos” ve bir şey hakkında konuşmak anlamına gelen “logos” kelimelerinin birleşiminden oluşur.

Modern sismolojinin babası İrlandalı Robert Mallet olarak kabul edilse de temeli MÖ 4. yüzyılda, yeryüzü sarsıntılarına yeraltı boşluklarındaki hava hareketlerinin neden olduğunu düşünen Aristoteles’e kadar gider.

MS 2. yüzyılda Çinli astronom, şair ve matematikçi Zhang Heng insanların hissetmediği sarsıntıları bile tespit edebilen ilk sismografı icat etmiştir.

Ancak araştırmacılar bugün cisim dalgaları (yerküre içinde hareket eden dalgalar) ve yüzey dalgaları olarak sınıflandırılan sismik dalgaları 20. yüzyılın başlarında tam olarak anlayabildi.

Deprem denince akla elbette günümüzde Richter ölçeği ve adını veren Charles Francis Richter gelir akla.

Hikayenin başlangıcı 1933 yılında Kaliforniya’daki Long Beach şehrinde meydana gelen deprem zamanlarına gider. Bu depremi tüm şiddeti ile hisseden, o esnada bir sismoloji laboratuvarında asistan olan Charles Richter bilgisizliğin insanları doğa karşısında nasıl aciz bıraktığını gördükten sonra bu konuda bir şeyler yapabilmek için çalışmaya başlar.

richter,deprem
Charles Richter

O yıllarda, dep­rem bilimi henüz emekleme aşamasındaydi; ancak sorun büyük ve acildi. Richter bu dönemde depremlerin çok duyarlı aletlerle kaydedilmesi ve kaydedilen bu bilgilerin değerlendirilmesiyle il­gili araştırma yapıyordu. 1930 yılında laboratuvara deprem bilimci Beno Gutenberg‘ın katılması ile çalışmaları şekillenmeye başladı.

Richter 1935 yılında yayımladığı bir bildiri ile ilk kez depremlerin öl çümünde “büyüklük” kavramını tanımladı. O güne değin depremler için kabul edilen ölçek depremin neden olduğu yıkım üzerine kurulmuş “şiddet” kavramıydı.

Ancak şiddet tanımı yerleşim bölgeleri dışındaki açık arazi ya da okyanuslarda olan depremleri tanımlamaya yetmiyordu. Buna karşın Richter Ölçeği depremin oluşturduğu dalgaların büyüklüğüne dayanan gerçek bir ölçekti. Sismograf aletinin ölçtüğü dalga büyüklüğü ve merkez üssünün uzaklığı ve derinliği ile depremin büyüklüğü hesaplanıyordu.

Richter ölçeğini on tabanlı bir logaritma olarak tanımladı. Richter’in, deprem büyüklüğü M için önerdiği bağıntı M=log10 (G/0.001) şeklindedir. Burada deprem merkezinden 100 km uzaklıktaki herhangi bir noktada sismograf ile ölçülen yer değiştirmenin, mm cinsinden genliğidir.

Peki depremleri ifade ederken kullandığımız rakamlar ne anlam ifade etmelidir bizler için…

Öncelikle şunu açıklığa kavuşturalım. Her ne kadar depremler için 6, 7, 8 gibi birer artan ifadeler kullanılsa da aslında şiddet hesaplama formülü 10 tabanlı bir logaritma içerdiği için bu sayılar logaritmik olarak 10’ar olarak artarlar.

Yani 6 olarak derecelendirilen bir deprem 3 olarak derecelendirilen bir depremden 6-3=3 ise 10.10.10= 1000 kat güçlü bir etkiye sahip olacaktır.

Richter ölçeği aynı zamanda depremde salınan enerji hakkında da bilgi verir.

Bir depremin yıkıcı gücü, sallanma genliğinin 3/2’nci kuvveti ile orantılıdır. Dolayısıyla bir depremin şiddeti Richter ölçeğine göre bir birim arttığı zaman, depremin yıkıcı gücü 10(3/2)=31,6 katına çıkar.

Bunu yaklaşık 30 olarak kabul edersek kabaca 7 şiddetindeki bir depremde salınan enerji miktarı 5 şiddetinde salınandan 900 kat daha büyüktür diyebiliriz. Hesaplanma detaylarını merak ederseniz buraya göz atabilirsiniz.

Günümüzde deprem enerjisini tanımlamak için Richter ölçeği dışında, merkezden oldukça uzak noktalarda alınan ölçümlere dayanarak hesaplanan cisim dalgası büyüklüğü ve yüzey dalgası büyüklüğü ile, deprem sırasında yarılan fay alanının büyüklüğüne bağlı olarak hesaplanan sismik moment büyüklüğü ölçekleri de kullanılmaktadır.

Doğanın güçlerine karşı şu an elimizde tam kesinleşen bir bulgu yok, varsayımlar üzerine konuşuyoruz ancak deprem kuşağında bir coğrafyada yaşadığımıza hatırlayarak bu konu hakkında farkındalık düzeyimizi arttırmamız oldukça önemli bir konudur.

Kaynak: 

http://discovermagazine.com/2017/may-2017/20-things-you-didnt-know-about–earthquakes

https://www.britannica.com/science/Richter-scale

Matematiksel

Paylaşmak Güzeldir

Sibel Çağlar

Kadıköy Anadolu Lisesi, Marmara Üniversitesi, ardından uzun süre özel sektörde matematik öğretmenliği, eğitim koordinatörlüğü diye uzar gider özgeçmişim… Önemli olan katedilen değil, biriktirdiklerimiz ve aktarabildiklerimizdir bizden sonra gelenlere... Eğitim sisteminin içinde bulunduğu çıkmazı yıllarca iliklerimde hissettikten sonra, peki ama ne yapabilirim düşüncesiyle bu web sitesini kurmaya karar verdim. Amacım bilime ilgiyi arttırmak, bilimin özellikle matematiğin zihin açıcı yönünü açığa koymaktı. Yolumuz daha uzun ve zorlu ancak en azından deniyoruz.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Başa dön tuşu
Kapalı