Bilim İnsanları Dev Depremleri Durduran Gizli "Frenler" Keşfetti

Ekvador yakınlarındaki gizemli bir su altı fay hattı, her beş ila altı yılda bir neredeyse aynı büyüklükte (6) depremler üretiyor ve bu durum bilim insanlarını on yıllardır şaşırtıyor.

Araştırmacılar artık fay hattının, deniz suyu ve sıra dışı kaya yapılarının depremlerin daha da büyümesini engellemek için birlikte çalıştığı gizli "fren bölgeleri" içerdiğine inanıyor. Bu keşif, fay hattının büyük depremlerden önce ve sonra nasıl davrandığını kaydeden son derece ayrıntılı deniz tabanı kayıtlarından elde edildi.

Doğu Pasifik Okyanusu'nun derinliklerinde, Ekvador'un yaklaşık 1000 mil batısında, bir deniz tabanı fay hattı en az 30 yıldır dikkat çekici bir düzenlilikle 6 büyüklüğünde depremler üretiyor. Depremler yaklaşık her beş ila altı yılda bir meydana geliyor, fay hattının neredeyse aynı bölümlerini tekrar tekrar kırıyor ve neredeyse aynı büyüklüğe ulaşıyor.

Deprem biliminde bu tür bir tutarlılık son derece nadirdir ve araştırmacılar bu örüntünün nasıl bu kadar güvenilir bir şekilde devam edebildiğini açıklamak için uzun zamandır çaba sarf etmektedirler.

Bilim insanları nihayet sebebini tespit ettiklerini söylüyor. Science dergisinde yayınlanan yeni bir çalışma, fay hattının içindeki özel bölgelerin, depremlerin büyümesini tekrar tekrar durduran doğal frenleme sistemleri gibi davrandığını ortaya koyuyor.

Gofar Fay Hattı ve Tekrarlayan Depremleri

Gofar fay hattı, Pasifik ve Nazca tektonik plakalarının yılda yaklaşık 140 milimetre hızla, yani tırnakların uzama hızına yakın bir hızla birbirlerinin yanından kaydığı derin bir su altı kırığıdır. Dönüşüm fayları, tektonik plakaların yatay olarak birbirlerinin yanında hareket ettiği alanlardır ve Gofar, okyanus tabanındaki en iyi incelenmiş örneklerden biri haline gelmiştir.

Bu fay hattını özellikle sıra dışı kılan şey, büyük depremlerin neredeyse aynı noktalarda başlayıp bitmesidir. Büyük depremlerin meydana geldiği bölümler arasında, büyük kırılmalara neden olmadan stresi emen daha sakin fay hatları bulunur. Bilim insanları bu alanlara "bariyer" adını veriyor, ancak şimdiye kadar bunların tam rolü belirsizliğini koruyordu.

Araştırmacılar, bu durumu incelemek için 2008'de ve 2019 ile 2022 yılları arasında gerçekleştirilen iki büyük deniz tabanı deneyinden elde edilen bilgileri kullandılar. Bu görevler sırasında bilim insanları, depremleri doğrudan deniz tabanında tespit etmek üzere tasarlanmış aletler olan okyanus tabanı sismometrelerini Gofar fayının iki bölümü boyunca yerleştirdiler.

Bu cihazlar, 6 büyüklüğündeki iki büyük depremden önce ve sonra meydana gelen on binlerce küçük depremi kaydetti. Bu, araştırmacılara fayın büyük kırılmalardan önce, sırasında ve sonrasında nasıl davrandığına dair son derece ayrıntılı bir bakış açısı sağladı.

Okyanusun Derinliklerinde Gizli "Bariyer Bölgeleri"

Ekip, her iki bariyer bölgesinde de oldukça benzer bir örüntü keşfetti. Büyük bir depremden önceki günlerde ve haftalarda, bariyer bölgelerinde küçük sismik aktivite patlamaları yaşandı. Daha büyük depremin hemen ardından ise aynı bölgeler neredeyse tamamen sessizleşti.

Bu davranışın 12 yıl arayla incelenen iki ayrı fay hattı kesiminde ortaya çıkması nedeniyle araştırmacılar, her iki durumda da aynı fiziksel sürecin sorumlu olduğu sonucuna vardılar.

Çalışmaya göre, bariyerler aktif olmayan kayaç bölümleri değil. Bunun yerine, fayın birden fazla kola ayrıldığı son derece karmaşık alanlardır. Bu kollar arasındaki 100 ila 400 metre arasında değişen küçük yanal kaymalar, tıpkı bir çatlağın içindeki küçük boşluklar gibi, fay yapısı içinde yerel açıklıklar oluşturur.

Araştırmacılar ayrıca deniz suyunun bu kırık bölgelerin derinliklerine sızdığına dair kanıtlar da buldular. Olağandışı geometri ve hapsolmuş sıvılar birlikte, "genleşme ile güçlenme" adı verilen bir süreç için koşullar yaratıyor.

Doğal Deprem "Frenleri" Nasıl Çalışır?

Büyük bir deprem sırasında, fay hattı boyunca ani hareket, sıvı dolu kayanın içindeki basıncın hızla düşmesine neden olur. Bu gerçekleştiğinde, gözenekli kaya geçici olarak kilitlenir ve kırılmanın yayılmaya ve büyümeye devam etmeden önce yavaşlamasını veya durmasını sağlar.

Esasen, bariyer bölgeleri fay hattının içinde yerleşik frenler gibi davranır.

Gong, "Bu bariyerler sadece arazinin pasif özellikleri değil. Bunlar fay sisteminin aktif, dinamik parçaları ve nasıl çalıştıklarını anlamak, bu faylardaki deprem sınırları hakkındaki düşüncelerimizi değiştiriyor." diye açıkladı.

Gofar fay hattı, yoğun nüfuslu kıyı şeritlerinden oldukça uzakta olduğundan, depremlerin kendileri insanlar için doğrudan çok az tehdit oluşturmaktadır. Bununla birlikte, bulguların dünya çapındaki deprem bilimi için çok daha geniş kapsamlı sonuçları olabilir.

Deprem Tahmini İçin Çıkarımlar

Gofar fayına benzer transform faylar, Dünya okyanuslarının her yerinde bulunur. Bilim insanları uzun zamandır, bu faylar boyunca meydana gelen su altı depremlerinin, jeolojik koşulların izin verdiğinden daha küçük kaldığını, sanki doğal bir mekanizma maksimum büyüklüklerini sınırlıyormuş gibi gözlemlemişlerdir.

Yeni araştırmalar, Gofar'da bulunanlara benzer bariyer bölgelerinin okyanus tabanında yaygın olabileceğini öne sürüyor. Eğer öyleyse, bu bölgeler, bazı kırılmaların daha büyük olaylara dönüşmesini engelleyen yaygın bir doğal deprem freni sistemi olarak işlev görebilir.

Araştırmacılar, bu keşfin, büyük kıyı nüfuslarına daha yakın bölgeler de dahil olmak üzere, dünya genelindeki su altı fay hatları boyunca sismik tehlikeleri tahmin etmek için kullanılan deprem modellerini geliştirebileceğini söylüyor.

Bu araştırma, ABD Ulusal Bilim Vakfı ve Kanada Doğal Bilimler ve Mühendislik Araştırma Konseyi tarafından finanse edilmiştir.