Yakınımızdan büyük bir motorlu araç geçtiğinde veya bir deprem olduğunda sarsılırız. Bu sarsıntılara sismik kaynaklardan çıkarak bulunduğumuz noktaya ulaşan sismik dalgalar neden olur. Peki, sismik dalga nedir?

Sismik dalgalar yer ortamına her yönde yayılır ve vardıkları yerlerde çeşitli periyotlarda salınım ve titreşimlere neden olur. Yayılırken enerjilerinin bir bölümünü periyotlarına bağlı olarak kaybederler. Bu nedenle sismik kaynağa yakın olan daha fazla sarsılırken, uzak olan daha az sarsılır.

Düşük periyotlu (yüksek frekanslı) sismik dalgalar, enerjilerini uzun periyotlu (düşük frekanslı) sismik dalgalara kıyasla daha hızla kaybeder. Sismik enerjinin soğurulması uzaklık, dalganın periyodu ve yayıldığı ortamın fiziksel yapısıyla ilişkilidir. Sismik dalgaların oluşturduğu sarsıntılar sesi işitilebilecek kadar yüksek frekanslı (birkaç yüz hertz) olabildiği gibi, birkaç saniye veya dakika uzunluklu da olabilir. Çok büyük depremler (8 üzeri), yerküreyi birkaç kez dolaşan, yeri bir kalp gibi attıran ve yerin ekseninin oynamasına neden olan sismik dalgalar da üretebilir.

İki ana sismik dalga türü bulunur: Cisim dalgaları ve yüzey dalgaları.

Cisim dalgaları yüzey dalgalarına kıyasla daha hızlı olur. Cisim dalgaları yerin her derinliğine inerken, yüzey dalgaları daha çok yeryüzüne yakın yayılmayı tercih eder.

Cisim dalgaları iki türe ayrılır. Bunlar sırasıyla basınç dalgaları (P-dalgaları) ve makaslama dalgaları (S-dalgaları). Basınç dalgaları karada, denizde ve atmosferde yayılabilirken, makaslama dalgaları yalnızca karalarda ve yerin katı bölümlerinde yayılabilir. Basınç dalgaları makaslama dalgalarından daha hızlıdır. Bu nedenle basınç dalgalarına birincil (P veya primer), makaslama dalgalarına ikincil (S veya sekonder) dalgalar adı da verilir. P dalgaları, S dalgalarından katı ortamda 1,7 kez daha hızlı ilerler. Bu nedenle, deprem sırasında önce P dalgasını, uzaklığa bağlı olarak bir zaman sonra da S dalgasını algılarsınız. Kabaca, deprem merkezinden her 8 km uzaklık için P ve S dalgalarının varış zamanı arasında 1 saniyeye yakın bir gecikme olur. Örneğin deprem merkezi sizden 30 km uzaktaysa, P dalgasını algıladıktan ortalama 3,5 sn sonra S dalgası ile sallanırsınız. Bu özellik kullanılarak yakın depremlerde gaz ve elektrik kesme, trenleri durdurma veya tehlikeli tesisleri devre dışı bırakma amaçlı “erken uyarı” teknikleri üzerinde çalışmalar yapılmakta. Daha uzak depremlerde uyarma zamanı daha fazla olabileceği için alarm verme ve insanların korunmasına zaman sağlama teknikleri de araştırma konusu. Bu erken uyarı uygulamalarını depremi önceden haber verme konusuyla karıştırmamak gerekir.

P dalgası yer kabuğu içerisinde ortalama 6,8 km/s hızla ilerlerken S dalgaları 3,8 km/s hızla ilerlemekte. Bu hızlar derinlikle artar. Yüzey dalgalarından Love dalgaları yer kabuğunda ortalama 4,4 km/s hızla yayılırken, Rayleigh dalgasının yayılma hızı 3,7 km/s.

Sismik dalgalar yer içerisinde yayılırken, jeolojik yer katmanlarının fiziksel özelliklerinin farklılığı dalgaların katman geçişlerinde yansır ve kırılırlar. P ve S dalgaları birbirlerine dönüşebilir, S dalgaları düşey ve yatay bileşenlerine (SV ve SH) polarize olur. SV ve SH dalgaları katmanlı ortamda yayılırken, yansıma, kırılma ve girişimler yaparak yüzey dalgalarını yaratır. P-SV dalgaları Rayleigh, SH dalgaları Love dalgalarını oluşturabilir.

Bir sismik dalganın yayılma hızı, ortamın yoğunluğuna ve esnekliğine olduğu kadar dalga tipine de bağlı. Hız, Dünya’nın kabuğu ve mantosu boyunca derinlikle birlikte artma eğiliminde olsa da mantodan Dünya’nın dış çekirdeğine doğru keskin bir şekilde düşer.

Depremler, farklı hızlara sahip farklı dalga türleri oluşturur. Bir sismik gözlemevi tarafından kaydedildiğinde, farklı seyahat süreleri, bilim insanlarının depremin merkez üssünü bulmasına yardımcı olur.

Jeofizikte sismik dalgaların kırılması veya yansıması, Dünya’nın içyapısını araştırmak için kullanılır. Bilim insanları bazen sığ, yer altı yapıları araştırmak için titreşimler üretir ve ölçerler.

Derleyen: Tuğba Akkesen