Boğaziçi öncülüğünde yürütülen projeyle Kafkasya’daki deformasyon ve depremler daha iyi anlaşılacak

Boğaziçi Üniversitesi Jeofizik Bölümü Öğretim Üyesi Prof. Dr. Hayrullah Karabulut’un yürütücüsü olduğu projeyle, Kafkasya’daki deformasyon ve depremleri daha iyi anlamak için Türkiye ve Rusya iş birliğiyle kapsamlı sismolojik ve jeodezik veri tabanları oluşturulacak. Bu sayede yaklaşık 15 yıl öncesine uzanan verilerle bölgeye dair daha detaylı tektonik modeller elde edilmesi hedefleniyor. Üç yıl sürmesi planlanan projede araştırmacı olarak görev alan Dr. Sezim Ezgi Güvercin, Kurumsal İletişim Ofisi’nin sorularını yanıtladı.

TÜBİTAK ile Rusya Temel Araştırmalar Vakfı (RFBR) arasındaki bilimsel ve teknolojik iş birliği kapsamında desteklenmesine karar verilen bilimsel çalışmalar içerisinde Boğaziçi Üniversitesi Jeofizik Bölümü Öğretim Üyesi Prof. Dr. Hayrullah Karabulut’un yürütücüsü olduğu proje de yer aldı. “Kafkas Bölgesinin Kapsamlı Sismolojik ve Jeodezik Gözlemlere Dayalı Sismotektoniği ve Kinematiği” başlıklı proje, Kafkasya’daki ülkelerden yer bilimleri araştırmacılarını ilk kez büyük çapta bilimsel araştırma için bir araya getirecek. Proje kapsamında Rusya ve Ermenistan, 2007-2020 yılları arasında kaydedilmiş sismolojik verileri Boğaziçi Üniversitesi ile paylaşacak. Bu veriler; Türkiye, Azerbaycan ve Gürcistan tarafından sağlanan açık veriler ile birleştirilerek Kafkasya bölgesinin sismotektonik ve jeodinamik yapısını anlamak için analiz edilecek.

Kafkasya’daki politik ilişkilerin karmaşıklığının, sismolojik ve jeodezik araştırmaları zorlaştırdığını ifade eden Dr. Sezim Ezgi Güvercin, arazi gözlemlerine elverişli olmayan bu bölgede sismoloji ve jeodezi gözlem noktalarının dağılımının seyrek olduğuna dikkat çekiyor. Bu sorunları aşmak ve literatürdeki boşluğu doldurmak adına TÜBİTAK ile Rusya Temel Araştırmalar Vakfı (RFBR) iş birliği dahilinde desteklenecek projeyle; Kafkasya ve çevre ülkelerden toplanan sismoloji ve jeodezi verileri birleştirilecek. Projeye Türkiye’den katkıda bulunacak kurumlar arasında iş bölümü yapmak ve koordinasyonu sağlamak Boğaziçi Üniversitesi’nin sorumluluğunda olacak.

Sizi kısaca tanıyabilir miyiz?

Dr. Sezim Ezgi Güvercin: Lisans eğitimimi İstanbul Üniversitesi Jeofizik Mühendisliği Bölümü’nde aldım. Yüksek lisansımı yerel deprem tomografisi üzerine, doktoramı ise Anadolu’nun farklı bölgelerindeki aktif sismotektonik üzerine Boğaziçi Üniversitesi Jeofizik Anabilim Dalı’nda tamamladım. Doktora derecemi aldıktan sonra Yıldız Teknik Üniversitesi ve Boğaziçi Üniversitesi’nin iş birliğiyle yürütülen Doğu Anadolu Fay Hattı’nın sismotektoniği ile ilgili bir TÜBİTAK projesinde doktora sonrası araştırmacı olarak çalışmaya başladım. Aynı zamanda yeni başlayacak TÜBİTAK ve RFBR ikili iş birliği projesinin yazılmasında ve düzenlenmesinde görev aldım. Araştırmalarıma bu iki proje kapsamında Boğaziçi Üniversitesi Jeofizik Bölümü öğretim üyeleri olan Doç. Dr. Ali Özgün Konca ve Prof. Dr. Hayrullah Karabulut ile birlikte çalışarak devam ediyorum.

Proje fikri nasıl ortaya çıktı?

Kafkas Sıradağları, Avrasya ve Arabistan levhalarının çarpışması ile oluşan ana yapılardan birisi. Yüksekliği 5642 metreyi bulan 850 kilometre uzunluğundaki bu sıradağlar, Avrupa’nın en yüksek noktası. Kafkasların yükselmesi Arabistan  ve Avrasya levhaları arasındaki okyanusun kapanması ile başlıyor. İki levha arasındaki bağıl hareketi temel olarak Kafkas kıvrım kuşağı ve Transkafkasya masifleri ile birlikte Kuzey ve Güney Kafkas Fayları karşılıyor. Bununla birlikte gözlenen bu deformasyonu karşılayan dinamikler tam olarak anlaşılmış değil. Bölgedeki deprem aktivitesini, aktif faylanmayı ve yer kabuğundaki litoloji değişimlerini güvenilir bir şekilde gözlemleyip bu bilgileri kabuk altı jeodinamik sistem ile ilişkilendirmek gerekiyor.  

Ancak bölgenin coğrafi yapısındaki zorluklar ve politik ilişkilerin karmaşıklığı bu tür projelerin sıkça yapılmasını engelleyen faktörlerin başında gelmekte. Ulaşımı zor bölgeleri ile arazi gözlemlerine elverişli olmayan Kafkasya’da sismoloji ve jeodezi gözlem noktalarının dağılımı da oldukça seyrek.

Kafkasya için daha doğru yer modelleri oluşturmak ancak bölgedeki tüm ülkelerin sismoloji ve jeodezi verilerinin birlikte kullanılması ile sağlanabilir. Projenin çıkış noktası, “Bu verileri bir araya getirip, bölge ile ilgili bilgi eksikliğini kapatmaya nasıl yardımcı olabiliriz?” sorusu oldu.  

Projenin ne kadar sürmesi bekleniyor? Yaklaşık kaç kişilik bir ekip projede görev alacak?

Proje resmi olarak Mayıs 2021’de başlayacak ve 36 ay sürecek. Projenin Türkiye ayağında Boğaziçi Üniversitesi Jeofizik Anabilim Dalı’ndan iki, Jeodezi Anabilim Dalı’ndan bir kişi görev alacak. Yıldız Teknik Üniversitesi Geomatik Mühendisliği Bölümü’nden iki kişi, İstanbul Teknik Üniversitesi Jeoloji Bölümü’nden bir ve Gebze Teknik Üniversitesi’nden bir kişi çalışacak. Rusya tarafında ise Lomonosov Moscow State University ve Russian Academy of Sciences’tan yedi araştırmacı ile beraber projede toplam 13 kişilik bir ekip çalışacak. Proje süresince Türkiye’den doktora sonrası araştırmacı, yüksek lisans ve doktora öğrencileri de desteklenecek.

“Kafkasya’nın karmaşık tektoniğini ve buna bağlı deprem aktivitesini anlamak istiyoruz”

Kafkasya’daki deprem aktivitesini gözlemlemek ve bu bölgeyi sismolojik ve jeodezik açıdan incelemek neden önemli?

Fayların davranışları, üzerinde yer aldıkları tektonik plakaların yönelimlerine ve bu plakaların bağıl hızlarına bağlıdır. Örneğin; üzerindeki kayma hızı yüksek olan bir fayda kırılma için gerekli enerji daha kısa sürede birikeceği için büyük depremler daha sık oluşabilirken kayma hızının yavaş olduğu faylarda büyük depremlerin meydana gelmesi için daha uzun süreler gerekiyor. Fay üzerindeki kayma hızları jeodezik yöntemler ile saptanabilir. Bu gözlemler yeterince sık aralıklar ile yapıldığında fay boyunca oluşan stres ve deformasyonun zaman içerisindeki değişimini izlemek mümkün oluyor. Bu sebeple gözlem yapılan ağların yoğunluğu, sonuçların doğruluğunu ve duyarlılığını belirleyen etmenlerin başında geliyor.

Kafkasya’nın sismotektoniği yani tektoniğe bağlı deprem aktivitesi, oldukça karışık. Yüzeyde gözlenen deformasyonlar, tektonik plakaların yer aldığı litosferin karmaşık yapısından kaynaklanıyor. Bugüne kadar Kafkaslar’ın yer aldığı litosferin nasıl deforme olduğuna dair iki farklı öneri sunuldu: Bunlardan biri okyanusal litosferin güneybatı Kafkaslar’da parçalanarak battığını, diğeri ise koptuğunu iddia ediyor. Bu iddialardan hangisinin geçerli olduğu hâlâ tartışılmakta. Hem bölgenin güneydoğusundan güneybatısına doğru hızla azalan bağıl jeodezik hızlar hem de kabuk içi ve kabuk altı deprem aktivitesini açıklamak için gerekli derin tomografik görüntülerin çözünürlükleri yetersiz.

Bölgede aletsel dönemde büyük depremler de meydana geldi. 7 Aralık 1988 tarihinde Ermenistan’da 7.2 büyüklüğündeki deprem, yaklaşık 20 bin kişinin yaşamını yitirmesine neden olmuş; bölgede faaliyet gösteren nükleer santralin çalışması durdurulmuştu. Bu tür depremler kabuk içinde sığ derinliklerde meydana gelir ve ciddi hasarlar oluşturur. Buna karşılık, bölgenin doğusunda 100-150 km derinlikte depremler de gözleniyor. Bu derinlikteki depremler kabuk altı depremleri olarak tanımlanır ve ancak dalan veya dalıp daha sonra kopmuş okyanusal kabuk parçaları ile ilişkili olarak meydana gelirler.

Özetlemek gerekirse, bu çalışma kapsamında bir araya getirilecek sismik ağ verileri yardımı ile depremlerin konumlarının iyileştirilmesi mümkün olacak. Buna bağlı olarak elde edilen veriler ve sonuçlar hem bölgedeki fayların geometrisinin hem de litosfer yapısının yüksek çözünürlüklü olarak görüntülenmesine imkân tanıyacak. Deprem kaynak mekanizma çözümleriyle de bölgedeki faylanma ve gerilme dağılımı hakkında detaylı bilgi sağlayacağız. Bu bulgular, yeni GNSS hız alanından elde edilen bulgularla değerlendirilerek yüzey-derin deformasyon ilişkisini daha iyi anlamamızı sağlayacak.

Rusya’nın kapalı olan sismoloji verileri ilk kez Türkiye ile paylaşılacak

Bu çalışma sayesinde politik sınırlardan bağımsız olarak Türkiye, Rusya, Gürcistan, Ermenistan ve Azerbaycan’ın dahil olacağı bir araştırma gerçekleştirilmesi dikkat çekici. Zaman zaman sıcak çatışmaların yaşandığı Kafkasya için böyle bir araştırma iş birliği ilk kez olacak diyebilir miyiz?

Yer bilimlerinde bu ölçekte bir çalışma grubu ilk kez oluşturulacak. Ayrıca ilk kez Rusya’nın kapalı olan verileri, Türkiye’nin kullanımına açılacak. Böylece bu iki ülkenin sismoloji ve jeodezi veri tabanları birleştirilecek. Rusya aracılığıyla Ermenistan verisini de alacağız.

Bilimde sınır olmayacağını düşünerek bu projeye başladık. Bir araya gelemediğimiz zamanlarda bile bu ülkelerdeki araştırmacılar arasında gözlemler ve fikirler zaten paylaşılıyordu. Bölge uzun zamandır gerginliklerin ve sıcak çatışmaların yaşandığı bir iklimin içerisinde. Birlikte çalışma kültürü oluşturmak ve kurumlar arasındaki iletişimin artmasına yardımcı olmak önemli. 

Araştırma sürecinde Türkiye ve Rusya arasında nasıl bir iletişim gerçekleşecek?

Proje sürecinde iki adet ziyaret planladık. Rusya’daki 7 araştırmacı Türkiye’ye gelecek. Turkiye’den 7 araştırmacı da Rusya’yı ziyaret edecek. Ayrıca çalışmanın sonuçlarını paylaşmak için bir toplantı düzenlenecek. Türkiye’de gerçekleştirilecek bu toplantıda Kafkasya’daki tüm ülkelerden araştırmacıların bir araya getirilmesi hedefleniyor.

Projenin Türkiye’deki yürütücü kurumu olan Boğaziçi Üniversitesi’nde ne tür çalışmalar yapılması planlanıyor?  

Bu projede iki kurum liderlik yapacak: Birisi Rusya’daki Lomonosov Moscow State University, diğeri ise Boğaziçi Üniversitesi. Türkiye’den katkıda bulunacak kurumlar ve araştırmacılar arasında iş bölümü yapmak ve koordinasyonu sağlamak Boğaziçi Üniversitesi’nin sorumluluğunda olacak. Rusya’dan gelen verilerin mevcut verilerle birleştirilmesi, analiz edilmesi ve elde edilen sonuçların tartışılması için gerekli platform yine Boğaziçi Üniversitesi tarafından sağlanacak. Bölge için depremsellik dağılımlarının iyileştirilmesi, fayların kinematiğinin anlaşılması, sismik görüntüleme yöntemi ile derin yapılarının 3 boyutlu olarak elde edilmesi öncelikli hedeflerimiz olacak. Bu çalışma tamamlandıktan sonra ikinci bir aşama olarak Kafkasya’da daha geniş katılımlı bir Avrupa Birliği projesi gerçekleştirmeyi hedefliyoruz.