TUZLA DEPREM AKTİVİTESİ
Kocaeli Üniversitesinden emekli olmadan önce yıllarca Adapazarı veya Boğazici Ekspresleri ile İzmit'e gider gelirdik. İçmeler'e gelince pencereden bakar ve "Neler olmuş burada? Bu kireçtaşı bloklarının duruş biçimleri ne garip!" diye düşünür dururdum.
Sonradan burada sondaj yapıldığında kireçtaşı katmanlarının altından granite ulaşıldığını, ve bu lakolit (granitin yanal uzantısı) ya da batolit (granitin ana gövdesi) denilen oluşumun daha büyük boyutlarda Çavuşbaşı (Kavacık) ve Sancaktepe (Gebze)'de de oluştuğunu öğrendim. Zaten İçmeler'den şifalı su çıkışı da bu derin granit olgusu ile uyum göstermekteydi. Bu granitin varlığı nedeni ile Sancaktepe, Çavuşbaşı ve Tuzla-Kartal civarındaki kireçtaşları biraz pişerek kristalize olmuşlardı. Bu sayede Tuzla-Bayramoğlu'ndaki ve Gebze'deki taş ocaklarından kristalize (suya dayanıklı) kalker mıcırı ve kalker kumu elde edilmektedir.
Şekil-1. İçmelerde görülen anlamsız kaya blokları yığını ve olası görsel kesiti.
Derken İçmeler'de bir sıcak yer altı suyu aramasında yapılan Kuvars-Kuvars ve Kuvars-Kalsedon yöntemi ile sıcaklık tayini sırasında yaklaşık 150 m derinlikte 27°C 'lik bir sıcak su beklenilince, parçalar birleşmeye başladı.
Granit batoliti Kocaeli yarımadasının altından yükselerek yeryüzüne yaklaştığında, sırtında bu günkünden çok daha kalın (Kretase ve Tersiyer yaşlı) formasyonlar vardı. Aradan geçen 60-70 milyon yıldan sonra hem bu yarımada erozyona uğrayıp aşındı, hem de genç granit batoliti (camsı kayaç olduğu için) çok yavaş bir hızla soğumaya başladı.
Granit genel anlamda üç mineralli bir plutonik (derin magmatik) kayaçtır. Taş yapan ana mineralleri, Kuvars, Feldspat ve Mika'dır. Ancak sıcaklık, basınç, su ve oksijen'in varlığı dolayısı ile yeryüzüne yakın kısımlarında Granitin feldspatları oldukça sert bir kristalli mineralken, oldukça yumuşak bir mineral olan kaolin'e (bir tür saf Kil'e) dönüşür. Soğurken Granite has bir biçimde kabuk bağlayıp kaolinizasyon denilen bu süreçle dış kabuğu ayrışmaya başlar. Bu ayrışma sonucunda (aşınma ile yeryüzüne ulaşan mostraları) yer altı suyunun etkisi ile olay yerini terk eden kaolin ve mika'dan arta kalan iri kuvars tanelerinden oluşan arenit biçimini alırlar. Sancaktepe ve Çavuşbaşı arenitleri de böyle sıcak suyun etkisi ile oluşmuştur.
Ancak bir zamanlar bu gün sıcak su dediğimiz etken, kaynar su ve hatta buhar halinde idi. İşin içine buhar girince bulunduğu derinlikle hiç de orantılı olmayan yükseklikte içsel basınç söz konusu olur. Şöyle ki;
Derinlerdeki yer altı suyunu gözeneklerinde ya da çatlaklarında taşıyan kayaca rezervuar (reservoir) denilir. Bir rezervuarın energetik olup olmadığı ise aşağıda verilen basit denklem-eşitsizlik paradoksu ile kontrol edilir.
F = b0 dT/dz - C0 dP/dz > 0..................................................(1)
Bu bağıntıda F kuvvet, T (Kelvin) sıcaklık, P hidrostatik basınç, b0 termal genişleme katsayısı, C0 sıkışabilirlik (1/bulk) katsayısı, sıcaklığın derinlikle değişimi dT/dz, basıncın derinlikle değişimi dP/dz olarak verilir.
Yukarıdaki bağıntıyı, bu çalışmaya bilimsel bir hava vermek için yazmadım. Gerçekten çok önemli bir bağıntı. O kadar önemli ki bir gezegenin veya (plazmayı akışkan olarak kabul ederseniz) bir yıldızın canlılığını ve hatta varlığını kontrol edebilen bir denklem.
Astronomik denge biçimi olan revolution ellipsoidi (dönel basık küre) halini almak için yıldız, gezegen veya uydu olan her gök cisminin, Jüpiterin dış uydularından birisi olan Amalthea'dan daha büyük kütleli olması gerekir. Amathea'dan daha küçük kütleli uydular ömürlerinin en azından bir bölümünü tamamen ergimiş olarak geçirmediklerinden dolayı, Mars'ın Phobos ve Deimos uydularında olduğu gibi dönel basık küre biçimine erişemezler. Dolayısı ile dönel basık küre biçiminde olan Yerküre'miz de ömrünün en azından kısa bir süresini, merkezinden en dış katmanına kadar tamamen ergimiş olarak geçirmiştir. (Protogüneşimizin son ağır element üreten Nükleer sentezi, 4.6 milyar yıl önce gerçekleşmişti. Bu olaydan 100 milyon yıl sonra, yani bundan 4.5 milyar yıl önce, Protogüneşin 150 milyon km uzaklıkta dönen soğumuş ve katılaşmış parçalarını toplayan ilkel katmanlaşmamış(=Polijenik Heteromorf Konglomera halindeki) Yerküre, yeni Güneşinin de yardımı ile ilk defa tam olarak ergimişti.) Bu ergimeye ,
1.Hâlâ devam eden Gravite kuvveti, (Basınç arttıkça enerji harcamadan sıcaklık yükselir.)
2.Artık yok olan kısa yarı ömürlü (Al26, Cl36 gibi) radyoaktif elementlerin ısı salması (Heat Flow),
3.O zamanlarda yağmur gibi yağan asteroid + meteorit çarpmasının ısıl katkısı (Mekanik enerjinin ısı enerjisine dönüşümü),
4.Merkezden ergimeye başlayan malzemenin konveksiyon sürtünmesi (Katmanlanmanın başlaması),
5.Güneşin Gel-Git yamulması,
6.Güneşin partikül ve ışın bombardmanının ısıl dönüşümü
neden olmuştur. Şu anda sadece iç çekirdek ve kabuk katmanı tam anlamı ile katı, diğer Manto, Dış manto, Astenosfer ve Alt litosfer ise, görünüş olarak olmasa bile davranış biçimi olarak sıvıdır. Dolayısı ile artık Yerküre termal denge aşamasına erişmiştir. Yani denklem (1), minimal düzeyde çalışmaktadır. Bu olguyu biraz açalım:
Hepimiz günlük deneyimlerimizden de biliriz ki sıkışan cisimler ısınır. (Örneğin, bisiklet lastiğini şişirirken pompayı tutan elimiz yanardı). Buna karşılık ısınan cisimler genleşir. (Örneğin, yazın tren raylarının arasındaki boşluklar kapanır). Peki bu nasıl iştir? Bunlar birbirlerinin aksini zorlayan iki tabiat yasasıdır! Düşman kardeşler gibi. İşte bu yüzden Çok büyük bir gök cismi, kendi gravite gücünün etkisi ile merkezinde kendi içine çökmekten kurtulur. Böylece aralarındaki yaklaşık 42 ton'luk Coulombic Barier 'e ragmen bir elektronun başka elektronun içine, ya da bir protonun başka proton içine göçertilmesi felaketi önlenmiş olur. Yani sıkışan çisim ısınırken ısınan cisim genleşir. Ve bu paradoks, bir denge arayışına ulaşarak uzlaşır. Bu olay ise ancak Yıldızlarda, merkezdeki inferno'da füzyonla ısı üreten hidrojen tükeninceye kadar, gezegenlerde ve uydularda ise, en dıştan başlayıp bütün katmanlar katılaşıncaya kadar sürer. Peki bu kadar ayrıntıya ne gerek vardı?
Çünkü aynı olaylar daha küçük ölçekte olarak granit batolitinin oluşturduğu energetik rezervuarlarda da hüküm sürer.
Öyleyse bu verilerin ışığında uygun bir "Senaryo" hazırlayabiliriz:
Tuzla lakoliti bu günkünden çok daha sıcak iken, Kuzey Anadolu Fay Zonunun Marmara tabanından geçen en kuzey kolu**, Güneyinde daha zayıf olan deniz tabanında birçok küçük boyutlu çek ayır zonu (pull-apart zone) oluştururken bir adet de kuzeyde sağlam kıtasal kabuğun en zayıf olduğu Tuzla'da çek ayır fayı (açık tansiyon çatlağı) oluşturur. Bu fay olasılıkla deniz tabanında da devam eder. Adı üzerinde, desimetrelerle de ölçülse, çek ayır açıklığından içeri akan deniz suyu, çok derinlerde sıcak granitle temasa geçtiği yerlerde kaynamaya ve büyük miktarda buhar üretmeye başlar. Bu buharın içsel basıncı dayanılmaz boyutlara ulaştığında ise İçmeler civarında iki üç farklı kraterden üzerindeki kireçtaşı formasyonlarını patlatarak parçalar ve havaya fırlatır. (Bakınız Şekil-1). Nükleer yer altı denemelerinden elde edilen sonuçlara uygun olarak tüp şeklinde oluşan krater borusundan havaya fırlatılan kataklastik kireçtaşı blokları, yine kendi düşeyinde geri dönerek krateri ve çıkış borusunu doldururlar. Ama bu kez biraz daha hacım kazandıkları için yeniden düştükleri yerde birer kubbe oluştururlar. Ve trenden bakıldıklarında anlamsız bir biçimde birbirlerinin üzerine yığılmış bloklardan oluşmuş bir kütle gibi görünürler.
Duyduğum kadarı ile Tuzla'da bir gölün suları aniden azalmış ya da yok olmuş. Diğer taraftan TÜBİTAK Marmara Deprem Araştırma Gurubu Başkanı Sayın Prof.Dr.Naci GÖRÜR'de birkaç kez yazılı ve görsel medyada "Tuzlada bir aktivite var. Onunla da ilgileniyoruz. " diye uyarılarda bulunmuştu. Ben de naçizane bu uyarıların arkasındaki araştırmalara bir katkı koymak ve kamu oyuna bir açıklama getirmek üzere bu çalışmayı hazırladım.
Sonuç: Tuzla ve İçmelerin derinliklerinde energetik bir rezervuar var. Bu rezervuarda buhar basıncı yükselmiş durumda. Buna yöredeki suları çekilen bir gölün de katkısı var. 16.01.2001 tarihli 4.2 Magnitüdlü, ve 9.7 km derinlikli Tuzla depremi de tam söz konusu yerde oluşu. Büyük bir olasılıkla bu derinlik buhar basıncının maksimuma çıktığı seviyedir. Özetle yörede buhar basıncı ve yerel bir fay birlikte etkinlik göstermektedir.
*Uğur Kaynak ,1939 yılında Elazığda Doğdu, İ.Ü.F.F.'den 1965 'te Mezun oldu, Etibank'ta, Fırat Üniversitesinde çalıştı. Kocaeli üniversitesinden kadrolu profesör olarak emekli oldu. 16 adedi depremle ilgili olmak üzere farklı konularda 37 yayın yaptı.