Tıp alanında kullanılan MR, BT (tomografi), EKG, ultrason, kan analiz cihazları gibi tıbbi cihazlar doktorlar tarafından yapılmaz; biyomedikal mühendisler tarafından geliştirilir. Doktorlar bu cihazların mühendislik prensiplerini veya elektronik altyapısını bilmek zorunda değildir; onların uzmanlığı üretilen veriyi yorumlamaktır. Bu nedenle “kesin teşhisi cihaz koyar” demek hatalıdır. Cihaz yalnızca ölçer, görüntüler veya analiz eder teşhis ise uzman tarafından konur. Deprem bilimi için de aynı mantık geçerlidir.
Sismik ölçüm cihazları—ivmeölçerler, sismometreler, jeofonlar—elektronik mühendisleri, elektronik teknikerleri, elektrikli cihaz teknikerleri ve cihaz üreticileri tarafından tasarlanır. Sismologlar cihaz yapmaz cihazdan gelen veriyi bilimsel yöntemlerle analiz eder. Tıbbi cihaz, hastalığın ham verisini üretir;
sismolojik cihaz, depremin fiziksel verisini üretir.
Kesin teşhis, analiz ve bilimsel değerlendirme ise insan uzmanlığının alanıdır.
Bu nedenle her iki alana ilişkin temel gerçek şöyledir:
Cihaz ölçer. Uzman yorumlar.
Cihaz teşhis koymaz. Tahmin yapmaz.
2. Deprem Tespit Cihazlarının Görevi: Ölçümden Fazlası Değil
Sismik cihazlar şu verileri toplar:
Yer hareketi (ivme, hız, yer değiştirme)
Frekans ve spektrum analizi
P ve S dalgalarının geliş zamanları
Gürültü–sinyal ayrımı için ham dalga kayıtları
Bu cihazlar:
“deprem oldu” bilgisini verebilir,
deprem sinyalini kaydedebilir,
yer hareketinin şiddetini gösterebilir.
Ancak:
Cihaz tek başına:
depremin büyüklüğünü hesaplayamaz,
odak derinliğini belirleyemez,
fay türünü tespit edemez,
kırılma mekanizmasını çözemez,
deprem tahmini yapamaz.
Tıpkı bir MR cihazının kanseri doğrudan teşhis edememesi, sadece görüntü sağlaması gibi, sismik cihaz da sadece ham veri sunar.
3. Tıbbi Teşhis ile Deprem Analizi Arasında Kurulan Bilimsel Analojinin Önemi
Tıp: Cihaz ➝ Veri üretir.
Doktor ➝ Teşhis koyar.
Sismoloji: Cihaz ➝ Yer hareketini ölçer.
Sismolog ➝ Depremi analiz eder.
Bu yapı bilimsel yöntem açısından zorunludur. Çünkü ölçüm ile analiz aynı şey değildir. Ölçüm mekaniktir, analiz bilimsel bir akıl yürütme, bilgi ve deneyim gerektirir.
Bir EKG cihazı kalp atımını ölçer; kalp krizi teşhisini doktor koyar.
Bir sismometre yer ivmesini ölçer; büyüklük hesaplamasını, fay türünü, deprem mekanizmasını sismolog belirler.
4. Bir Sismoloğun Bilmesi Gereken Temel Bilimsel Alanlar
Modern sismoloji geniş kapsamlı, disiplinler arası bir bilim dalıdır. Aşağıda sismologların uzman olması gereken alanlar bilimsel bir bütünlük içinde açıklanmıştır.
4.1. Jeoloji ve Tektonik
Levha Tektoniği
Yer kabuğunun hareketini, levha sınırlarını, dalma-batma zonlarını, transform fayları ve depremlerin bu sınırlar üzerindeki dağılımını analiz eder.
Fay Mekaniği ve Türleri
Normal fay
Ters fay
Doğrultu atımlı fay
Fayların gerilme biriktirme kapasiteleri, segment yapıları, kırılma süreçleri sismoloğun temel çalışma konularıdır.
Jeolojik İzler ve Paleosismoloji
Topoğrafik deformasyonlar, yüzey kırıkları, hendek çalışmaları ile binlerce yıl öncesine ait büyük depremler belirlenir. Bu veriler tekrarlanma periyotlarını ortaya çıkarır.
4.2. Sismoloji ve Dalga Fiziği
Sismik Dalga Türleri
P (birincil) dalgalar
S (ikincil) dalgalar
Yüzey dalgaları (Love, Rayleigh)
Dalga özellikleri:
hız,
yansıma–kırılma,
zayıflama (attenuation).
Odak Derinliği ve Episantr Hesabı
Bir depremin merkezinin belirlenmesi matematiksel bir modelleme gerektirir.
Fokal Mekanizma Çözümü
“Plaj topu diyagramı” olarak bilinen yöntemle depremin hangi faylanma türüyle gerçekleştiği belirlenir.
4.3. İstatistik, Matematik ve Veri Bilimi
Bir sismolog istatistiksel modelleri mutlaka bilmelidir:
Sismik Katalog Analizi
Depremlerin büyüklük–zaman–yer dağılımı incelenir.
Gutenberg–Richter İlişkisi
Büyük depremlerin frekansı bu formülle ifade edilir.
Omori Yasası
Artçı depremlerin zamanla nasıl azaldığını modeller.
Makine Öğrenimi
Sismik anomali tespitinde modern yöntem olarak kullanılmaya başlanmıştır.
4.4. Deprem Kaynak Süreçleri
Fayların yıllık kayma hızları
Biriken gerilme
Enerji boşalması
Kırılma yayılımı
Çok segmentli kırılma (ör. 1999 Kocaeli + Düzce)
Bir büyük depremin nasıl geliştiğini anlamak için bu alan zorunludur.
4.5. Paleosismoloji
Hendek açma çalışmaları ile:
geçmiş büyük depremler tespit edilir,
fayın maksimum üretebileceği büyüklük,
tekrarlanma periyotları belirlenir.
Bu bilgiler deprem olasılık tahminlerinin temelini oluşturur.
4.6. Jeodezi: GPS ve InSAR
Modern sismolojinin en önemli araçlarındandır.
GPS
Milimetre hassasiyetinde yer değiştirmelerini ölçer.
Gerilme birikiminin nerede yoğunlaştığını gösterir.
InSAR
Radar interferometrisi ile deprem öncesi ve sonrası deformasyon haritaları çıkarır.
4.7. Deprem Erken Uyarı Sistemleri
Sismologlar:
P–S dalgası ayrımını,
gerçek zamanlı sinyal işleme algoritmalarını,
hızlı büyüklük tahmin modellerini bilir.
Bu sistemler deprem tahmini yapmaz, deprem başladıktan sonra uyarı gönderir.
4.8. Deprem Tehlike ve Risk Analizi
Bir bölgenin deprem tehlikesini belirlemek için:
zemin türü,
yer ivmesi parametreleri,
spektral analizler kullanılır.
Bu analizler mühendislik deprem risk hesaplamalarının temelidir.
4.9. Tartışmalı Parametreler: Bilimsel Sınırlılık
Bir sismolog şunu kesinlikle bilir:
“Depremin günü, saati, dakikası tahmin edilemez.”
Radon gazı, elektromanyetik sinyaller, yer altı su seviyeleri gibi parametreler araştırılsa da hiçbiri kanıtlanmış bir öncü belirti değildir.
Bilimsel açıdan yapılabilen şey:
Nerede?
Ne büyüklükte?
Ne kadar sıklıkla?
gibi sorulara olasılık temelli yanıt vermektir.
5. Ölçüm–Uzmanlık Ayrımının Önemi: Bilimin Doğru Anlaşılması İçin
Cihazın “teşhis koymayacağı” “tek başına tahmin için kullanılamayacağı” gerçeği hem tıpta hem sismolojide çok kritiktir. Bunun üç temel nedeni vardır:
- Veri nesneldir; yorum öznel bilgi gerektirir.
Cihaz yalnızca sayısal veri sunar. - Uzmanlık, yüzlerce bilimsel alanın birleşimini gerektirir.
Bir MR görüntüsü, biyoloji + anatomi + klinik tecrübe olmadan anlam taşımaz.
Bir sismogram da jeoloji + dalga fiziği + istatistik + jeodezi olmadan anlam taşımaz. - Yanlış yorum, yanlış sonuç doğurur cihazı suçlamak yanlıştır.
Bu nedenle cihaz ve uzman birbirinden ayrılmaz bir bütündür.
Deprem Analizi Bilimsel Bir Teşhistir, Cihaz Değil Sismolog Yapar
Tıptaki cihazlar nasıl yalnızca ölçüm yapıyorsa,
deprem algılayıcı cihazlar da yalnızca yer hareketini kaydeder.
Kesin teşhis, analiz ve değerlendirme:
Tıpta ➝ doktorun,
Sismolojide ➝ sismoloğun uzmanlık alanıdır.
Bir deprem ancak sismolog tarafından şu sorular yanıtlanarak bilimsel olarak açıklanabilir:
Deprem nasıl oldu? (teşhis)
Hangi fay kırıldı?
Kırılma mekanizması neydi?
Ne kadar enerji boşaldı?
Gelecekte nerede ve ne büyüklükte deprem olabilir? (öngörü/istatistiksel tahmin)
Bu nedenle birisi cihaz geliştirdim bununla önceden depremi bilebiliyorum diyorsa dolandırıcıdır. Hiçbir cihaz P dalgası oluşmadan çalışmaz. O dalgası nadiren S dalgasından 20 saniye önce sensörler tarafından algılanır ve cihaz çalışır. Sensörler olmadan cihazlarda çalışmaz. Sensörler cihazların beynidir. Sensörlerin çalışması içinse dışarıdan bir tetikleyici mutlaka oluşmuş olmalıdır.
Bu nedenle cihazlar yüksek teknolojili ölçüm araçlarıdır;
bilimsel teşhis ise insan uzmanlığının ürünüdür.
