Kuzey Anadolu Fayı Sadece Bir Hat Değil, Dev Bir “Magma Pompası” Olabilir

Erzincan ve Karlıova’nın altında, yüzeye sadece 5 kilometre mesafede dev magma rezervuarlarının keşfedildiği araştırma, Türkiye’nin en aktif fay hattına dair ezber bozucu bulgularıyla doğal afetlerden kaynaklanan tehlikelere karşı daha hazırlıklı olunması için bir kapı aralıyor.

Kuzey Anadolu Fay Zonu’nun (KAFZ) doğu ucu, yıllardır sadece yıkıcı depremlerin kaynağı olarak izlendi. Ancak Nature Communications Earth & Environment dergisinde yayımlanan yeni bir araştırma, bu hattın derinliklerinde çok daha karmaşık ve “sıcak” bir mekanizmanın çalıştığını kanıtladı.

İTÜ Maden Fakültesi Jeofizik Mühendisliği Bölümü Öğretim Üyesi Doç. Dr. Tuna Eken’in katkı sunduğu, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Jeoloji Mühendisliği Bölümü’nden Prof. Dr. Özgür Karaoğlu öncülüğündeki uluslararası ekip, yer kabuğunun yüksek çözünürlüklü sismik tomografisini çekerek Erzincan ve Karlıova arasındaki bölgenin altında devasa magma rezervuarları tespit etti. Deprem dalgalarının yer içinde yayılma hızlarını ve hız oranlarını temel alan yüksek çözünürlüklü tomografi modellemeleri, bu bölgenin yalnızca bir deprem koridoru olmadığını, aynı zamanda magmanın depolandığı ve taşındığı bir “derin jeolojik altyapı” barındırdığını gösteriyor.

Fayın kayma hareketi magma yükselimi için mekanik yol açabilir

Araştırmanın en çarpıcı mesajlarından biri şu: Magma rezervuarlarında basıncın artması elbette önemlidir, fakat tek başına gerekli mekanizma olmayabilir. Üç boyutlu, zaman bağımlı mekanik modeller, sağ yanal doğrultu atımlı fay kaymasının, rezervuarların çevresindeki gerilme alanlarını yeniden düzenleyerek magmanın ilerleyebileceği çatlak sistemlerini “mekanik olarak mümkün” hâle getirebileceğini gösteriyor. Başka bir deyişle, fay, magmayı doğrudan yukarı iten bir piston gibi davranmak zorunda değil, ancak kayma ile birlikte kabukta çekme bileşenlerini artırarak magmanın ilerleyebileceği zayıf zonları belirginleştirebiliyor. Bu nedenle “magma pompası” ifadesi, tek bir hamlede magmayı yüzeye fırlatan bir mekanizma değil, zaman içinde gerilme ve zayıflama biriktirerek magmanın ilerlemesi için uygun şartları kuran bir sistem olarak düşünülmeli.

Bu yaklaşım, deprem ve magmatizmayı birbirinden kopuk iki ayrı tehlike başlığı olarak ele alan bakışa güçlü bir itiraz getiriyor. Doğu Anadolu’da bazı kesimlerde depremselliğin (sismisite) derinlik boyunca göç etmesi ve belirli aralıklarda kümelenmesi, tektonik stresin, magmatik sistemin geometrisiyle birleştiğinde “yapısal bir kılavuz” üzerinden yukarı doğru odaklanabildiğini düşündürüyor. Böyle bir çerçevede, fayın her kayması bir patlama anlamına gelmiyor; fakat fayın uzun dönemli hareketi, magmatik sistemlerin çevresinde birikimli bir zayıflama ve gerilme odaklanması yaratabilir.

Basınç şart değil: fay hattı magmayı yüzeye itiyor

Geleneksel görüş, volkanik bir patlama için magma odasında muazzam bir iç basınç birikmesi gerektiğini savunur. Ancak bu araştırmanın en sarsıcı mesajı tam burada devreye giriyor: Fay hattındaki hareket, magmayı yüzeye taşımak için kendi başına yeterli olabilir. Gelişmiş 3 boyutlu mekanik modeller, magma basıncı “sıfır” bile olsa, fayın sağ yanal kayma hareketinin yer altındaki sistemi bir “pompa” gibi çalıştırdığını gösteriyor. Fay üzerindeki stres, magma rezervuarlarının çevresindeki kayaları zorlayarak magmanın ilerleyebileceği çatlak sistemlerini adeta yırtarak açıyor. Bu durum, deprem ve volkanik riski birbirinden kopuk iki ayrı başlık olmaktan çıkarıp, aynı “mekanik koridorun” parçaları haline getiriyor.

İki magma rezervuarı farklı davranıyor

Sismik tomografi yöntemiyle elde edilen görüntülerde, sismik dalga hız oranlarının (Vp/Vs > 1,85) kritik eşiği aşması, yerin 5 ila 15 kilometre derinliğinde yaklaşık 48 kilometre uzunluğunda iki ayrı dev eriyik kütlesine işaret ediyor:

1. Erzincan Havzası (Batı): Bu bölgenin altında sismik bir sessizlik hâkim. Ancak araştırmacılar bu sessizliğin bir “güvenli bölge” işareti değil, magmanın çok sıcak ve akışkan olması nedeniyle deprem üretemeyen “sinsi” bir ortamdan kaynaklandığını belirtiyor.

2. Erzincan Havzası-Yedisu (Doğu): Burada ise durum tam tersi; yoğun bir deprem etkinliği gözleniyor. Bu da magmanın daha soğuk ve kırılgan bir kabuk içinde sıkışmış olduğunu, sistemin sismik olarak sürekli “çalıştığını” gösteriyor.

“Tahmin” değil, gerçekçi bir risk okuması

Araştırma bir “tarih” vererek korku yaymayı değil, Türkiye’nin en kritik tektonik kavşaklarından birinde riskin nasıl “okunması” gerektiğini yeniden tanımlamayı amaçlıyor. Araştırma “Doğu Anadolu’daki fay hatlarını sadece deprem üzerinden değerlendirmenin eksik kalacağını magma yükselimlerinin fay boyunca riskli bir derinliğe yükselmesi ile birlikte değerlendirilmesi gerektiğini” ortaya koyuyor.

Doğal bir laboratuvar niteliği taşıyan Kuzey Anadolu Fayı’nın doğu kısmında birbiriyle etkileşen “deprem-volkan” ikilisinin davranışlarına odaklanan araştırma, bölgedeki doğal afet risklerini daha iyi anlamamıza ve gelecekteki tehlikelere karşı daha hazırlıklı olmamıza yardımcı olacak.

Birleşik Krallık, İsveç, İsviçre, Rusya ve Singapur’dan alanlarında uzman araştırmacıların da Türk ekibe dâhil olduğu “Fault-controlled magma pathways driving seismicity and eruption risk in Eastern Turkey” başlıklı çalışmanın sonuçları, Nature Communications Earth & Environment dergisinde yayımlandı. Eskişehir Osmangazi Üniversitesi ile İTÜ arasında gerçekleşen bilimsel etkileşimler sırasında, Doğu Anadolu’da depremsellik-magmatik süreç ilişkisinin bütünleşik bir yaklaşımla ele alınmasını amaçlayan bu çalışma, disiplinler arası bir bakış açısının şekillenmiş bir ekip çalışması içerisinde olgunlaşması ve kurumlar arasında beklenen verimli akademik iş birliğine önemli bir örnek teşkil etmesi bakımından da önemlidir. 

Söz konusu çalışma ile ilgili daha fazla ayrıntı için tıklayınız.