YİRMİNCİ YÜZYILDA JEOFİZİK

Jeofizik, jeolojiye göre çok daha genç bir bilimdir. Bunun nedeni geli?mesini duyulan gereksinimler sayeside sağlanmış olmasıdır. Zira, kolayca bulunabilen yeraltı kaynaklarının tükenmekte olu?u, ya da yüzey gözlemleriyle saptanabilenlerin küçük boyutlarda ve pek önemli olmayan maden yatakları olu?u, daha derinlerde bulunan büyük kütlelerin bulunması isteği, jeofizik ara?tırmalara olan ilgiyi artırmış, yöntemlerde geli?meler sağlamak üzere yatırımlar yapılmaya ba?lanmıştır.

Bireysel uygulamalarla, kimi zaman profesyonelce jeofizik arama yöntemleri daha eski tarihlerde de uygulanmış olmakla birlikte, jeofiziğe olan ilgi ilk kez 1921 de bir petrol alanlarının yalnızca jeofizik bulgulara dayanarak ke?efedilmesinden sonra ba?lamıştır. Bu durum petrol aramacılığında yaygın biçimde jeofizik yöntemlerin uygulanmaya ba?amasına yol açmıştır. Nitekim, 1950'lere kadar ABD'de üretilen yıllık petrolün yarısı jeofizik yöntemlerle bulunan yeni petrol alanlarında elde edilmi?tir. Endüstrideki geli?meler, sava?lar petrole olan gereksinmeyi artırmıştır. Bu durum petrolden büyük paralar kazanan ?irketlerin yeni petrol alanları ke?fedebilmek için jeofiziğe yatırım yapmalarına neden olmu?tur. 1950-1970 yıllarında jeofizik altın çağını ya?amıştır.

Jeofiziğin çok geli?tiği dönemde tüm geli?meyi verilen önem ve yatırımlara bağlamak gerekir. Aynı süreç içinde geli?en ba?ka bir takım olayların ya da süreçlerin de jeofiziğin hız geli?mesinde büyük payı vardır.

1950'lerin başına kadar jeofizikte sağlanan geli?meler yerbilimcileri bu yöntemlerin ve sağlanan olanakların yalnızca yerel problemlerin çözümüyle sınırlı tutulmaması, yeryuvarının genel ve gölgesel problemleriyle de uğraşılması gerektiği gerçeğine götürdü. Ancak, bu tür problemler tek bir ülkenin sınırlarını ve olanaklarını a?makta ve uluslararası katkı ve katıl›mları gerektirmekteydi. Çe?itli ülkelerin ilgilerini belirli yönlere çekmek ve olabildiğince ortak ara?tırma programları yürütebilmek amacıyla 1957 yılı Uluslararası Jeofizik Yılı (IGY) ilan edildi. Bu program süresince ara?tırmaların önemli bir kesimi yermanyetik alanın ayrıntılı incelenmesinde yoğunla?tırıldı. Zira henüz ba?latılmış bulunan uzay çağında fırlatılan uydulara aletler yerle?tirilerek radyasyonu ve manyetik alan ölçülmeye ba?lanmıştı. Özellikle yer çevresinde ödenen uyduların topladıkları bilgiler manyetik alanın dipol ve dipol olmayan bile?enleri, radyasyon ku?akları, auroralar (?imal Fecri) konuları ara?tırılarak yermanyetik alanının matematiksel modeli kurulabildi, kökenine ili?kin kurumlar geli?tirildi, iyononsfer ve yukarı atmosfer fiziğinde çok önemli geli?meler sağlandı.

Uluslararası programlar içinde jeofiziğe ve genelde de yer bilimlerine çok önemli katkı sağlayan olaylardan biri de Uluslararası Üst Manto Projesi olmu?tur.

1930-1950 yılları arasında sismolojide çok önemli kurumsal geli?meler sağlanmış, dünyada kurulu sismoloji istasyonlarının sayısı artmış, uzun periyodlu sismograflarla kaydedilen yüzey dalgalarının dispersiyonundan yararlanarak yer kabuğunun yapısına ili?kin çok değerli bilgiler sağlanmıştır. Bunlara ek olarak, dinamit, nükleer silahların denenmesi gibi yapay kaynaklarla olu?turulan sarsıntıların kaydedilmesiyle de yerkabuğunun yapısına ili?kin, yerel ve bölgesel, ayrıntılı bilgiler toplanmıştır. Bu süreç içinde yer kabuğunun kıtalardaki yapısı ile okyanusların altındaki yer kabuğu arasında çok önemli farkların bulunduğu anlaşılmıştır.

Deprem dalgalarını inceleyerek yapılan ara?tırmalar sırasında yer kabuğunun altından, yani üst mantodanda bilgiler toplanmış, deprem dalgalarını büyük ölçüde soğuran, viskoz davranışlı, kısmen ergimi?, Astenosfer adı verilen bir katmanın bulunduğu anlaşılmıştı. Bu bilgileri ayrıntılandırmak ve tüm dünya ölçüsünde üst mantonun yapısını ve bile?imini incelemek amacıyla Uluslararası Üst Manto Projesi adıyla anılan bir ara?tırma programı gerçekle?tirdi. Bu program süresince gerek kuramlarda, gerekse bilgi toplama ve i?lemeyle ilgili yöntemlerde önemli geli?meler sağlandı.

Yer bilimlerine önemli katkılar sağlayan uluslararası projelerden bir ba?kası da Uluslararası Jeodinamik Projesi olmu?tur.

Uluslararası Üst Manto projesinin bir devamı olarak gerçekle?tirilen jeodinamik projesi 1970-1971 yıllarında planlanmış, jeoloji, jeofizik, ve jeokimya disiplinlerinde uzmanla?mış binlerce ara?tırmacının yoğun çalışmaları ile 1980 yılında sona ermi?tir. Uluslararası Jeodezi ve Jeofizik Birliği ile Uluslararası Jeoloji Bilimleri Birliğinin ortakla?a düzenledikleri bu proje sırasında 10 tane Çalışma Gurubu olu?turularak yer yuvarının deği?ik bölgelerinin önemli problemleri aydınlığa kavu?turulmu?tur. Bu proje süresince ba?latılan ve halen değerlendirmeleri devam eden bir proje kapsamında da sürekli sismik yansıma profilleri ile Amerika Birle?ik Devletlerinde yer kabuğunun ayrıntılı yapısı incelenmi?tir. COCORP (Consortium for Continental Reflection Profiling) adı verilen bu proje sırasında binlerce km uzunlukta profiller boyunca, vibrosismik yöntem uygulaması ile sürekli sismik yansıma kesitleri ölçülmü?tür.

Jeofiziğin geli?mesinde katkı sağlayan olgulardan bir ba?kası da uzay teknolojisindeki geli?meler olmu?tur. Bu süreç içinde bir yandan yer yuvarının öte yandan ba?ka gezegenlerin jeofizik özelliklerini ölçmek amacıyla uydulara aletler yerle?tirilmi?, ileti?im teknolojisindeki geli?melerden yararlanarak jeofizik verilerin yerden-yere, yada uydudan yere iletimi sağlanmış, gerçek-zamanlı kaydetme ve i?leme konularında önemli ilerlemeler sağlamıştır. Bu kapsamda yapılan çalışmalan bir bölümünde ise, uzaktan algılama (remote sensing) yöntemleriyle uydulardan yapılan ölçmelerle yeraltı kaynaklarının ara?tırılması amaçlanmıştır.

İnsanlık için büyük bir tehlike olmasına karşın, çe?itli uluslararasında sürdürülen nükleer yarışın jeofiziğin geli?mesinde payı olmu?tur. Bunlardan birincisi nükleer silahların güçlerinin ve etkilerinin denenmesi sırasında yaratılan sarsıntıların sismograflarla kaydedilmesiyle sağlanan, yer kabuğunun yapısına ili?kin bilgilerdir. İkinci olay ise nükleer sava?a hazırlanan ülkelerin yaptıkları nükleer silah denemelerini yakından izleyebilmek amacıyla tüm dünyada yaygın, çe?itli özelliklerde sismograflarla donatılmış sismoloji istasyonları ağlarının kurulmu? olmasıdır. Bu ağlar ku?kusuz kurulu? amaçları doğrultusunda bilgi toplarken, öte yandan da deprem dalgalarını kaydetmekte ara?tırmalar için önemli bilgi birikimleri sağlamaktadırlar.

Bunların yanında sismogramlar üzerinde görülen elastik dalga kayıtlarının deprem dalgalarımı, yoksa yapay patlamalarla olu?an elastik dalgalarımı olduğunu kestirebilmek amacıyla yapılan ara?tırmalar sırasında im i?leme (sinyal analizi) yöntemleri jeofizikte geni? çapta uygulanmaya ba?landı. Ayrıca, yine aynı amaç içi elastik dalga kaynağının im (sinyal) biçimi üzerindeki etkilerine ve dalga yayılımına ili?kin önemli kuramsal geli?meler sağlanmıştır. Bu kuramsal geli?melerden yer içinin modellenmesinde geni? ölçüde yararlanılmaktadır.

Jeofiziğin geli?mesinde önemli payı olan etkenlerden biri de bilgisayarların yaygın kullanımı olmu?tur. Bilgisayar çağına girmezden önce ara?tırmacılar kurumsal çalışmalarında aşırı derecede basitle?tirilmi? modeller seçmek zorunda kayorlardı. Çoğu zaman da el iye yada masa hesap makinalarıyla gerçekle?tirilmesi olanaksızdır dü?üncesiyle, karmaşık kuramlara girmekten kaçınıyorlardı. Basit birkaç çarpma bölme ile, çoğu zaman bir takım grafiklerle, yaklaşık çözümler elde etmeye çalışmak, alışılmış bir yaklaşımdı. Bilgisayarlar dönemine geçi?, gerek kuramsal yaklaşımlarda, gerekse seçilen modellerde, eskiye göre gerçeğe daha çok yakla?mayı sağlamıştır.

Jeofizik genel olarak ölçülen bir büyüklüğün değerlendirilerek yer için modellemeyi amaç edindiğinden, ulaşılacak sonuçtaki doğruluğun birinci ko?ulu gözlemin yeterince sağlık ve duyarlı yapılmış olmasıdır. Kaba duyarlıkla çalışan aygıtları kullanarak ayrıntılı bilgi elde edilemeyeceği açıktır. Çağda? teknolojik geli?melerden jeofizik yeterince payını almıştır ve almaktadır.

Bilgi kaydetmede sağlanan ilerlemeler, duyarlığın yanında, i?lemleri hızlanmamıştır. Bugün jeofizik aygıtlarında değerler mikro-i?lemciler yardımıyla, sayısal olarak ölçülmekte ve hemen bilgisayarlara aktarılarak hesaplar yapılabilmektedir. Son yıllarda gerek gözlemleri, gerekse hesaplamaları arazide yapıp bitiren, hatta sonuçları haritalayan sistemler geli?tirilmi?tir. İleti?im teknolojisindeki geli?meler yardımıyla, toplanan veriler telsiz yada telefon hatlarıyla, hatta uydular aracılığıyla iletilmekte, belirli bir merkezde toplanmakta bilgisayarlarla hemen değerlendirilmektedir.

Jeofizik, bilgisayarı en geni? çapta uygulanan bilimlerden biridir. Bunun doğal nedeni, sonuçlarına, birtakım imler üzerinde sayısal i?lemler yaparak ula?mak zorunda olu?udur. Gözlenen imler üzerinde yapılan sayısal i?lemler çok fazla hacimde hesaplamaları gerektirmektedir. Bunları el ile yada masa hesap makinalarıyla ancak sınırlı ölçüde gerçekle?tirebiliriz.

Jeofizikte bilgisayar kullanımının artması, modelleme konusundaki geli?meleri hızlandırmıştır. Düz problem çözümlerinde daha karmaşık jeolojik yapıların jeofizik imzaları ara?tırılmaya ba?lanmış, bunun sonucu olarak kuramlarda da önemli geli?meler sağlanmışı›r. 1970'li yıllardan bu yana da ters (evrik) problem çözümleri izlenmi?, bilgisayarlar yardımıyla, ölçülen jeofizik imleri yaratan yeraltı yapıları modellenmeye ba?lanmıştır.

Jeofizik yöntemlerindeki geli?melerde ara?tırma kurulu?ları ve özel jeofizik ?irketleri arasındaki rekabetin de etkisi olmu?tur. Her ne kadar ticari amaçlarla çalışan kurulu?lar geli?tirdikleri kuramları ve yöntemleri kendi amaçları için kullanmak amacıyla gizli tutmakta iseler de bir süre sonra bu gizlilik kalkmakta, sağlanan geli?me tüm dünya jeofizikçilerine malolmaktadır.

Yukarıda de¤inilen konulardan açıkça görülmektedir ki jeofizik, jeolojiye göre çok daha genç bir bilim olmasına karşın çok hızlı bir geli?me süreci geçirmi?tir. Burada belki geçirmi?tir sözcüğü yerinde kullanılmamış olabilir, zira jeofizik biraz yava?lasa bile, geli?imini sürdürmektedir. Pek çok ülke bu geli?meyi yakından izleyememi?, geli?mi? teknolojik olanaklardan gecikmeli olarak yararlanabilmi? ya da hemen hemen hiç yararlanamamıştır.

Yukarıda çok kısa olarak değindiğimiz gibi, jeofizikteki geli?meler son yıllarda biraz yava?lamıştır. Bunun ba?lıca iki nedeni vardır. Bunlardan birincisi petrol fiatlarındaki hızlı artam karşısında tüm dünyada uygulanan enerji tasarrufu, yeni petrol arama uğra?larını yava?latmış, jeofizik etkinlikler eskiye göre biraz azalmıştır.

Yukarıda değindiğimiz jeofizik ara?tırma ve uygulama çabalarındaki yava?lama geçici olmak zorundadır. Zira jeofizik tükenebilir yeraltı kaynaklarını arama pe?indedir. Bu kaynaklar azaldıkça, kolay bulunabilir kaynaklar tükendikçe daha zor bulunabilecek kaynakları aramak kaçınılmazdır. Bu da jeofiziğe olan gereksinmenin yeniden artacağı, daha ileri düzeyde arama yöntemlerinin gelişıceği sonucunu doğurmaktadır.