Fay Hareketleri: Normal, Ters, Sağ Yanal ve Sol Yanal Atımlı Fay Nedir?

Fay hareketleri, yer kabuğundaki kaya bloklarının bir kırık yüzeyi boyunca birbirine göre yer değiştirmesidir. Bu kırık yüzeyine fay, blokların birbirine göre hareket ediş biçimine ise fay hareketi veya faylanma türü denir. Fay hareketleri hareketin yönüne göre başlıca normal fay, ters fay, sağ yanal atımlı fay, sol yanal atımlı fay, verev atımlı fay ve rotasyonal fay olarak sınıflandırılır. Depremler, faylar boyunca biriken gerilmenin ani olarak boşalmasıyla oluşur; bu yüzden fay hareketlerini anlamak deprem tehlikesini anlamanın temelidir.

Bu yazıda fayın elemanlarını, fay hareketlerinin nasıl sınıflandırıldığını, sağ yanal atımlı fay ne demek ve sol yanal atımlı fayın nasıl ayırt edildiğini, normal ve ters fayların hangi gerilme ortamlarında oluştuğunu, Türkiye’deki başlıca fay sistemlerini ve fay hareketlerinin yapılar üzerindeki etkilerini anlatıyoruz.

Fay Nedir?

Faylar, kaya bloklarının farklı yönlerde hareket ettiği yerlerdeki kırıklardır. Yer kabuğu levha hareketleri nedeniyle sürekli gerilme altındadır. Kayaçlar bu gerilmeye bir süre elastik olarak dayanır; dayanımları aşıldığında kırılır ve kırık boyunca kayarlar. Kırık oluştuktan sonra da gerilme birikmeye devam eder ve fay belirli aralıklarla yeniden kayar. Her ani kayma bir depremdir.

Bir kırığın fay sayılabilmesi için iki yanındaki blokların kırık düzlemine paralel olarak birbirine göre yer değiştirmiş olması gerekir. Bloklar arasında hareket olmayan kırıklara ise çatlak veya eklem denir.

Fayın Elemanları

Fay hareketlerini tanımlarken kullanılan temel kavramlar şunlardır:

• Fay düzlemi: Blokların üzerinde kaydığı kırık yüzeyi.
• Fay hattı (fay izi): Fay düzleminin yeryüzünü kestiği çizgi.
• Doğrultu: Fay düzleminin yatay düzlemle kesişme çizgisinin yönü.
• Eğim: Fay düzleminin yatayla yaptığı açı. Eğimi 90°’ye yakın faylar düşey, küçük açılı faylar yatık faylardır.
• Asılı blok (tavan bloğu): Eğimli bir fay düzleminin üstünde kalan blok.
• Taban bloğu: Fay düzleminin altında kalan blok.
• Atım: Fay boyunca daha önce bitişik olan iki noktanın hareket sonrası birbirinden uzaklaşma miktarıdır. Atımın fay doğrultusundaki bileşenine doğrultu atımı (yanal atım), fay düzleminin eğimi yönündeki bileşenine eğim atımı, toplam yer değiştirmeye ise net atım denir.

Fay Hareketleri Nasıl Sınıflandırılır?

Faylar, fay düzlemi boyunca gelişen kaymanın yönüne göre dört ana grupta değerlendirilir:

1. Eğim atımlı faylar (dip-slip): normal fay, ters fay ve bindirme fayı
2. Doğrultu atımlı faylar (strike-slip): sağ yanal atımlı fay ve sol yanal atımlı fay
3. Verev atımlı faylar (oblique-slip): hem eğim hem doğrultu bileşeni olan faylar
4. Rotasyonal (pivotal, burulma) faylar: kayma miktarının fay doğrultusu boyunca hızla değiştiği faylar

1. Eğim Atımlı Faylar

Eğim atımlı faylarda bloklar fay düzleminin eğimi doğrultusunda, yani yukarı veya aşağı doğru hareket eder. Hareketin yönüne göre normal ve ters fay olarak ikiye ayrılır.

Normal Fay

Normal fay hareketinde asılı blok, taban bloğuna göre fay düzlemi boyunca aşağı doğru kayar. Yukarıdaki şekilde 1 numaralı asılı blok, 2 numaralı taban bloğuna göre aşağı yönlü hareket eder. Normal faylar yer kabuğunun gerildiği (çekme rejimi) bölgelerde oluşur; kabuk uzar ve bloklar birbirinden uzaklaşır. Fay düzlemlerinin eğimi genellikle 45°–70° arasındadır.

Normal fayların karşılıklı çalışmasıyla aradaki blok çökerse graben (çöküntü havzası), yükselmiş blok kalırsa horst oluşur. Türkiye’nin batısındaki Gediz, Büyük Menderes ve Küçük Menderes grabenleri bu şekilde oluşmuş havzalardır.

Ters Fay ve Bindirme Fayı

Ters faylanma, kayaçların sıkışma (basınç rejimi) altında birbirine çarpmasıyla gelişir. Normal fay hareketinin tersine, asılı blok taban bloğuna göre fay düzlemi boyunca yukarı doğru hareket eder. Yukarıdaki şekilde 3 numaralı asılı blok, 4 numaralı taban bloğuna göre yukarı yönlü hareket eder. Bu hareket yer kabuğunu kısaltır ve kalınlaştırır.

Ters faylar fay düzleminin eğim açısına göre farklı isimler alır: eğimi 45°’den küçük olanlara küçük açılı ters fay, 45°’den büyük olanlara büyük açılı ters fay, yaklaşık 10°–35° arasında olanlara bindirme fayı (thrust), eğimi çok küçük olan ve yaşlı kayaçları kilometrelerce genç kayaçların üzerine taşıyan faylara ise örtü fayı veya nap (overthrust, nappe) denir. Himalaya ve Alp dağ kuşakları büyük bindirme faylarıyla oluşmuştur. Türkiye’nin güneydoğusundaki Bitlis–Zagros kenet kuşağı da bir bindirme kuşağıdır.

2. Doğrultu Atımlı Faylar

Doğrultu atımlı faylarda hareket yönü fay doğrultusuna paraleldir; bloklar yatay olarak ve birbirine zıt yönde kayar. Fay düzlemi genellikle düşeye yakındır ve düşey yer değiştirme çok azdır. Yukarıdaki şekilde 2 ve 3 numaralı bloklar fay doğrultusu boyunca hareket etmektedir.

Doğrultu atımlı faylar hareket yönüne göre sağ yanal atımlı ve sol yanal atımlı olarak adlandırılır. Sağa doğru yer değiştirmenin ağırlıkta olduğu faya sağ yanal atımlı fay (dekstral), sola doğru yer değiştirmenin ağırlıkta olduğu faya ise sol yanal atımlı fay (sinistral) denir.

Sağ Yanal Atımlı Fay Ne Demek?

Bir fayın sağ yanal mı sol yanal mı olduğu, gözlemcinin hangi blokta durduğundan bağımsız olarak şu basit kuralla belirlenir: Fayın bir tarafında durup fayın karşı tarafına bakın. Karşı blok size göre sağa doğru hareket etmişse fay sağ yanal atımlıdır; sola doğru hareket etmişse sol yanal atımlıdır. Gözlemci karşı bloğa geçip geri bakarsa da sonuç değişmez; bu nedenle tanım her iki taraftan da aynı sonucu verir.

Örneğin bir sağ yanal atımlı fayı dik açıyla kesen bir yol, deprem sonrasında fay hattında kesilir. Yolun bir ucunda durup fayın öbür yanına bakan kişi, yolun devamını kendi sağında görür. Sol yanal atımlı fayda ise yolun devamı solda kalır.

Kuzey Anadolu Fayı (KAF) sağ yanal atımlı, Doğu Anadolu Fayı (DAF) sol yanal atımlı bir faydır. Kaliforniya’daki San Andreas Fayı da sağ yanal atımlı doğrultu atımlı fayların dünyadaki en bilinen örneğidir.

3. Verev Atımlı Faylar

Verev atımlı faylarda hareket fay düzlemine göre eğik olarak gelişir; hareket ne yalnızca doğrultuya ne de yalnızca eğime paraleldir. Yani hem doğrultu atımı hem de eğim atımı bileşeni vardır. Doğada tamamen saf eğim atımlı veya saf doğrultu atımlı fay azdır; birçok fay bir miktar verev bileşen içerir. Bu faylar baskın bileşenlerine göre “normal bileşenli sağ yanal fay” veya “sol yanal bileşenli ters fay” gibi adlandırılır.

4. Rotasyonal (Pivotal, Burulma) Faylar

Rotasyonal faylanma, bir bloğun diğeri üzerinde bir eksen etrafında dönme hareketi yaptığı faylanmadır. Bu faylarda atım miktarı fay doğrultusu boyunca hızla değişir: fayın bir ucunda atım yok denecek kadar azken diğer ucunda büyüktür. Dönme ekseninin iki tarafında hareketin yönü tersine dönebilir; eksenin bir yanında normal fay gibi davranan fay, öbür yanında ters fay gibi davranabilir.

Fay Nasıl Kırılır? Elastik Geri Sekme Kuramı

Fayların neden ani olarak kaydığını açıklayan temel kuram, 1906 San Francisco depreminin incelenmesiyle ortaya konan elastik geri sekme kuramıdır. Bu kurama göre fayın iki yanındaki bloklar levha hareketleri nedeniyle sürekli olarak birbirine göre hareket etmek ister; ancak fay yüzeyindeki sürtünme onları kilitli tutar. Bu sırada fayın çevresindeki kayaçlar, bir yay gibi yavaş yavaş elastik şekil değiştirir ve içlerinde enerji birikir. Biriken gerilme fayın sürtünme dayanımını aştığında fay ani olarak kayar, kayaçlar eski şekillerine “geri sekerek” yeni konumlarına oturur ve biriken enerjinin bir bölümü sismik dalgalar olarak yayılır.

Bu süreç bir fay üzerinde tekrar tekrar yaşanır; buna deprem döngüsü denir. Bir fay segmentinin uzun süre büyük deprem üretmemesi, o segmentin güvenli olduğu anlamına gelmez; tersine, uzun süredir kırılmamış segmentlerde biriken gerilme daha fazla olabilir. Bu nedenle bilim insanları, son depremlerin kırmadığı fay parçalarına sismik boşluk adı verir ve bu bölgeleri yakından izler.

Fay Uzunluğu, Atım ve Deprem Büyüklüğü

Bir depremin büyüklüğü, fay üzerinde kırılan alanın büyüklüğü ve bu alandaki ortalama atımla doğrudan ilişkilidir. Kırılan fay uzunluğu arttıkça hem atım miktarı hem de açığa çıkan enerji büyür. Dünyadaki deprem verilerinden elde edilen ampirik ilişkilere göre büyüklüğü yaklaşık 6 olan bir deprem genellikle on kilometre mertebesinde, büyüklüğü 7 olan bir deprem birkaç on kilometre, büyüklüğü 8’e yaklaşan depremler ise yüzlerce kilometre uzunluğunda fay kırılmasıyla oluşur. Moment büyüklüğündeki bir birimlik artış, açığa çıkan enerjide yaklaşık 32 katlık bir artış anlamına gelir.

Bu ilişkiler, bir fayın uzunluğundan hareketle üretebileceği en büyük depremin tahmin edilmesinde ve deprem tehlike haritalarının hazırlanmasında kullanılır. Deprem büyüklük ölçekleri hakkında Richter ölçeği ve deprem ölçekleri yazımıza bakabilirsiniz.

Diri Fay Nedir?

Diri fay (aktif fay), jeolojik olarak yakın dönemde hareket etmiş ve gelecekte de deprem üretme olasılığı bulunan faydır. Genellikle son yaklaşık on bin yıl içinde hareket ettiğine dair izler taşıyan faylar diri kabul edilir. Diri faylar; yüzeydeki morfolojik izler, ötelenmiş dere yatakları ve sırtlar, fay sarplıkları ve tarihsel deprem kayıtlarıyla belirlenir.

Fayların geçmişte ne sıklıkla ve hangi büyüklükte deprem ürettiğini anlamak için paleosismoloji çalışmaları yapılır. Bu çalışmalarda fay hattını dik kesen hendekler açılır ve hendek duvarlarındaki ötelenmiş katmanlar incelenerek geçmiş depremlerin zamanı ve atımı belirlenir. Türkiye’de diri fayların haritası Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü tarafından hazırlanır ve güncellenir.

Büyük faylar tek bir düzgün kırık değil, birbirine yakın birçok kırıktan oluşan fay zonları halindedir. Fay zonları da çoğu zaman birbirinden basamaklarla, büklümlerle veya boşluklarla ayrılan segmentlere bölünür. Bir depremde genellikle bir veya birkaç segment kırılır; çok büyük depremlerde ise ardışık birçok segment birlikte kırılabilir.

Fay Hareketleri ve Gerilme Rejimleri

Bir bölgede hangi tür fayın oluşacağını, o bölgedeki asal gerilmelerin yönleri belirler:

Sismologlar bir depremin hangi tür faylanmayla oluştuğunu, kayıt istasyonlarındaki ilk dalga hareketlerinden elde edilen odak mekanizması çözümüyle belirler. Bu çözümler haritalarda “plaj topu” olarak bilinen siyah-beyaz dairesel sembollerle gösterilir.

Türkiye’deki Başlıca Fay Sistemleri

Türkiye, Avrasya, Afrika ve Arap levhalarının etkileşim alanında yer alır. Arap levhasının kuzeye ilerlemesi Anadolu’yu sıkıştırır ve Anadolu bloğu kuzeyde KAF, doğuda DAF boyunca batıya doğru kaçar. Bu hareket ülkemizde dört ana tektonik rejim oluşturur:

• Kuzey Anadolu Fay Zonu: Doğuda Karlıova’dan batıda Saros Körfezi’ne kadar uzanan, dünyanın en aktif sağ yanal doğrultu atımlı faylarından biridir. 1939 Erzincan ve 1999 Kocaeli (Gölcük) ile Düzce depremleri bu fay üzerinde oluşmuştur.
• Doğu Anadolu Fay Zonu: Karlıova’dan güneybatıda Hatay’a kadar uzanan sol yanal doğrultu atımlı fay sistemidir. 6 Şubat 2023 Kahramanmaraş depremleri bu fay zonunda oluşmuş, yüzeyde yüzlerce kilometre boyunca metrelerce yanal atım gözlenmiştir.
• Batı Anadolu genişleme bölgesi: Doğu–batı doğrultulu grabenleri sınırlayan normal fayların egemen olduğu bölgedir.
• Güneydoğu Anadolu sıkışma bölgesi: Arap levhasının Anadolu’ya çarptığı, ters ve bindirme faylarının yaygın olduğu bölgedir.

Ülkemizdeki faylar hakkında ayrıntılı bilgi için Türkiye deprem tehlike haritaları ve Türkiye deprem tehlike haritası yazılarımıza bakabilirsiniz.

Fay Hareketlerinin Yapılara Etkisi

Fay hareketleri yapıları iki farklı yolla etkiler:

• Yer sarsıntısı: Fay boyunca kayma, her yöne yayılan sismik dalgalar üretir. Yapı hasarının büyük çoğunluğu bu sarsıntıdan kaynaklanır. Sarsıntının şiddeti depremin büyüklüğüne, faya uzaklığa, zemin koşullarına ve yapının dinamik özelliklerine bağlıdır.
• Yüzey faylanması: Büyük depremlerde fay kırığı yeryüzüne kadar ulaşır ve fay hattı üzerinde yer kalıcı olarak metrelerce kayabilir. Doğrudan fay izi üzerinde bulunan bina, yol, boru hattı, köprü ve tüneller bu kalıcı yer değiştirme nedeniyle kesilir veya yıkılır. Hiçbir sıradan yapı, temelinin altında oluşan metrelerce yer değiştirmeye dayanacak biçimde ekonomik olarak tasarlanamaz.

Faya çok yakın bölgelerde ayrıca yakın fay etkisi görülür: kırılmanın ilerleme yönünde, kısa süreli ve çok büyük hızlı “darbe” biçimli yer hareketleri oluşabilir. Bu hareketler özellikle uzun periyotlu yapılar, köprüler ve yalıtımlı yapılar için tasarımı zorlaştırır.

Bu nedenlerle:

• Diri fay haritaları ve jeolojik etütlerle fay izlerinin konumu belirlenmeli, fay zonları imar planlarında dikkate alınmalıdır.
• Fay hattına yakın parsellerde ayrıntılı zemin etüdü yapılmalı, fay izi üzerine yapı yapılmamalıdır.
• Faylardan geçmek zorunda olan boru hatları, tüneller ve köprüler, beklenen fay atımını karşılayabilecek esnek birleşimler ve özel detaylarla tasarlanmalıdır.
• Binalar deprem yönetmeliğinin sahaya özel deprem parametrelerine göre tasarlanmalı ve denetlenmelidir.

Fay Hareketleri ve Zemin Kaynaklı Hasarlar

Büyük depremlerde yapı hasarının bir bölümü, sarsıntının doğrudan etkisinden değil, sarsıntının tetiklediği zemin hareketlerinden kaynaklanır. Fay hareketiyle ilişkili başlıca zemin kaynaklı hasarlar şunlardır:

• Sıvılaşma: Yeraltı su seviyesinin yüksek olduğu gevşek kumlu zeminlerde sarsıntı sırasında boşluk suyu basıncı artar ve zemin taşıma gücünü geçici olarak kaybeder. Binalar oturur, devrilir veya yan yatar. Sıvılaşma hakkında sıvılaşma çeşitleri ve analizi yazımıza bakabilirsiniz.
• Heyelan ve kaya düşmesi: Dik yamaçlarda deprem sarsıntısı şevlerin dengesini bozarak heyelanları ve kaya düşmelerini tetikleyebilir. Ayrıntılar için heyelan nedir yazımızı okuyabilirsiniz.
• Yanal yayılma ve oturma: Kıyı ve dere kenarlarında sıvılaşan zemin yatay olarak kayabilir; dolgu alanlarda ise büyük oturmalar oluşabilir.
• Zemin büyütmesi: Yumuşak ve kalın zemin tabakaları, kayadan gelen sismik dalgaları büyüterek yüzeydeki sarsıntıyı artırır. Aynı depremde birbirine yakın iki mahallede çok farklı hasar görülmesinin nedeni çoğu zaman zemin farkıdır.

Bu tehlikelerin önceden belirlenmesi için yerleşim alanlarında mikro bölgeleme çalışmaları ve parsel ölçeğinde zemin etütleri yapılmalıdır.

Fay Hattına Yakın Bir Yerde Konut Alırken Nelere Dikkat Edilmeli?

Türkiye’nin büyük bölümü deprem tehlikesi altında olduğu için yalnızca faya uzaklık değil, binanın kendisinin depreme dayanıklılığı belirleyicidir. Faya çok yakın ama iyi tasarlanmış ve doğru inşa edilmiş bir bina, faydan uzak ama kötü yapılmış bir binadan çok daha güvenlidir. Yine de konut seçerken şu noktalara dikkat etmek gerekir:

• Fay izinin konumu: Yapının, haritalanmış bir diri fay izinin tam üzerinde veya hemen yakınında olup olmadığı belediye, MTA haritaları ve jeolojik etüt raporlarından öğrenilebilir.
• Zemin koşulları: Gevşek, suya doygun kumlu zeminler depremde sıvılaşabilir; yumuşak zeminler ise sarsıntıyı büyütebilir. Binanın zemin etüdü raporu incelenmelidir.
• Yapım yılı ve yönetmelik: Bina hangi deprem yönetmeliğine göre tasarlandı? 2000 sonrası ve özellikle 2019 sonrası ruhsat alan binalar daha güncel kurallara göre projelendirilmiştir.
• Taşıyıcı sistem: Perde duvarlarının varlığı, kolon ve kirişlerin düzeni, yumuşak kat ve kısa kolon gibi düzensizliklerin bulunup bulunmadığı kontrol edilmelidir.
• Yapı denetimi ve malzeme: Yapı denetim belgeleri, beton sınıfı ve donatı kalitesi araştırılmalıdır. Eski binalarda gerekirse deprem performans raporu hazırlatılmalıdır.
• Sonradan yapılan değişiklikler: Kolon kesilmesi, perde delinmesi, kat ilavesi veya zemin katın dükkâna dönüştürülmesi gibi müdahaleler binanın deprem güvenliğini ciddi biçimde azaltır.

Bir binanın depreme dayanıklılığının nasıl değerlendirildiğini binanın depreme dayanıklı olduğu nasıl anlaşılır yazımızda ayrıntılı olarak anlattık.

Sık Sorulan Sorular

Fay hareketleri nelerdir?

Fay hareketleri; normal fay, ters fay (bindirme fayı), sağ yanal atımlı fay, sol yanal atımlı fay, verev atımlı fay ve rotasyonal (burulma) fay olarak sınıflandırılır.

Sağ yanal atımlı fay ne demek?

Fayın bir tarafında durup karşı tarafa bakan gözlemciye göre karşı bloğun sağa doğru hareket ettiği doğrultu atımlı faydır. Kuzey Anadolu Fayı sağ yanal atımlıdır.

Sol yanal atımlı fay ne demek?

Karşı bloğun gözlemciye göre sola doğru hareket ettiği doğrultu atımlı faydır. Doğu Anadolu Fayı sol yanal atımlıdır.

Normal fay ile ters fay arasındaki fark nedir?

Normal fayda asılı blok taban bloğuna göre aşağı kayar ve kabuk uzar. Ters fayda asılı blok yukarı çıkar ve kabuk sıkışarak kısalır.

Bindirme fayı nedir?

Fay düzleminin eğimi yaklaşık 10°–35° arasında olan, asılı bloğun taban bloğu üzerine itildiği küçük açılı ters faydır.

Hangi fay türü daha tehlikelidir?

Tehlike fay türünden çok depremin büyüklüğüne, faya uzaklığa ve yapıların kalitesine bağlıdır. Her fay türü büyük ve yıkıcı depremler üretebilir; ters faylar, asılı blok üzerinde kalan bölgelerde yer hareketini büyütebilir.

Diri fay ne demek?

Diri fay, jeolojik olarak yakın dönemde (genellikle son yaklaşık on bin yılda) hareket etmiş ve gelecekte deprem üretme olasılığı bulunan faydır. Türkiye’nin diri fay haritası MTA tarafından hazırlanır.

Fay hattı üzerine bina yapılır mı?

Yüzey faylanmasının oluşabileceği fay izinin tam üzerine yapı yapılmamalıdır; çünkü hiçbir sıradan bina temelinin altında oluşan metrelerce kalıcı yer değiştirmeye dayanacak biçimde ekonomik olarak tasarlanamaz. Faya yakın alanlarda ise ayrıntılı zemin etüdü ve yönetmeliğe uygun tasarım şarttır.

Fay atımı ne demek?

Fay atımı, fay boyunca daha önce bitişik olan iki noktanın hareket sonrası birbirinden uzaklaşma miktarıdır. Doğrultu atımı, eğim atımı ve net atım olarak bileşenlerine ayrılır.

İlgili konular: fay ve fay hattı nedir, Richter ölçeği, heyelan nedir, rijitlik nedir, deprem kavramları ve terimleri.

Kaynaklar: Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü (MTA), Türkiye Diri Fay Haritası. Şengör, A. M. C. vd. (2005), The North Anatolian Fault: A New Look, Annual Review of Earth and Planetary Sciences. Fossen, H., Structural Geology. AFAD, 6 Şubat 2023 Kahramanmaraş Depremleri Raporu.