Jeofizik Kültürü Ve Tarihi Hakkında Bilgi

Jeofizik Kültürü Ve Tarihi Hakkında Bilgi

Yeryuvarından elde edilen fosil yakıtlar ve yararlı minerallerin sürekli artan oranlarda çıkarılması, ekonomiyi ve uygar dünyanın yaşam yollarını tehdit edebilecek bir yokluğun gölgesini hissettirmektedir 1970'lerin ortalarındaki petrol krizi sonucu gelişen olaylar, ilerde varolabilecek bu ilişkinin nasıl oluşabileceğini iyi bir örnek olarak gösterilebilir Hem bilinen hem keşfedilmemiş biçimiyle yeryuvarında güncel olarak varolan petrol, doğalgaz ve metalik mineral miktarları kuşkusuz sınırlıdır Fakat bilinen rezervler ile ilişkili problem, tüketilmekte olan bu alanların yerini alabilecek yerküredeki yeni "temin" alanlarının bulunmasıdır Enerji temini ve mineral kaynakları için arama (exprolation), "kolay" kaynaklar daha önceden aranmış/keşfedilmiş ve işletilmiş olduğu için giderek zor bir hale gelmiştir

Bu duruma meydan okumada, jeofizik mühendisleri daha fazla sofistike (karmaşık, ayrıntılı) arama/araştırma yöntemleri geliştirdiler 20 yüzyıla kadar, petrol ve minerallerin araştırılması/aranması, yüzeyde sızan, mostra veren ya da diğer bir belirti biçiminde direkt olarak gözlenmesi mümkün yataklar ile sınırlanmış idi Böyle basit yöntemlerle keşfedilebilen bir alandaki bütün oluşumun hangi durumda bulunabileceği, yüzeyden jeolojik bilgi gözlemi ile aşağılara doğru projeksiyonla (önkestirme) indirekt olarak gömülü yatakların varlığının açığa çıkarılmasıyla mümkün oluyordu Zamanla, yeni yeraltı inceleme yöntemlerine intiyaç duyuldu Bu yöntemler hiçbir jeolojik gözlem ihtiyacı içermiyordu fakat bu yeni yöntemler, konumunun bilinmesi istenen maden yada petrol yatakları için yararlı olabilen yeraltındaki kayaçların yapısı ve bileşimi üzerine bilgi verebilen yerküre'nin yüzeyindeki fiziksel ölçümleri yani jeofiziği içermekteydi (Dobrin ve Savit, 1989)

Jeofizik, jeolojiye göre çok daha genç bir bilimdir Bunun nedeni gelişmesini duyulan ihtiyaçlar sayeside sağlanmış olmasıdır Zira, kolayca bulunabilen yeraltı kaynaklarının tükenmekte oluşu, ya da yüzey gözlemleriyle saptanabilenlerin küçük boyutlarda ve pek önemli olmayan maden yatakları oluşu, daha derinlerde bulunan büyük kütlelerin bulunması isteği, jeofizik araştırmalara olan ilgiyi artırmış, yöntemlerde gelişmeler sağlamak üzere yatırımlar yapılmaya başlanmıştır

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 keşefedilmesinden sonra başlamıştır Bu durum petrol aramacılığında yaygın biçimde jeofizik yöntemlerin uygulanmaya başamasına yol açmıştır Nitekim, 1950'lere kadar ABD'de üretilen yıllık petrolün yarısı jeofizik yöntemlerle bulunan yeni petrol alanlarında elde edilmiştir Endüstrideki gelişmeler, savaşlar petrole olan gereksinmeyi artırmıştır Bu durum petrolden büyük paralar kazanan şirketlerin yeni petrol alanları keşfedebilmek için jeofiziğe yatırım yapmalarına neden olmuştur 1950-1970 yıllarında jeofizik bilimi altın çağını yaşamıştır

Jeofiziğin çok geliştiği dönemde tüm gelişmeyi verilen önem ve yatırımlara bağlamak gerekir Aynı süreç içinde gelişen başka bir takım olayların ya da süreçlerin de jeofiziğin hızlı gelişmesinde büyük payı vardır

1950'lerin başına kadar jeofizikte sağlanan gelişmeler yerbilimcileri bu yöntemlerin ve sağlanan olanakların yalnızca yerel problemlerin çözümüyle sınırlı tutulmaması, yeryuvarının genel ve gölgesel problemleriyle de uğraşılması gerektiği gerçeğine ¤¤¤ürdü Ancak, bu tür problemler tek bir ülkenin sınırlarını ve olanaklarını aşmakta ve uluslararası katkı ve katılmları gerektirmekteydi Çeşitli ülkelerin ilgilerini belirli yönlere çekmek ve olabildiğince ortak araştırma programları yürütebilmek amacıyla 1957 yılı Uluslararası Jeofizik Yılı (IGY) ilan edildi Bu program süresince araştırmaların önemli bir kesimi yermanyetik alanın ayrıntılı incelenmesinde yoğunlaştırıldı Zira henüz başlatılmış bulunan uzay çağında fırlatılan uydulara aletler yerleştirilerek radyasyonu ve manyetik alan ölçülmeye başlanmıştı Özellikle yer çevresinde ödenen uyduların topladıkları bilgiler manyetik alanın dipol ve dipol olmayan bileşenleri, radyasyon kuşakları, auroralar (imal Fecri) konuları araştırılarak yermanyetik alanının matematiksel modeli kurulabildi, kökenine ilişkin kurumlar geliştirildi, iyononsfer ve yukarı atmosfer fiziğinde çok önemli gelişmeler sağlandı

Uluslararası programlar içinde jeofiziğe ve genelde de yer bilimlerine çok önemli katkı sağlayan olaylardan biri de Uluslararası Üst Manto Projesi olmuştur

1930-1950 yılları arasında sismolojide çok önemli kurumsal gelişmeler sağlanmış, dünyada kurulu sismoloji istasyonlarının sayısı artmış, uzun periyodlu sismograflarla kaydedilen yüzey dalgalarının dispersiyonundan yararlanarak yer kabuğunun yapısına ilişkin çok değerli bilgiler sağlanmıştır Bunlara ek olarak, dinamit, nükleer silahların denenmesi gibi yapay kaynaklarla oluşturulan sarsıntıların kaydedilmesiyle de yerkabuğunun yapısına ilişkin, 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 araştırmalar sırasında yer kabuğunun altından, yani üst mantodanda bilgiler toplanmış, deprem dalgalarını büyük ölçüde soğuran, viskoz davranışlı, kısmen ergimiş, Astenosfer adı verilen bir katmanın bulunduğu anlaşılmıştı Bu bilgileri ayrıntılandırmak ve tüm dünya ölçüsünde üst mantonun yapısını ve bileşimini incelemek amacıyla Uluslararası Üst Manto Projesi adıyla anılan bir araştırma programı gerçekleştirdi Bu program süresince gerek kuramlarda, gerekse bilgi toplama ve işlemeyle ilgili yöntemlerde önemli gelişmeler sağlandı
Yer bilimlerine önemli katkılar sağlayan uluslararası projelerden bir başkası da Uluslararası Jeodinamik Projesi olmuştur Uluslararası Üst Manto projesinin bir devamı olarak gerçekleştirilen jeodinamik projesi 1970-1971 yıllarında planlanmış, jeoloji, jeofizik, ve jeokimya disiplinlerinde uzmanlaşmış binlerce araştırmacının yoğun çalışmaları ile 1980 yılında sona ermiştir Uluslararası Jeodezi ve Jeofizik Birliği ile Uluslararası Jeoloji Bilimleri Birliğinin ortaklaşa düzenledikleri bu proje sırasında 10 tane Çalışma Gurubu oluşturularak yer yuvarının değişik bölgelerinin önemli problemleri aydınlığa kavuşturulmuştur Bu proje süresince başlatılan ve halen değerlendirmeleri devam eden bir proje kapsamında da sürekli sismik yansıma profilleri ile Amerika Birleşik Devletlerinde yer kabuğunun ayrıntılı yapısı incelenmiştir COCORP (Consortium for Continental Reflection Profiling) adı verilen bu proje sırasında binlerce km uzunlukta profiller boyunca, vibrosismik yöntem uygulaması ile sürekli sismik yansıma kesitleri ölçülmüştür
Jeofiziğin gelişmesinde katkı sağlayan olgulardan bir başkası da uzay teknolojisindeki gelişmeler olmuştur Bu süreç içinde bir yandan yer yuvarının öte yandan başka gezegenlerin jeofizik özelliklerini ölçmek amacıyla uydulara aletler yerleştirilmiş, iletişim teknolojisindeki gelişmelerden yararlanarak jeofizik verilerin yerden-yere, yada uydudan yere iletimi sağlanmış, gerçek-zamanlı kaydetme ve işleme konularında önemli ilerlemeler sağlamıştır Bu kapsamda yapılan çalışmaların bir bölümünde ise, uzaktan algılama (remote sensing) yöntemleriyle uydulardan yapılan ölçmelerle yeraltı kaynaklarının araştırılması amaçlanmıştır
İnsanlık için büyük bir tehlike olmasına karşın, çeşitli uluslar arasında sürdürülen nükleer yarışın, jeofiziğin gelişmesine de payı olmuştur Bunlardan birincisi nükleer güçlerinin ve etkilerinin denenmesi sırasında yaratılan sarsıntıların sismograflarla kaydedilmesiyle sağlanan, yer kabuğunun yapısına ilişkin bilgilerdir İkinci olay ise nükleer savaşa hazırlanan ülkelerin yaptıkları nükleer silah denemelerini yakından izleyebilmek amacıyla tüm dünyada yaygın, çeşitli özelliklerde sismograflarla donatılmış sismoloji istasyonları ağlarının kurulmuş olmasıdır Bu ağlar kuşkusuz kuruluş amaçları doğrultusunda bilgi toplarken, öte yandan da sismik dalgalarını kaydetmekte, sonraki araştırmalar için önemli bilgi birikimleri sağlamaktadırlar
Bunların yanında sismogramlar üzerinde görülen elastik dalga kayıtlarının deprem dalgalarımı, yoksa yapay patlamalarla oluşan elastik dalgalarımı olduğunu kestirebilmek amacıyla yapılan araştırmalar sırasında sinyal analizi yöntemleri jeofizikte geniş çapta uygulanmaya başlandı Ayrıca, yine aynı amaç içinin elastik dalga kaynağının sinyal biçimi üzerindeki etkilere ve dalga yayılımına ilişkin önemli kuramsal gelişmelere varılmıştır Bu kuramsal gelişmelerden yer içinin modellenmesinde geniş ölçüde yararlanılmaktadır
Jeofiziğin gelişmesinde önemli payı olan etkenlerden biri de bilgisayarların yaygın kullanımı olmuştur Bilgisayar çağına girmezden önce araştırmacılar kurumsal çalışmalarında aşırı derecede basitleştirilmiş modeller seçmek zorunda kalıyorlardı Çoğu zaman da el ile yada masa hesap makinalarıyla gerçekleştirilmesi olanaksızdır düşüncesiyle, karmaşık kuramlara girmekten kaçınıyorlardı Basit birkaç çarpma bölme ile, çoğu zaman bir takım grafiklerle, yaklaşık çözümler elde etmeye çalışmak, alışılmış bir yaklaşımdı Bilgisayarlar dönemine geçiş, gerek kuramsal yaklaşımlarda, gerekse seçilen modellerde, eskiye göre gerçeğe daha çok yaklaşmayı sağlamıştır
Jeofizik genel olarak ölçülen bir büyüklüğün değerlendirilerek yer içini modellemeyi amaç edindiğinden, ulaşılacak sonuçtaki doğruluğun birinci koşulu gözlemin yeterince sağlıklı ve duyarlı yapılmış olmasıdır Kaba duyarlıkla çalışan aygıtları kullanarak ayrıntılı bilgi elde edilemeyeceği açıktır Çağdaş teknolojik gelişmelerden jeofizik yeterince payını almıştır ve almaktadır
Bilgi kaydetmede sağlanan ilerlemeler, duyarlığın yanında, işlemleri hızlanmamıştır Bugün jeofizik aygıtlarında değerler mikro-işlemciler yardımıyla, sayısal olarak ölçülmekte ve hemen bilgisayarlara aktarılarak hesaplar yapılabilmektedir Son yıllarda gerek gözlemleri, gerekse hesaplamaları arazide yapıp bitiren, hatta sonuçları haritalayan sistemler geliştirilmiştir İletişim teknolojisindeki gelişmeler yardımıyla, toplanan veriler telsiz yada telefon hatlarıyla, hatta uydular aracılığıyla iletilmekte, belirli bir merkezde toplanmakta bilgisayarlarla hemen değerlendirilmektedir
Jeofizik, bilgisayarı en geniş çapta kullanan bilimlerden biridir Bunun doğal nedeni, sonuçlarına, birtakım sinyaller üzerinde sayısal işlemler yaparak ulaşmak zorunda oluşudur Gözlenen sinyaller üzerinde yapılan sayısal işlemler çok fazla hacimde hesaplamaları gerektirmektedir Bunları el ile yada masa hesap makinalarıyla ancak sınırlı ölçüde gerçekleştirebiliriz
Jeofizikte bilgisayar kullanımının artması, modelleme konusundaki gelişmeleri hızlandırmıştır Düz problem çözümlerinde daha karmaşık jeolojik yapıların jeofizik imzaları araştırılmaya başlanmış, bunun sonucu olarak kuramlarda da önemli gelişmeler sağlanmıştır 1970'li yıllardan bu yana da ters (evrik) problem çözümleri izlenmiş, bilgisayarlar yardımıyla, ölçülen jeofizik sinyalleri yaratan yeraltı yapıları modellenmeye başlanmıştır (Canıtez, 1993)

Jeofizik yöntemlerindeki gelişmelerde araştırma kuruluşları ve özel jeofizik şirketleri arasındaki rekabetin de etkisi olmuştur Her ne kadar ticari amaçlarla çalışan kuruluşlar geliştirdikleri kuramları ve yöntemleri kendi amaçları için kullanmak amacıyla gizli tutmakta iseler de bir süre sonra bu gizlilik kalkmakta, sağlanan gelişme tüm dünya jeofizik mühendislerine malolmaktadır