Kuzey Anadolu Fay Zonunun İstanbul-Adalar Segmentindeki Anadolu ve Avrasya Levhalarında Radon Gaz Konsantrasyonları ile Sismik Aktiviteler Arasındaki İlişkinin Yapay Zeka ile Modellenmesi

Proje Özeti

Depremin önceden tahminine yönelik depremin şiddeti, meydana geleceği yer ve zaman olmak üzere üç parametre vardır. Günümüzde depremin olacağı yer ve depremin şiddeti yaklaşık olarak belirlenebilirken, depremin olacağı zaman hakkındaki tahminlerde oldukça uzun bir zaman aralığı ile ifade edilebilmektedir. Depremin olmadan önce kısa süreli tahmini günümüzde çözüm bekleyen önemli bir problemdir. Bu problemin çözümü insanların can ve mal kayıpları gibi olumsuz etkisinin azaltılması açısından oldukça önemlidir. Deprem öncesinde depremin meydana geleceği yerde meydana gelen bazı anomaliler deprem belirleme parametresi olarak değerlendirilebilir. Bu anomalilerden en önemlisi radyoaktif bir gaz olan radondur. Depremin büyüklüğüne göre, merkez üssünden farklı uzaklıklarda radon gaz konsantrasyonlarında değişimler oluşmaktadır. Deprem radon ilişkisi ilk zamanlarda istatistiki yöntemlerle belirlenmeye çalışılmışken yapay zeka metotların gelişmesiyle beraber, bazı yapay zeka uygulamalarıyla bu ilişki geliştirilmiştir.

Kuzey Anadolu Fay Zonunun (KAFZ), Marmara Denizinin içerisinden geçen Adalar ve Avcılar olmak üzere iki segment vardır. Bu segmentlerin batısı 1912 yılında Ganos depremi ile doğusu ise 1999 yılında Kocaeli depremi ile kırılmıştır. Birçok yerbilimci, Marmara Denizinin altından geçen bu segmentlerde deprem beklemektedirler. Bu segmentlerin İstanbul’a çok yakın olması ve olası bir depremden etkilenecek insan sayısının çok fazla sebebiyle, bu bölgede kısa süreli deprem tahminin yapılması oldukça önemlidir.

Bu projenin temel amacı; Kuzey Anadolu Fay Hattının Marmara denizi içerisinden geçen kuzey kolu üzerindeki Adalar segmentinin her iki tarafındaki Anadolu ve Avrasya levhaları için çoklu parametrelerden (nem, sıcaklık, basınç) de faydalanabilen bir varyasyonel uzun-kısa vadeli bellek otokodlayıcı vasıtasıyla ölçülecek radon gaz konsantrasyonları anomalileri ile sismik aktiviteler arasındaki ilişkinin modellenmesidir.

İstanbul-Adalar Segmenti civarında aynı anda farklı levhalarda (Anadolu ve Avrasya) radon gaz konsantrasyonlarının ölçülerek karşılaştırılması; bu bölgede deprem radon ilişkisinin ilk defa belirlenecek olması ve radon gaz konsantrasyon anomalileri ile deprem arasındaki ilişkinin uzun-kısa vadeli bellek otokodlayıcı vasıtası ile ilk defa belirlenecek olması bu projenin üç ana özgün değeridir.

Bu projede bir tanesi Anadolu diğeri Avrasya levhası olmak üzere iki farklı noktaya sürekli radon gözlem istasyonu kurulacaktır. Radon gözlem istasyonlarının içerisine sıcaklık, basınç ve nem ölçen sistem kurularak veriler alınacaktır. Radon konsantrasyon, nem sıcaklık ve basınç verileri bir bilgisayar ile entegre çalışarak sistem üzerinden online olarak bulut ortamına aktarılarak verilere uzaktan erişim imkânı sağlanacaktır. Proje süresince 24 ay boyunca radon, nem sıcaklık ve basınç verileri kurulan istasyonlardan, deprem verileri ise Kandilli Rasathanesinden alıcacaktır. Elde edilen radon, nem, sıcaklık, basınç ve deprem verileri arasındaki ilişki yapay zekâ yaklaşımları kullanılarak %90 doğrulukla modellenecektir.

Proje nükleer fizik, yerbilimi ve yapay zekâ olmak üzere üç farklı disiplinden oluşmaktadır. Projede bulunan yerbilim uzmanı ve nükleer fizik uzmanları istasyonların yerini belirleyerek radon, sıcaklık, nem ve basınç ölçüm düzeneklerini uygun yerlere kuracaklardır. Yapay zekâ uzmanları istasyonlara uzaktan erişim sistemini kurup, yapay zeka ile modelleme yapacaklarıdr. Modelin performans testleri yapay zeka uzmanları tarafından yapılıp değerledirilmesi nükleer fizik ve yer bilimi uzmanları tarafından yapılacaktır.

Bu projenin, SCI/SCIE indeksinde taranan dergilerde bir makale, üç ayrı uluslararası kongerede bildiri, verilerin açık erişimde sunulduğu web sayfası, bir adet doktora tezi olmak üzere 6 adet çıktısı olacaktır.

Proje sonunda konu ile ilgili bir toplantı, bir çalıştay, bir Web sayfası ve sosyal medya hesapları olmak üzere 4 tane yaygın etkisi olacaktır. Bu yaygın etkiler vasıtasıyla projenin sonunda elde edilen modelin deprem tespitinde kullanılacak olması nedeniyle, “Afad”, “Çevre ve Şehircilik Bakanlığı”, “İstanbul valiliği”, “İstanbul büyükşehir belediyesi” ile iş birliği yapılacaktır. Bu iş birliği ile Marmara bölgesindeki radon gözlem istasyonlarının sayısı artırılması ve uzun vadede deprem uyarı sisteminin kurulması bu projenin yaygın etkisine katkısı olacaktır.

Açık bir şekilde amacı, hedefleri, özgün değeri, yöntemi, yönetimi ve yaygın etkisi belirlenmiş bu proje genç ve dinamik bir ekiple gerçekleştirilecektir. Alanında uzman araştırmacıların görev ve sorumlulukları açık bir şekilde tanımlanmış olan projenin oluşabilecek aksaklıkları öngörülmüş ve alternatif planlar oluşturulmuştur.