Ülkemizdeki dağ zincirleri ve deprem kuşakları göz önüne alındığında, Türkiye’nin jeotermal açıdan önemli bir yere sahip olduğu görülecektir. Öyle ki, Türkiye bünyesinde barındırdığı önemli aktif faylardan dolayı, dünya üzerindeki deprem kuşaklarının en önemlileri arasında gösterilmektedir. Bu faylar, genellikle grabenler ve doğrultu atımlı faylar şeklinde gelişmişlerdir.Türkiye’deki birçok sıcak su kaynağı bu faylarla yakından ilişkilidir.
Jeolojik ve jeofizik araştırmalardan elde edinilen verilere dayanılarak derin kökenli graben fayları ile yüzeylenen termal akışkanların, Batı Anadolu’da yüksek entalpili alanların oluşmasına neden oldukları kabul edilmektedir. Bugüne kadar sürdürülen araştırmalar sonucunda, Ege bölgesinde yüksek entalpili birkaç jeotermal sistem tespit edilmiş olup, grabenler boyunca daha başka jeotermal sistemlerin bulunabilme olasılığı da bu araştırmalarla halen canlı tutulmaktadır.
Batı Anadolu’daki grabenlerle ilgili gerilme tektoniğine karşın, Orta Anadolu’da yakın zamanlara kadar etkinliğini sürdürmüş genç ve yaygın volkanizmanın izleri görülmektedir. Genç volkanizmanın ve tektoniğin yoğun olduğu alanlarda, orta ve düşük entalpili jeotermal sistemlerin gelişmesi muhtemeldir. Isıtmacılıkta kullanım için elverişli olabilecek bu alanlardan başka, Orta Anadolu’da kırıkların yaygın olmadığı, fakat ısı birikiminin olduğu düşünülen alanlarda mevcut olup, buraları kızgın kuru kaya türü yapay jeotermal sistemlerin geliştirilmesine uygun yerlerdir. Ayrıca, kalın istiflerin depolandığı tortul havzalarda derin sıcak su rezervuarlarının varlığı da güçlü ihtimaller arasındadır. Bazı petrol arama sondajlarında da bu tür rezervuarlara rastlanılmıştır.
Doğu Anadolu’da da yine tarihsel zamanlara kadar sürmüş yaygın volkanik etkinlik ve bu etkinliğe dayalı yüksek ısı anamolisi beklemek mümkündür. Dağınık sıcak su kaynaklarının gözlenebilmesi, genç kabuksal oluşum bölgesi olması ve buna bağlı olarak çok sayıda derin kırığın gelişmesi nedeniyle, Doğu Anadolu bölgesinde önemli jeotermal sistemlerin varlığı kesindir. Bugüne kadar düşük entalpili sistemlere rastlanmasına rağmen, orta ve yüksek entalpili sistemlerin, hatta kırık sistemlerinden uzaklaştıkça ısı birikiminin olabileceği alanlarda kızgın kuru kaya sistemlerinin bulunmaması için de herhangi bir olumsuz neden yoktur.
Yine “Kuzey Anadolu Fay Kuşağı” boyunca düşük entalpili de olsa, değerlendirilebilecek jeotermal enerji potansiyelinin yanı sıra, Trakya ve Güney Anadolu’da derin jeotermal yatakların bulunması mümkün görünmektedir.
Ülkemizdeki jeotermal sahaların özellikle genç ve bölgesel ölçekli yapısal çizgiselliklerin üzerinde sıklaştığı, genç tektonik ile Tersiyer Volkanikliği ve/veya Metamorfizması’nın üst üste bindiği bölgelerde oldukça yoğunlaştığı dikkati çekmektedir. Yine de, ülkemizin değişik bölgelerinde karşılaşılan jeotermal sistemlerin birbirlerinden kökten ayrılıkları olduğu; bir başka deyişle de, belli bölgelerde karşılaşılan alanların kendi aralarında ortak özelliklerinin olduğu açıktır.
Jeotermal aramanın genel amacı, enerjinin ekonomik olarak üretilebileceği bir jeotermal sistemin bulunmasıdır. Jeotermal aramanın amaçları şu şekildedir;
- Jeotermal potansiyeli ortaya çıkarmak,
- Yararlanılabilir bir jeotermal sahanın bulunduğunu belirlemek,
- Kaynak alanını tahmin etmek,
- Jeotermal sahanın tipini belirlemek,
- Üretim zonlarının yerlerini öğrenmek,
- Jeotermal saha içerisinde üretim kuyularından çıkan akışkanın ısı içeriğini belirlemek,
- Gelecekte yapılacak gözlem sonuçlarındaki değişimleri belirlemeye yönelik temel verileri derlemek,
- Çevresel hassas parametrelerin ilk ölçüm sonuçlarını elde etmek,
- Saha gelişimi sırasında herhangi bir probleme sebep olabilecek karakteristik bilgileri elde etmek,
Jeotermal arama belirli bir sistematik içerisinde yapılmalıdır. Arama felsefesi, aramacının büyük bir alanda aramaya başlaması, veri alındıkça ilgili alanın daraltılması ve bu yaklaşımın kaynak yeri tespit edilinceye kadar devam etmesidir. Aranacak alanların büyük olduğu başlangıç aşamalarında, hızlı ve düşük maliyetli keşif yöntemleri uygulanır. Sonuçlar toplandıkça ve arama sınırları daraldıkça, güvenilirlik artar ve daha pahalı yöntemler kullanılmaya başlanır. Jeotermal aramada da, bu yaklaşım en pahalı yöntem olan “arama kuyusu” delinip muhtemel alan test edilinceye kadar devam eder.
İşletilebilir tüm jeotermal kaynaklar içinde hipertermal kaynaklar, ekonomik getirisi en fazla olanlardır. Bu tür sahalar genellikle dünyada, genç orojenik zonlarda ve hatta bu zonlar arasında da genç volkanizmanın oluştuğu yerlerde bulunurlar (sismik kuşaklar). Genç göreli bir terim olup, volkanizma süreci oldukça uzun olabilir. Dolayısıyla, hipertermal jeotermal kaynakları oluşturan volkanik olayların yaşı, kesin bir veri olmayabilir. Birkaç milyon yaşındaki bir magmatik sokulum ya çok önceden yüzeylemiş veya günümüzde soğuduğu için jeotermal açıdan ilgi çekmeyebilir.
Yeryüzündeki jeotermal sistemlerin uçları olan kaplıca, fümerol ve gayzer gibi dışa boşalım noktaları makul, ümit veren sinyaller olabilir. Ancak bunlar, uzak da olsa olası bir hipertermal sahanın mutlak belirtileri değildirler. Öte yandan, bu belirtiler uzak bir jeotermal kaynağın yanal uçları da olabilir. Bunlar, çok derin faylar boyunca (KAF gibi) yukarılara yükselebilirler ama önemli bir jeotermal kaynak oluşturmayabilirler. Bazen jeotermal kaynaklar yüzey belirtisi olmayan alanlarda da bulunabilirler ve ancak o yörenin jeolojisinin çözülmesiyle bulunabilirler.
Yarı-termal alanlar, anormal sıcaklık gradyanı olan yerlerde aranmalıdırlar. Düşük dereceli akiferler yalnızca bilinen jeolojik veri ile çalışmasıyla tahmin edilebilirler. Çünkü, bunların varlığı hakkında herhangi bir gösterge yoktur. Bu tür uygun alanlar, gömülü kumtaşları ve kireçtaşlarının yarattığı derin katmanlardır. Derinlerde ısı gradyanları normalin üzerinde olan yerlerden, oluşan faylar boyunca yüzeye yakın yerlere taşınabilirler.
Tüm doğal kaynak aramalarında olduğu gibi jeotermal arama da risklidir. Delinecek bir arama veya üretim kuyusunun termal akışkanların bulunduğu bir zonu kesmesi konusunda bir garanti yoktur. Yatırımcının fikren ve parasal olarak, aramanın riskli bir iş olduğuna hazırlıklı olması gerekir. Bazen risk derecesi yarı-sayısal olarak tahmin edilebilir. Riskler şunlardır;
1. Arama sahasında kaynağın bulunmama (var olmama) riski
2. Arama planının kaynağı bulma ve üretime alabilme riski
Her iki faktör de, uygun bilgi ve deneyim gibi insan yaklaşımı yanında, kullanılan ekipmandan da etkilenir. Özellikle ikinci risk faktörü, arama için ayrılan finans ve arama ekibinin kalitesi tarafından kontrol edilir. Eğer proje sağlıklı bir arama programını destekleyemiyorsa, hemen doğrudan sondaja geçmek gibi ciddi bir yanlış yaklaşıma sapılabilir. Ülkemizde de genelde yapılan budur.
Jeotermal kaynaklar aynı tipten olsalar bile detayda çok değiştikleri için, her ortamda çalışabilecek düşük maliyetli belli bir arama yöntemleri sıralaması yapmak mümkün değildir. Herhangi bir alanda takip edilecek arama stratejisi, işi yapan ve verileri değerlendiren zemin mühendisleri tarafından o alandaki uygulama için özgün olarak tasarlanmalıdır.
Jeotermal arama işlemleri, dünyada olduğu gibi ülkemizde de jeoloji ve jeofizik mühendisleri yapmaktadır.
Jeotermal aramada deneyimli jeoloji mühendisinin görevi, koşullar elverdikçe mümkün olan en fazla hassaslıkla, bir termal bölgenin jeolojik yapısını belli bir derinliğe kadar 3 boyutlu modelleyebilmek ve sondaj yeri/yerlerini belirleyebilmektir. Yüzey jeolojisi, yüzeyleyen formasyonların eğimleri, yapılmış olan sondaj/sondajların değerlendirilme sonuçları, fayların ve termal yüzey belirtilerinin gözlenmesi, örtü ve rezervuar olabilecek gözenekli-geçirgen katmanların belirlenmesi ve bunların sıcak akışkanları içermesi, bu akışkanların kökeni, takip ettikleri yol ve ısı kaynağı vb. gibi konuları inceleyerek bir kavramsal (hipotetik) model oluşturmaktır. Model, gözlemden daha çok jeoloji mühendisinin yorumuna dayanmalıdır. Bu ayrıntı da, jeoloji mühendisinin yaratıcılığında yatmaktadır.
Jeoloji mühendisi, jeolojik modelin sınırları kapsamındaki katmanlar içinde veya değişik katmanlar arasında, yeraltındaki akışkanların hareket ettiği muhtemel yolları tahmin eder. Termal akışkanların, olası sahanın geçirgen zonlarına nasıl ulaştığı ve yüzeyde bilinen kaplıca ve fümerollerle nasıl boşaldığı, başka yerlerden boşalmalarının önlenmesi, yapay yollarla delinen kuyulara yönlendirilmeleri konularına açıklamalar getirilmelidir. Jeoloji mühendisi termal gradyanları, formasyonların gözeneklilik ve geçirgenliklerini incelemeli, termal akışkanlar arasındaki farklılıkları veya benzerlikleri belirlemeli ve izotopları da kullanarak yeraltındaki akış yolları konusundaki düşüncelerini test etmelidir.
Jeofizik mühendisliği, temel olarak her çeşit anomalinin (belirtinin) aranması ve yorumlanmasıyla uğraşır. Jeofizik çalışmaların jeotermal aramada en büyük önemi, yapısal durumlara açıklık getirebilme özelliğidir. Jeotermal aramada jeofizik mühendisinin görevi; anomalileri eşsıcaklık, eşgravite, eşrezistivite veya başka eşpotansiyellerden belirlemek ve izlemek için, mümkün olduğu hassaslıkla birçok yerin fiziksel özelliklerini ölçmek ve yeraltı formasyonlarının belirtisi olarak yorumlamaktır. Jeotermal saha araştırmalarında jeotermal rezervuar kayacının modellenmesi ancak jeofizik çalışmalar ile yapılabilmektedir.
Jeotermal araştırmalarında kulanılan başlıca jeofizik arama yöntemleri aşağıda verilmektedir.
1. Sismik Yansıma Tomografi Etütleri
2. Çok kanallı Rezistivite Tomografi Etütleri
3. Manyetotellürük Etütler
Bunun dışında direk yeraltı modellemesinde kullanılmayan ancak geniş ölçekli sıcaksu sahalarında alan daraltma amacı ile kullanılan jeofizik arama yöntemleri bulunmaktadır. Hem ekonomiden,zamandan hemde yeraltı hakkında önemli bilgiler sunması anlamında kullanılması gerekli arama yöntemleri aşağıda verilmektedir.
1. Uzaktan Algılama Çalışmaları
2. Manyetik Etütler
3. Gravite Etütleri
Aramada görev alan jeofizik mühendisi, birbirini tamamlayan bilgilere ulaşmak için jeoloji mühendisinin bilgisine başvurmalıdır.
Jeotermal sahalar, içinde büyük miktarda sıcak su ve buhar taşıyan büyük hacimler olarak düşünülürse, ısıl alanların belirlenmesinde jeofizik çok güçlü bir araçtır.
Jeotermal enerji potansiyelinin araştırılacağı sahanın veya sahaların ayrıntılı jeolojik, jeofiziksel, jeokimyasal ve sondaj çalışmalarının kapsamında;
1. Jeolojik çalışmalar ile formasyonların litolojik, stratigrafik, petrografik ve jeolojik yapılar,
2. Jeofizik çalışmalar ile yeraltı jeolojisi,
3. Fotojeolojik çalışmalar ile jeolojik, tektonik ve litolojik özellikler,
4. Jeokimyasal çalışmalar ile su kimyası ve su-kaya ilişkileri,
5. Sondaj çalışmaları ile yeraltı jeolojisi, hidrotermal alterasyon zonları, hazne ve örtü kayaların özellikleri, formasyonların litolojik-stratigrafik ve hidrolik özellikleri araştırılmalıdır.