Germencik jeotermal sahası, Büyük Menderes Grabeni'nin batı kesiminde Ege Denizi'ne yaklaşık 40 km uzaklıkta ve Aydın ili Ömerbeyli yerleşim alanı içinde yer almaktadır. Alanın kavramsal jeolojik modelinin iki rezervuardan oluştuğu düşünülmektedir.
Sığ rezervuar (yüzeyin 250 ile 1000 m altında, sıcaklık 200 oC’den fazla) kumtaşı ve çakıltaşlarından oluşmakta; Derin rezervuar (1000 m üstünde, sıcaklık 215 oC'den yüksek) ise kırılgan ve geçirimsiz kayaçlardan oluşan gnays, mermer ve şistlerden oluşur. Her iki besleme bölgeside faylar ve kırılma bölgeleri boyunca meteorik sularla doldurulur. Bu sular sonra daha derin rezervuar bölümlerinde ısıtılır ve konveksiyon yoluyla tektonik hatlar boyunca yüzeye çıkar. Üretilen jeotermal sular yüksek entalpili, meteorik kökenli ve eskidir (S.Akın,ODTÜ,2018).
Saha 1968 yılında MTA tarafından keşfedilmiştir. İlk olarak Ömerbeyli sahasında 975 (200 °C) ve 1000 (231°C) metrelerde 2 jeotermal kuyu açılmıştır. 1982 ve 1986 yılları arası açılan yeni kuyularla beraber, bölgede ana özelliği yüksek yoğuşmasız gaz olan, 210 ile 230 oC arasında sıcaklığa sahip toplam 9 arama kuyusu açılmıştır.
Ardından GÜRİŞ İnşaat ve Mühendislik A.Ş. sahanın işletmecisi olmuş ve 2007-2008 yılları arasında 9 kuyu daha açarak 2009 yılında 47,4 MWe'lik bir jeotermal santral (JES) inşa etmiştir. Günümüzde ruhsat sahasında 106 adet kuyu açılmıştır. Her bir kuyunun derinliği 865 m ile 3500 m arasında değişmektedir. Bu sahadan çıkarılan akışkanın sıcaklığı 234 oC’yi bulmakta, ağırlıkça yüzde 2,5'e varan kısmı yüksek yoğuşmasız gazlardan oluşmaktadır. Sahada yeraltından çıkarılan akışkan enerji üretimi için kullanıldıktan sonra sıcaklığı 85–105 °C arasına düşer ve reenjekte edilir. Nisan 2009 ile Haziran 2013 arasındaki geçmiş aylık üretim ve reenjeksiyon oranı verilerine bakıldığında üretilen akışkanın yaklaşık yüzde 80'i rezervuara yeniden re-enjekte edilmiş, yüzde 20’lik kısmı ise doğaya salınmıştır (S.Akın,ODTÜ,2018).
Hesaplamalara göre, 1 MWe elektrik üretimi için kuyulardan 50 ton/h jeotermal akışkan çekilmektedir. Germencik sahasındaki Güriş İnşaat ve Mühendislik A.Ş. alanı 3530 hektar ruhsat alanı olup, bu alandaki JES kurulu gücü 2020 yılı itibarı ile 209,9 MW güce ulaşmıştır (K.Yamantürk, C.Doğruöz, 2020).
2019 yılı itibari ile Aydın’da kurulmuş olan 32 tane JES’in, 14 tanesi Germencik ilçesinde bulunmakta, bu JES’lerin de toplam kurulu gücü 363,9 MW idi. Bu tarihte 5 tane JES’de (164,4 MW) Germencik’te yapım aşamasında idi. Bunun anlamı Türkiye’de JES’lere bağlı olarak kurulu elektrik üretim gücünün 1/3’nün Germencik’te olduğu/olacağıdır.
Germencik’te bulunan JES’ler elektrik üretimi sırasında günde 440.000 tondan fazla akışkanı çekmekte, bu akışkanlarında 90.000 tondan fazlasını re-enjekte etmeden dış ortama salmaktadır. JES’ler faaliyetleri sırasında çok yüksek miktarda yeraltı suyu da kullanmaktadır. Germencik’te bulunan JES’lerin günlük yeraltı suyu kullanımı 175.000 tondan fazladır. Kuraklığın giderek arttığı Aydın’da yeraltı sularında günlük olarak meydana gelen bu büyüklükteki su azalması çok anlamlıdır.
Germencik ilçesinin dünyada toprak yüzölçümü başına en fazla JES’in olduğu yer olması, bunların yeraltından çok fazla miktarda akışkanı çekmeleri, çok fazla miktarda akışkanı re-enjekte etmeyerek dış ortama salmaları, jeotermal elektrik üretimi için olmazsa olmaz olan yeraltındaki akışkanın miktar ve sıcaklığının ciddi anlamda tehlikeye girmesine sebep olmaktadır. Oysaki büyük ölçekli akışkan re-enjeksiyonu Germencik jeotermal rezervuarının kaynak yönetiminin kilit unsurudur.
2009 yılı sonlarında Germencik rezervuarında başlayan büyük ölçekli reenjeksiyondan bu yana toplanan izleme verileri, üretim kuyularında önemli bir soğuma olmadığını göstermekte. Ancak Germencik jeotermal rezervuarı düzenli kuyu aralıklarında gelişmediğinden reenjeksiyon – üretim kuyuları arası ilişki zayıf veya güçlü olabilir.
Bu da erken soğumaya veya ortalamanın altında rezervuar performansına neden olabilir. Germencik jeotermal sahası içinde deprem fay hatları bulunmaktadır.
Sahadaki başlıca faylar, D-B gidişli faylar ve D-B gidişli fayları kesen K-G çapraz faylardır. Sahada ikincil KD-GB fayları da mevcuttur. 2018 yılında Germencik’te yapılan çalışmada reenjeksiyon ve üretim kuyuları arasındaki akışkan akış hızı 34.18 m/gün ile 3.12 m/gün arasında bulunmuştur. D-B gidişli fay zonları üzerinde veya yakınında bulunan reenjeksiyon-üretim kuyu çiftlerinde K-G veya KD-GB fay zonlarında olanlara göre daha yüksek akış hızı gözlenmiştir. Bu, grabeni oluşturan tektonik deformasyona uygundur (S.Akın,ODTÜ,2018).
2021 yılı Ekim ayında Germencik ilçesinde Ömerbeyli-Alangüllü-Hıdırbeyli köyleri hattında bulunan incir ve zeytin bahçelerinde 3-4 km uzunluğunda, 1-2 metre genişliğinde, derinliği belirsiz şekilde topraklarda çatlak ve göçükler meydana geldi. Bakıldığında çatlakların jeotermal kuyularının bulunduğu noktalardan başladığı, jeotermal kuyuların izlediği hatlar boyunca yayıldığı görülmektedir. Germencik’te topraklarda meydana gelen çatlak ve göçükler Aydın’da beklenmekte olan 7 şiddetindeki depremin hatırlanmasına, JES’lerle deprem arasındaki ilişkinin gündeme gelmesine sebep oldu.
Birleşik Krallık Durham Üniversitesi’den, Malcolm Jones ve Rob Westaway 1990 yılında Germencik ilçesinde yaptıkları araştırma sonucuna göre; “Bölgede meydana gelen mikro depremler ile jeotermal kuyuların ( o tarihte 9 adet idi, şimdi 109 adet oldu) konumları arasında bir ilişki yok gibi görünüyor. Gözlemlenen mikro depremlerin jeotermalden ziyade tektonik olması muhtemel”. 2017 yılında İTÜ’den Prof. Dr. Haluk Eyidoğan tarafından Büyük Menderes Havzası’nda Söke-Sarayköy arasında yapılan çalışma sonucuna göre; “Bu bölgede 1980 sonrası büyüklüğü 4.5 ve daha büyük depremlerin sayısı azalırken, 4.5’dan küçük depremlerin sayısı hızla artmıştır. 1980 yılı öncesine göre 1980 yılı sonrası Aydın’da meydana gelen mikro deprem sayısı binlerce kat artmıştır. Aydın’da bu değişimi yaratan etki ise sayısı ve üretim kapasitesi hızla artan JES’ler ve bu JES’lerin 1997 yılından sonra reenjeksiyon yaptıkları akışkan miktarının giderek artmış olmasıdır”. Bügün Germencik ilçesi Türkiye’de en fazla mikro depremin meydana geldiği yerleşim yerlerinin başında gelmektedir. Peki Germencik’teki JES’ler topraklarda göçük ve çatlaklara sebep olmakta mıdır? Ne ölçüde depreme sebep olmaktadır? Germencikte topraklarda göçük ve çatlakların olduğu bölge, Germencik jeotermal sahası içinde bulunmakta, bu sahada kuru tarım yapılmakta, incir ve zeytin yetiştirilmektedir. Bu bölgede en fazla yeraltı su kullanımı ve azalması yapan sebep, yılda 64 milyon tondan fazla yeraltı suyu kullanan JES’lerdir. Yine Germencik’te bulunan JES’ler yılda 160 milyon tondan fazla akışkanı yeraltından çekmekte, bunun da 32 milyon tondan fazla kısmını reenjekte etmeyerek doğaya salınım yapmaktadır. Germencik jeotermal sahası akışkan rezervuarının beslenme kaynağının meteorik sular olması, Aydın’da her geçen yıl yağışların azalması ve kuraklığın artması sonucu rezervuarın kendini yeterli oranda yenilemesine engel olmaktadır. Bu meteorik olaylara, bölgede bulunan JES’lerin yeraltından çok fazla miktarda akışkan çekmesi ve bu akışkanları aynı oranda geri reenjekte etmeme işleminin de ilave olması, Germencik jeotermal sahasında yeraltı suları ve jeotermal rezervuarın azalmasına sebep olmakta, sonuç olarak da topraklarda çatlak ve göçüklerin meydana gelmesi tetiklenmekte/kolaylaşmaktadır. Germencik’te topraklarda meydana gelen çatlak ve göçükler Büyük Menderes Fay Zonunun güney kolundaki deprem fay hattı üzerinde meydana gelmiştir. Bu deprem fay hattının bulunduğu bölgede üretim yapılan jeotermal rezervuarın sığ seviyede bulunması, JES’lerin çıkardıklarını akışkanı aynı seviyeye re-enjekte edebilmek için çok yüksek seviyede basınç uygulamak zorunda kalması, re-enjeksiyon ve üretim yapılan kuyular arasındaki akışkan akış hızının yüksek olması nedeniyle tektonik deformasyonun artması, bölgede mikro depremlere sebep olmaktadır. İşte bu mikro depremler de JES’lerin çok fazla miktarda yeraltı suyu kullanımı ve akışkanı çekmesine bağlı olarak oluşan rezervuar miktar ve sıcaklık azalmasının sebep olduğu çatlak ve göçüklerin oluşmasını tetiklemekte/kolaylaştırmaktadır. Oluşan çatlak ve göçükler de bu sefer mikro depremleri tetiklemektedir. Adeta süreç bir kısır döngü çerçevesinde devam edip gitmektedir. Yani mikro depremler topraklarda çatlak ve göçüklere sebep olmakta, çatlak ve göçüklerde mikro depremleri tetiklemektedir. Bu süreç de bölgede büyük ölçekli bir deprem olana kadar bu şekilde devam edip gitmektedir. Germencik Ömerbeyli’de 7 şiddetinde bir deprem en son 1899 yılında meydana gelmiştir. Germencik’te JES’lerin sebep oldukları mikro deprem fırtınası, normalde bölgede 100-200 yılda bir meydana gelen şiddetli depremlerin, daha erken ve daha yakıcı yaşanma olasılığını arttırmaktadır. Tüm bu nedenlerden dolayı Aydın ili büyük ölçekli bir depreme gebe olup, doğum günü yaklaşmaktadır.