LEE- Jeodinamik Lisansüstü Programı

Bu topluluk için Kalıcı Uri

http://hdl.handle.net/11527/19319

Gözat

İstanbul paleozoyiği'nin yapısı ve tektonik evrimi

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2021-10-18) Ülgen, Semih Can ; Şengör, Celal A. M. ; 602102003 ; Jeodinamik

Türkiye'nin kuzeybatısında, Rodop-Pontid Tektonik Bloğu'nun bir parçası olan İstanbul Zonu, Neoproterozoyik yaşlı (neredeyse tamamen Ediyakaran), orta-yüksek derecede metamorfik kristalin bir temel üzerine geç Ordovisyen'den Karbonifer'e kadar sürekli olarak gelen, iyi gelişmiş transgresif bir çökel istiften oluşmaktadır. Palaeozoyik istif üzerine Alt Triyas yaşlı çökeller uyumsuz olarak gelmektedir. İstanbul tektonik birliği Istıranca Masifi'nin üzerine tektonik olarak yerleşirken, Sakarya tektonik birliği ile sınırı ise Erken-Orta Eosen yaşlı İç Pontid kenedidir. Sakarya tektonik birliği ve Istranca Masifi Geç Triyas ve Geç Jura-Erken Kretase metamorfizması ve deformasyonu sergilerken, İstanbul tektonik birliğinde bu gözlenmemektedir. Ancak Istranca'dan bilinen Geç Kretase magmatizması aynen İstanbul tektonik birliğinde de görülür. Silüriyen yaşlı kırıntılılardan yapılan kırıntılı zirkon yaşları İstanbul Zonu'nun kaynak alan açısından Istranca Masifi ile Sakarya tektonik birliğine nazaran daha çok benzerlik gösterir. Triyas kırıntılılarından elde edilen kırıntılı zirkon yaşları ise İstanbul Zonu'ndaki Triyas ile Istranca Masifi'ndeki Triyas'ın aynı kaynak alandan beslendiğini belirtmektedir. Ayrıca daha önce Sarıyer batısında Silüriyen olarak haritalanan kırıntılıların yaşının Triyas olduğu bu çalışmada ortaya konulmuştur. İstanbul tektonik birliğinin deformasyon tarihçesini ortaya koymak için bölgedeki fay kırıklarından illit mineralleri yaşlandırılmıştır. Bu analizler sonucunda Kretase (Albiyen-Turoniyen), geç Paleosen-erken Eosen ve erken Miyosen dönemlerine denk gelen deformasyonlar tespit edilmiştir. İstanbul'un kuzeyinde ürünleri görülen geç Kretase volkanizması ile dayk sokulumları ve Çavuşbaşı Granodiyoriti aynı volkanik aktivenin ürünleridir. Granodiyorit yerleşimi ana kayaçta deformasyona sebep olurken dayk sokulumlarını da kontrol etmektedir. Bahsedilen volkanik aktivite Boğaziçi Volkanı olarak adlandırılan geç Kretase volkanı ile ilişkilidir. Sahada toplanan yapısal verilerden bölgenin deformasyonuna dair bilgiler elde edilmiştir. İstanbul Zonu'nun İstanbul çevresinde kalan bölümü bütün olarak ele alındığında en az iki farklı deformasyon evresi geçirmiştir. Bunlardan yaşlı olanı, Triyas ve daha genç yaşlı kayaçlarda izine pek rastlanmayan yaklaşık D-B eksenli bir sıkışma evresidir. Genç olan deformasyon evresi ise Alt Kretase ve Triyas yaşlı kayalarda görülen, K-G doğrultulu sıkışmadır. Bu sıkışma yönü İstanbul'un kuzeyinde varlığı iyi bilinen erken Eosen yaşlı kuzeye verjanslı bindirme ile eşleşmektedir. Toplanan normal bileşenli fayların geometrisi bize bölgeyi etkileyen bir diğer deformasyonun Kuzey Anadolu Fay Zonu ile ilişkili olduğunu göstermektedir. Paleozoyik istifi içerisinde hazırlanan yapısal kesitler sonucunda, istifin derinliği 3500 m'ye kadar inen bir dekolman yüzeyi boyunca D-B yönlü yaklaşık %50 daralma ile sıkıştığı ortaya çıkmıştır. İstanbul Paleozoyik istifinin içerisinde metamorfik kayaların bulunmaması, zayıf klivaj gelişimi ve okyanusal kabuk kökenli malzemenin eksik olması, istifin içerisinde geliştiği havzanın, Triyas öncesindeki deformasyon evresi boyunca orojen kuşağının ard-ülkesinde yer aldığını göstermektedir. İstanbul civarının morfolojisini, Kuzey Anadolu Fayı ile ilişkili makaslamaya bağlı ikincil yapıların kontrol ettiği ortaya çıkmıştır. Bu yapılar İstanbul bölgesinde karada meydana gelen depremlerle de uyumludur. İstanbul'da karada da aktif olması muhtemel ve yıkıma sebep olabilecek faylar mevcut olabilir. İstanbul Paleozoyiği'nden toplanan Brakiyopod fosilleri İstanbul Zonu'nun Rhenik okyanusu, yani Avrupa Hersinyeni ile doğrudan bir bağlantısı olduğunu göstermektedir. Toplanan krinoid fosilleri ise İstanbul Zonu'nun erken Emsiyen döneminde Tien Shan, Rudny Altay, Armorikan Masifi, Güney Minusa Havzası, Gorny Altay, Kazakistan, Uzak Doğu ve Salair ile toplanan ammonoid fosilleri ise, Batı Avrupa (Kuzey İspanya, Montagne Noir, Fransa, Almanya) ve Kuzey Afrika ile bağlantılı olduğunu işaret etmektedir. İstanbul Zonu ile Peri-Gondwana ve Armorika arasında denizel bir bağlantı olması gerektiği ortaya konmuştur.
Artemia fecal pellet is an important paleoenvironment indicator in hypersaline lakes : A case study Urmia Lake (NW İran)

(Graduate School, 2022) Sarı, Selma ; Mohammadi, Ali ; 708646 ; Geodynamic Programme

Hypersaline lakes are dynamic sedimentary environments responding change in a complex pattern. The Urmia Lake in NW Iran (Azerbaijan area), is the second-largest hypersaline lake in the world. The lake is a hybrid terrigenous-biochemical sedimentary environment that completely shifted to an almost pure chemical sedimentary environment due to an extreme rapid water level fall in the last decades. Artemia urmiana, as a saline water shrimp, is the only animal living in Urmia Lake. Artemia fecal pellets are the major bio-chemical component of the lake sediments, recording the lake's hydro-chemical variation through time. For paleoclimate reconstruction of the Turkish-Iranian Plateau in the Late Pleistocene-Holocene, based on Artemia fecal pellets characteristics, we studied a 25 m long sediment core collected from the northwestern part of Urmia Lake in 2017. This research uses morphological, mineralogical, textural, biochemical, geochronological, and stable isotopic characteristics of Artemia fecal pellets along with the lithostratigraphy of the core to reconstruct paleoclimate and paleogeography of the lake in the Late Pleistocene-Holocene. In Urmia Lake sediments, fecal pellets are capsule shaped grains in silt to medium sand size. The frequency, size, shape, colour and surface morphology of fecal pellets were studied using a binocular, polarizing and scanning electron microscopes on 140 sediment sub-samples. Sub-samples were collected according to facies variations along the studied core. Correlations of sedimentary units with fecal pellets variations along the core we classified five lake level stages based on fecal pellets frequency and characteristics variation: Lake-level falling stage (2500-1472 cm depth) is mainly composed of coated grains, reworked shell fragments and diagenetic sulfate minerals with a minor amount of brownish broken fecal pellets; Lake-level low stand stage with lake floor exposure (1471-816 cm depth) has black, orange, and brown pellets, rounded diagenetic gypsum minerals with volcanic lithics and glasses admixed; Lake-level rising stage (815-611 cm depth) is dominated by sulfate minerals and the absence of pellets; Lake-level high stand (610-320 cm depth) is dominated by fresh cream-coloured pellets; and lake-level falling towards drying out stage (319-0 cm depth) is composed of evaporite minerals as a salt crust on lake floor. The radiocarbon ages of fecal pellets indicate that the 25 m lake sediment cover ~ last 50 kyr with some glacial and interglacial periods. The age-depth model indicates different sedimentation rate in different depth which are consistent with our identified sedimentary facies. The oxygen and carbon isotopic data variation along the core exhibit deeper part of the core is more dry and cold climate (glacial period) and the upper core is more humid climate (interglacial period). Overall, the stable oxygen and carbon isotopic composition are in agreement with determined sediment facies and lake level fluctuations.
İstanbul-Şile kumullarının manyetik ve sedimantolojik analizi: Paleoçevresel çıkarımlar

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022) Yıldırım, Cengiz ; Makaroğlu, Özlem ; 776787 ; Jeodinamik Bilim Dalı

Kumullar sahip oldukları stratigrafik, manyetik ve kronolojik özellikleri ile Kuvaterner döneminde meydana gelen ortamsal (iklim, çevre) değişimlerle ilgili çıkarım yapılmasına imkân veren önemli çökel kayıtlarıdır. Bu çalışmada İstanbul'un Şile İlçesi'nin batısında bulunan Sofular Köyü'nün sahil kısmında yer alan falezler boyunca yüzlek veren 3 ayrı kesit boyunca paleosol ve kumul çökelleri incelenmiştir. Çevresel manyetik özellikleri analiz edilmiş ve Işık Uyarmalı Lüminesans (OSL) yöntemi ile tarihlendirilerek kronolojiler elde edilmiştir. Bir çökelim alanının karakteristik özellikleri tortunun bünyesine yansıdığından, ortamsal karşılaştırma amacıyla Passega Diyagramı çizilmiş olup, ortamsal anlamda kum ağırlıklı kesitler olduğu ve taneboyu analizi ile uyumlu olduğu görülmektedir. κlf (manyetik duyarlılık), ARM (Anhisteretik kalıntı mıknatıslanma), IRM (Eş-ısıl kalıntı mıknatıslanma) ve SIRM (Doymuş eş-ısıl kalıntı mıknatıslanma) gibi parametrelerin ölçümlerini içeren çevre manyetizması analizleri ile kesitler boyunca manyetik minerallerin yoğunluk ve tane boyu değişimleri incelenmiştir. Farklı derinliklerinde ani değişimler veya yüksek değerlerin ölçüldüğü bazı seviyelerde ölçülen yüksek manyetik duyarlılık ve kalıntı mıknatıslanma şiddetleri (NRM, ARM ve SIRM) kesit boyunca görece, manyetik minerallerin bu seviyelerde yoğunlaştığını açık olarak göstermektedir. Birinci ve ikinci kesitte çoğunlukla düşük olarak hesaplanan S-oranı bu iki kesitte üçüncü kesite oranla daha yüksek oranda yüksek koersiviteli manyetik minerallerin olduğunu göstermektedir. Yüksek HIRM değerleri de bu durumu desteklemektedir. Üçüncü kesitte elde edilen tane boyu analizleri bu kesit boyunca kil içeriğinin diğer iki kesite göre önemli derecede düşük olduğunu buna karşılık, kum içeriğinin en yüksek bu kesitte bulunduğunu göstermektedir. Diğer iki kesite oranla, üçüncü kesitte elde edilen düşük manyetik duyarlılık ve kalıntı mıknastıslanma şiddeti tane boyu analizi ile de desteklenen düşük kil içeriği ile ilişkilendirilmiştir. OSL analizlerinde çapraz tabakalı eolinitin hemen altında yer alan paleosol olan birinci kesitin yaşı 121.3±7.66 bin yıl, yine paleosol olan ikinci kesitin yaşı 54.94±3.77 bin yıl ve tamamı eolinitten oluşan üçüncü kesitin yaşı 139.1±22.46 bin yıl olarak belirlenmiştir. Birinci ve üçüncü kesitlerin denizel izotopik evre DİE 5, ikinci kesitin ise DİE 3'e karşılık geldiği görülmüştür. Bu veriler sahada buzullararası dönemde (DİE 5) kumul oluşumuna uygun iklim şartlarına sahip olduğunu göstermektedir. İkinci kesitin oluştuğu DİE 3'te yani 80 bin yıl önce başlayan buzul döneminin ortalarında bölgede toprak gelişimi için daha uygun ve kimyasal ayrışma için daha elverişli çevre koşullarının bulunduğuna işaret etmektedir.
Upper mantle structure of fennoscandia by finite-frequency body-wave tomography: Analysis and geodynamic implications

(Graduate School, 2022-06-07) Bulut, Nevra ; Thybo, Hans ; 602162004 ; Geodynamics

Tectonic research on the region around the North Atlantic Ocean, including Fennoscandia (in the northwestern part of the East European Craton) and Greenland has led to several enigmatic questions. Despite numerous studies, theories are debated on the causes of the onshore high topography and off-shore sedimentary basins in the passive continental margins in the region. Here, the results of a seismological study of most of Fennoscandia (the Baltic Shield) based on data which was acquired with a nominal station distance of 50 km is presented. We determine a seismic model of upper-mantle P-wave velocity in order to improve the understanding of the long-term evolution of Fennoscandia, and with the specific objective of testing various models for topographic change in the area. The new velocity model contributes to testing if the crust and lithosphere are in isostatic equilibrium or if dynamic forces actively affect the high topography in the region. The seismic model is obtained by application of a method for finite-frequency body-wave tomography. We use P-waves from teleseismic earthquakes at epicentral distances between 30° and 104° with magnitudes of 5.5 or greater, acquired by 174 broadband seismic stations installed in Norway, Sweden and Finland in variable periods between 2012 and 2017. The model is based on inversion of 74,057 traveltime residuals for P-wave velocity perturbations in the upper-mantle in the depth range between 50 and 800 km. The algorithms used for relative traveltime picking and tomography inversion were rearranged to the specific data set, and an extensive test program was carried out to assess the resolution of the resulting P-wave velocity model. The velocity model shows that up to ±6% anomaly contrasts characterize the Fennoscandian upper mantle. The contrasts are stronger than in previous local and regional/global models. Such strong contrasts are surprising for a cratonic area, and we suggest that this finding is made possible by the use of the finite-frequency method, which has higher resolution power than conventional ray-based methods. We identify very strong low velocity anomalies to ~200 km depth beneath the modern Scandinavian mountain range within the Caledonian and Sveconorwegian orogenic belts. These low velocities may be caused by temperature or compositional contrasts, and they are consistent with the presence of low density material, which may contribute substantially to the high topography. We identify a linear correlation between topography and sub-Moho velocity anomalies in most of central Scandinavia, which provide support to the importance of the low-velocity zone for the high topography. We observe exceptionally high velocity anomalies in the central part of Fennoscandia, which suggests that an original cratonic core has survived modification of the surrounding Archaean and Svecofennian mantle. The model indicates that these very high velocity anomalies extend westward below the low-velocity zone below the high topography, which indicates that the Svecofennian lithospheric mantle is present below Caledonian and Sveconorwegian deformed areas. North-dipping high velocity anomalies in the southwestern Baltic Sea may be related to an ancient subduction zone and a hidden terrane in the crust and uppermost mantle.
Age and significance of amphibolites in the bolu massif (İstanbul Zone, NW Turkey)

(Graduate School, 2022-07-06) Demirkaya, İnal ; Topuz, Gültekin ; Wang, Jia-Min ; 602191003 ; Geodynamics

The Bolu Massif represents the Late Neoproterozoic crystalline basement of the Istanbul Zone (NW Turkey), and is made up of two tectonometamorphic units which are separated by a major tectonic line. The lower tectonometamorphic unit comprises amphibolite-facies metamorphic rocks which are dominated by the migmatitic amphibolite and locally trondhjemite. On the other hand, the overlying tectonometamorphic unit comprises greenschist-facies mafic to felsic metavolcanic rocks intruded by a huge granitoid of Late Neoproterozoic age. This study deals with the metamorphic evolution of the underlying amphibolite-facies tectonometamorphic unit. The amphibolite-facies tectonometamorphic unit comprises migmatitic amphibolite (ca. 80% of the exposure area) and concordant to crosscutting trondhjemite sills/dykes/stocks (ca. 20% of the exposure area). Although this amphibolite unit was formerly interpreted to the crustal part of an ophiolite, rare earth element patterns and multi-element variation diagrams involving fluid immobile elements differ from the well-documented ophiolites. The geochemical features of these voluminous amphibolites are more consistent with those in intra-oceanic arcs and magmatic arcs. U-Pb dating of zircons from four trondhjemite samples and from three amphibolite samples consistently yielded ages of 255-260 Ma (Middle to Late Permian). Only zircons from one amphibolite sample defined a discordia with an upper intercept age of 554 ± 34 Ma (2) (Late Neoproterozoic-Cambrian). The geochronological data shows that the amphibolite-facies tectonometamorphic unit does not represent the Late Neoproterozoic basement of the Istanbul Zone. It is related to Late Palaeozoic to Late Mesozoic orogenic events.
Aladağlar ve Karanfil Dağı kuvaterner buzullaşması ve eski ikliminin kozmojenik izotoplar ve buzul modelleri ile belirlenmesi

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2023-06-06) Köse, Oğuzhan ; Sarıkaya, Mehmet Akif ; 602172004 ; Jeodinamik

Orta Toroslar'ın en büyük kütlesini oluşturan Aladağlar ve yaklaşık 10 km güneyinde bulunan Karanfil Dağı bu çalışmanın inceleme alanını oluşturmaktadır. Çalışma alanı temelde karbonatlı kayaçlardan oluştuğundan, bu bölgedeki akarsular mevsimlik akarsu özelliğine sahiptir. Bu durum buzul süreçleri sonrasında akarsuların gelişmesini engeleyerek Karanfil Dağı ve Aladağlar'da buzul vadilerinin ve morenlerin korunmasını sağlamıştır. Ayrıca, çalışma alanı jeolojik ve tektonik özelliklerinin yanı sıra buzul ve akarsu süreçleri ile karstik süreçler arasındaki etkileşimin anlaşılması için örnek bir topoğrafya sunmaktadır. Jeomorfolojik çalışmalar kapsamında arazi çalışmaları ve uzaktan algılama yöntemleri kullanılarak çalışma alanının buzul jeomorfoloji haritası üretilmiştir. Bölgenin 1:50.000 ölçekli buzul jeomorfoloji haritası oluşturulmuş, buzul vadileri, sirkler, arêtler ve piramidal zirveler, döküntü ile örtülü buzullar, morenler ve sandur depoları belirlenmiştir. Kozmojenik 36Cl yüzey tarihlendirme yöntemiyle ana kaya ve morenler üzerinden toplam 121 adet örnek toplanarak Aladağlar ve Karanfil Dağı'nda geçmişte buzulların oluşturduğu yer şekilleri tarihlendirilmiştir. Karanfil Dağı SBM dönemi buzul koşullarını anlamak amacıyla üç boyutlu bir fiziksel buzul akış modeli (PISM) kullanılmıştır. Farklı sıcaklık ve yağış değerleri kullanılarak 21 farklı paleoiklim simülasyonu üretilmiştir. Bu paleoiklim simülasyonları arazi gözlemleriyle karşılaştırılmıştır. Aladağlar'da 47 ve 38 bin yıl öncesine dayanan en yaşlı morenler, dağın batı-kuzeybatısında bulunan Körmenlik ve Maden vadilerine aittir. Körmenlik vadisinin çıkışında bulunan Sulucaova sanduru ise 79 bin yıl öncesine ait buzullaşmanın varlığını göstermektedir. Körmenlik ve Maden vadilerinden elde edilen kozmojenik tarihlendirme sonuçları SBM öncesini, MIS 3 sırasındaki buzul geri çekilmesinin kanıtlarını sunmaktadır. Önceki çalışmalar kapsamında Yedigöller Platosu'nun kuzey sınırını çizen Akçay Sırtı'ndan elde edilen ana kaya yaşları tekrar hesaplanmıştır. Elde edilen sonuçlar 3500 metre yükseklikte bulunan Akçay Sırtı'nın en az 55.2 ± 12.0 bin yıldan beri buzullarla kaplı olmadığını göstermektedir. Bu bulgu, Yedigöller Platosu'ndaki buz örtüsünün 3500 m yüksekliklere kadar ulaşmadığını açıkça ortaya koymaktadır. Ayrıca, Kemikli Vadisi'nin yukarı çığırında, 3200 metre yükseklikteki Akçay Platosu'ndan alınan ana kaya örnekleri de bölgenin 76.7 ± 23.8 bin yıldan beri buzullarla kaplı olmadığını göstermektedir. Aladağlar'ın doğusunda bulunan Hacer Vadisi ise en uzun buzulun geri çekildiği alan olup buzulun geri çekilme süreci 15 bin ile 12.5 bin yıl öncesine kadar devam etmiştir. Bu geri çekilme, Geç Buzul döneminden Genç Dryas dönemine kadar olan buzullaşmanın varlığını göstermektedir. Aladağlar'ın doğusunda bulunan Susuz ve Sineklikapız Vadileri'nden de Erken Holosene ait kozmojenik tarihlendirme xxii sonuçları elde edilmiştir. Aladağlar'da buzullar, 55 bin yıl önce en yüksek zirvelerden geri çekilmeye başlamış olup Holosen döneminin başlangıcına kadar iki takke buzulu aktif kalmıştır. Karanfil Dağı'nın ilk buzul jeomorfoloji haritası ve Kozmojenik 36Cl buzul kronolojisi bu çalışmada sunulmuştur. Buzul yer şekilleri arasında sirkler ve morenler detaylı bir şekilde haritalanmıştır. Dağın kuzey yamacında bulunan 2000-2400 m yüksekliğe sahip ve 1-2 km uzunluğunda iyi korunmuş dört terminal ve yanal moren seti (M1, M2, M3 ve M4) detaylı bir şekilde haritalanmış ve tarihlendirilmiştir. M1 (17.3 ± 2.4 bin yıl), M2 (18.6 ± 1.6 bin yıl) ve M3 (20.0 ± 2.6 bin yıl) morenlerinin ortalama yaşları, Karanfil Dağı'ndaki buzulların SBM sırasında maksimum boyutlarına ulaştığını göstermektedir. M4 moreni, daha kuzeye bakan ve korunaklı bir sirke sahip olup, moren yaşı14.6 ± 2.4 bin yıl olarak ölçülmüştür. M4'ten elde edilen ortalama yer şekli yaşı, M4 buzulunun Geç Buzul dönemine kadar varlığını sürdürdüğünü (16-20 bin yıl arasında) göstermektedir. C1 sirk tabanındaki kalıntı kaya buzulunun yaşı ise (9.9 ± 0.9 bin yıl) Holosen başlangıcındaki permafrost koşullarının varlığını kanıtlamaktadır. Karanfil Dağı'nda SBM buzullarını oluşturan iklim koşullarını anlamak için üç boyutlu fiziksel PISM buzul akış modeli çalıştırılmış ve 21 farklı simülasyon üretilmiştir. Karanfil Dağı için en uygun model sonuçları, SBM'deki buzulların günümüze benzer yağışlar altında oluşabilmesi için sıcaklık düşüşünün günümüzden 8.3 ± 0.5 °C daha fazla olduğu bir iklimi göstermektedir. SBM döneminin günümüze göre %20 daha nemli iklim koşullarına sahip olması durumunda, SBM buzullarının oluşabilmesi için gereken sıcaklık düşüşü 6.9 ± 0.4 °C olarak hesaplanırken, %20 daha kurak iklim koşullarında ise bu sıcaklık düşüşünün 10.4 ± 0.6 °C olması gerektiği hesaplanmıştır.
Badland systems in Turkey: A holistic approach to understand the formation, controlling factors and geomorphologic characteristics

(Graduate School, 2023-10-19) Avcıoğlu, Aydoğan ; Görüm, Tolga ; Yetemen, Ömer ; 602192002 ; Geodynamics

Badlands are extremely rugged, outstanding landscapes that can be seen in all ice-free climate regions over erosion-susceptible unconsolidated materials, and they have drawn attention with their spectacular and iconic. The distribution of badlands is primarily influenced by the occurrence of loose and unconsolidated rocks (such as marl, sandstone, mudstone, etc.). These lithological units, in conjunction with various environmental elements such as climate, tectonics, vegetation, and topography, collectively shape the appearance and dynamics of badland landscapes. Since badlands have the largest sediment flux and erosion rates, they are considered to be erosional hot spots. However, the morphological characteristics, origins, regional characteristics, and development processes of these badlands are not well known. Unlike nearly all badland studies conducted at the experimental site and watershed scale, the broader-scale evaluation has been neglected in the analysis of badland distribution, characteristics, and dynamics. The first part of the thesis provides an integrative new insight into badland landscapes by investigating the distribution, characteristics, and controlling factors of Turkish badlands on a broad, regional scale. Turkish badlands were inventoried using aerial imagery and studied their distribution using K-means clustering, an unsupervised machine learning algorithm, based on a set of major conditional geo-environmental factors that control the regional distribution and characteristics of badlands, including tectonics, lithology, topography, climate, and vegetation. Here, a total of 4494 km2 of badland areas were identified which are non-uniformly distributed across Turkey, substantially clustered in the Central Anatolian Plateau (CAP). According to regional analyses, a total of five badland regions have been determined comprising three major types classified as Semi-arid, Mediterranean, and Montane (humid), together with two transitional types in-between the Semi-arid and Montane badland regions. The results indicate that temperature seasonality, mean annual precipitation, and precipitation seasonality are predominantly assigned to the badlands clusters. The clastic rocks are revealed as the most crucial and inevitable factor for the development of Turkish badlands, which are represented in a wide geologic time-scale (Cretaceous to Quaternary) and diverse lithological units (i.e., lacustrine, volcaniclastics, and terrestrial). Neogene and Paleogene terrestrial clastics (77 %) constitute the majority of the lithologic settings of these badland landscapes. The active and complex tectonic history of Turkey has portrayed the fundamental frame of the identified badland regions, by providing a susceptible environment (i.e., development of sedimentary basins) and promoting badland development through successive base-level changes. Furthermore, tectonically-modulated (i.e., formation of orogenic belts, and uplifting of CAP) climate dynamics outline the distribution pattern and differentiation of the regional characteristics of badlands in Turkey. Overall, the regional-scale approach to badland mapping and regional synthesis may decipher not only the tectonic and climatic conditions of the identified badlands regions but may also contribute to the implementation of future effective strategies for the detection and mapping of erosion-susceptible and high sediment flux areas in very broad spatial contexts of similar unexplored territories. An ever-present intricate association between weathering and erosional processes is largely controlled by climate disparities. Weathering as a predisposing process for natural hazards, landform evolution, and sediment mobility hosts key uncertainties in our understanding of how climate controls differential weathering types and rates. Here, the second part of thesis shows an approach to test the hypothesis controlling of weathering trends with the influence of seasonal characteristics of precipitation and temperature, which has been not well understood in badland landscapes, yet. Previous studies have adopted a rainfall simulation approach either in the field or laboratory, which is essential but is also limiting in that only steady climate conditions can be monitored in understanding weathering dynamics. In this context, by taking advantage of the laboratory environment to accomplish the aim of this part, the climate settings were simulated by exposing samples collected from four different climates and sedimentary environments previously defined as characteristic badland landscapes in Turkey to the seasonal precipitation and temperature conditions in twelve sequential seasons mirroring 3-years in order to understand the weathering rebounds. The pH, electrical conductivity (EC), ion, and surficial changes have been used as chemical and physical proxies, respectively, in referring to certain types and trends of weathering. Based on the incontrovertible influence of sediment physicochemical properties (especially high SAR values) on weathering processes, the findings reveal that sinusoidal trends attaining their peak level in spring in Na+, which overcomes other ions, contribute to an accelerated dispersion degree with concurrently decreasing pH in marly sediments in the arid region. Additionally, the recurrent increase pattern of Ca2+, particularly in winter seasons, can enhance the extent of sediment aggregations in Mediterranean sandy mudstones. In conclusion, consistent with previous studies, wetting–drying cycles are crucial in physical weathering and regolith behavior, which resulted in cyclic deep crust formations in the spring and summer seasons due to the higher swelling capacity of samples. Overall, this study demonstrates how seasonal changes in climate regulate the degree of chemical and physical weathering processes in badland landscapes. The combination of bedrock weathering, climate seasonality, and the controversial contributions of hillslope and river erosion processes, as part of the earth's dynamic systems, is what primarily develop badland environments. Although modern definitions make it clear that gully channels dominated by overland flow, mass movements dominated by gravitational processes, and piping driven by subsurface processes are all necessary for badland initiation, the questions remain to be tackled regarding their topographic position in the landscape. The third and last part of thesis focused on this problem by comparing Turkish badlands and globally known badland sites in order to understand the geomorphometric and topographic imprints of badlands. As a result, the topographic character of badlands at the sub-catchment scale may provide an adequate example of a transitional domain from a diffusive erosional process to a fluvial erosion process.
Differential tectonics of Aydın Range in western Anatolia Extensional Province: Inferences from catchment-wide erosion, river incision, and range-front deposition

(Graduate School, 2023-10-27) Özpolat, Emrah ; Yıldırım, Cengiz ; Görüm, Tolga ; 602162001 ; Geodynamics

The western Anatolian Extensional Province is a rapidly extending region characterized by dynamic landscapes resulting from the ongoing deformation of the Earth's crust. The Aydın Range, located along the northern margin of the Büyük Menderes Graben, is a major horst within the western Anatolian Extensional Province. This region has experienced a series of extensional events since the Late Oligocene, leading to ongoing uplift and erosion, shaping a complex landscape of mountains, valleys, and river systems. The tectonic deformation within the Aydın Range has not been uniform, resulting in differential uplift along the range and variations in erosion rates. This differential uplift has shaped the landscape, giving rise to distinctive erosional and depositional landforms along the northern margin of the Büyük Menderes Graben. The morphostratigraphy and morphology of these landforms provide valuable insights into the source-to-sink relationships and the Quaternary tectonics of the region. The active tectonic regime and steep topography of the Aydın Range create favorable conditions for enhanced erosion rates, leading to the development of the distinctive range-front deposition. However, the understanding of the active tectonics of the Aydın Range and its relationship to catchment erosion, river incision, and range-front deposition remains limited. To understand the differential tectonic uplift pattern of the Aydın Range, this thesis focuses on erosional and depositional features along the southern flank of the Aydın Range. The main objective of this Ph.D. thesis is to unravel the interplay between differential rock uplift dynamics of the Aydın Range and the range-front depositional and erosional patterns within the range, considering the tectonic activity, lithology, and varying erosion rates across the region. The study area offers favorable conditions for analysis, including numerous alluvial fans aligned along a segmented normal fault, similar climatic and vegetative characteristics within catchments, and a mixture of granite and gneiss lithologies. A comprehensive approach combining catchment-wide erosion analysis, river incision analysis, river longitudinal profile analysis, and range-front deposition analysis is employed. Catchment-wide erosion patterns, based on 10Be cosmogenic nuclides are examined to understand the relative contributions of various factors on erosional dynamics and decipher the tectonic uplift pattern of the range. River incision processes and channel characteristics are investigated to gain insights into underlying tectonic processes and their spatial variations. Furthermore, the morphology of alluvial fans at the range front are studied to evaluate tectonic uplift and the relative contributions of different processes to sedimentation patterns. Higher catchment-wide erosion rates and higher river incision rates in Section 3 and Section 5 of the Aydın Range are shown by the results. In addition, higher channel steepness index values and slope break knickpoint distributions imply that a higher rock uplift rate is responsible for thicker alluvial fans in sections 3 and 5. In contrast, Section 1, section 2, and Section 4 have lower catchment-wide erosion rates and lower river incision rates. In addition, the lower ksn and absence of slope break knickpoints in these sections is an indication that these sections have lower tectonic rock uplift. This resulted in the less thick and spatially larger distribution of alluvial fans in Section 1, section 2, and Section 5. A comprehensive understanding of the differential tectonics and range-front deposition processes is provided by the source-to-sink approach employed in this thesis, enhancing knowledge of the active tectonics and surface processes in the region. Additionally, the detailed morphostratigraphy of Quaternary landforms in the study area provides valuable insights into landscape evolution and hazard assessment in this dynamic setting. The map of Quaternary landforms fills the existing gaps in the region-wide correlations and maps associated with the Quaternary geology and geomorphology, facilitating a more comprehensive understanding of the tectonic processes shaping the Aydın Range.
Büyük orman yangını geçirmiş alanlarda yersel ölçüm ve serpinti radyonüklid yöntemleri (Berilyum-7 ve Sezyum-137) kullanılarak toprak erozyonu hızının belirlenmesi

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2023-12-27) Yıldız, Cihan ; Görüm, Tolga ; 602182004 ; Jeodinamik

Büyük orman yangınları yol açtığı büyük ekonomik kayıpların ve kimi zaman da neden olduğu can kayıplarının yanı sıra doğal ekosistem üzerinde de önemli değişikliklerin ortaya çıkmasına yol açar. Orman yangınlarının flora ve fauna popülasyonundaki değişimler, toprak ve ana kaya özelliklerinin değişmesi, yüzeysel akış ve erozyon miktarındaki artışlar, heyelan ve moloz akmalarının artışı gibi doğrudan alanda yol açtığı değişimler ilk akla gelenlerdir. Ancak bunlara ek olarak orman yangınının gerçekleştiği alanın kaynaklık ettiği çevre alanlarda da sedimantasyon miktarında artış, su kalitesinde azalma gibi önemli ekolojik sorunların da tetikleyicisi olduğu bir gerçektir. Ekstrem doğa olaylarının neden olduğu değişimlerin geçmiş jeolojik dönemlerde belirli periyotlarda gerçekleştiği ve doğanın bu tür değişimlerin etkilerine uyum sağlama eğiliminde olduğu bilimsel bir gerçeklik olsa da günümüzde meydana gelen doğal olayların hem ortaya çıkışında hem de etkileriyle mücadele edilmesinde insan etkisinin çok önemli bir paya sahip olduğu da yadsınamaz bir gerçekliktir. Bu bağlamda yoğun nüfus baskısıyla karşı karşıya kalan orman alanlarının çevresinde özellikle Akdeniz iklim bölgesinde küresel ısınmanın yol açtığı uzun ve daha kurak yaz döneminde gerçekleşen orman yangınları geniş alanları etkilemektedir. Gerek yangın sırasında yangın şiddetinin etkisiyle toprak özelliklerinin değişmesine bağlı olarak gerekse yangın sonrasında yangına maruz kalan arazideki hâlâ ekonomik değere sahip olan ağaçların kesilmesi, taşınması ve arazinin yeniden ağaçlandırılmasına yönelik ilgili merciler tarafından uygulanan ağaçlandırma ve diğer silvikültür çalışmaları sonucunda arazinin tekrar yangın öncesindeki şartlara ulaşması onlarca yılı alabilmektedir. Bu çalışmada Türkiye'nin güneybatı kıyısında Akdeniz iklimi etkisindeki Güneybatı Toroslar'da yer alan Göcek'in kuzeyinde 10 Temmuz 2019 tarihinde meydana gelen orman yangını ile Antalya İli, Kumluca ilçesi, Adrasan kuzeyinde 24-29 Haziran 2016'da toplam 15 km2 ormanlık alanda etkili olan orman yangınından sonra arazide meydana gelen değişimlerin erozyon hızına etkileri Türkiye'de ilk defa serpinti radyonüklidleri yönteminden yararlanılarak tespit edilmiştir. Çalışmada bu yöntemin dışında yangın alanındaki jeomorfik özellikler ile yangın şiddeti arasındaki ilişkileri ortaya koymak amacıyla İHA (İnsansız Hava Aracı) kullanılmıştır. Ayrıca doğrudan arazi ölçümlerine dayalı olarak yersel ölçüm yöntemleri kullanılmıştır. Bunlara ek olarak, kullanılan farklı yöntemler arasındaki validasyonun da sağlanması açısından yersel LİDAR ölçümünden de yararlanılarak yüksek çözünürlüğe sahip nokta bulutlarından elde edilen verilerle de diğer yöntemlerden elde edilen sonuçların desteklenmesi amaçlanmıştır. Ayrıca ülkemizde yürürlükte olan mevzuatlar gereği orman yangınları sonrasında yanan arazilerin kısa sürede yanmış ağaçlardan temizlenmesini kapsayan boşaltma kesimi (ing. salvage logging) yoluyla arazinin doğal yapısının büyük ölçüde zarar görmesinin yol açtığı antropojenik tahribatın bitki örtüsünün yenilenme hızı üzerindeki etkisi, Antalya ili Alanya ilçesi Sapadere mevkiinde 30 Haziran-2 Temmuz 2017 tarihleri arasında yangına maruz kalan 20.7 km2'lik alana ait Spot uydu görüntüleri kullanılarak NDVI analizi ile ortaya koyulmuştur. Çalışmada serpinti radyonüklidleri yönteminin, sarp arazi koşullarında örnek alınmasının zorluğu dışında orman yangını geçirmiş arazilerde erozyon hızının tespiti açısından elverişli sonuçlar verdiği görülmüştür. Son yıllarda kullanımı ve teknolojisi hızlı bir şekilde artan İHA tabanlı ölçüm ve analiz teknolojilerinin erişilmesi güç alanlarda ve özellikle de dönemsel değişimlerin incelendiği çalışmalarda başarılı sonuçlara ulaşılmasını sağladığı görülmüştür. Yersel ölçüm yöntemlerinden istenilen sonucun alınabilmesinin ise kurulan düzeneklerin dış etkilerden azami ölçüde korunabilmesine bağlı olduğu ve ülkemizde orman yangını sonrasında uygulanan restorasyon çalışmalarında başvurulan yöntemler göz önüne alındığında yersel ölçüm yöntemlerinden sonuç almanın ülkemiz şartlarında oldukça zor olduğu tecrübe edilmiştir. Çalışma sonucunda, 2 yıl boyunca gerçekleştirilen arazi çalışmaları ve kullanılan metodlar ile gelecekte daha pratik ve hızlı sonuç verebilecek bir yöntem olarak serpinti radyonüklidlerinin orman yangını geçirmiş arazilerde meydana gelen erozyonun ölçülmesinde etkili bir yöntem olduğu ortaya koyulmuştur. Ayrıca İstanbul Teknik Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi'nin (Proje No: 41755) ve TÜBİTAK-2232 Uluslararası Lider Araştırmacılar Programı (Proje No: 118C329) desteği ile geliştirilen bu çalışma, ülkemizde henüz yaygınlaşmamış olan orman yangını geçirmiş arazilerde serpinti radyonüklidleri ile erozyon hızının tespit edilmesine yönelik çalışmalar için öncülük etmesinin yanı sıra çok yüksek çözünürlüklü topoğrafik modelleme ile alansal, hacimsel hesaplama çalışmalarının da entegre edilmesiyle bu alandaki çalışmalara ivme kazandırılabilecek ve farklı disiplinlerden araştırmacıları da bir araya getirebilecek bir çalışma olmuştur. Gerçekleştirilen çalışma ile orman yangını geçirmiş arazilerde meydana gelebilecek; erozyon, birikim, moloz akmaları ve heyelan gibi zamansal değişimlerin bölgesel etkilerinin incelenebileceği ve bu tür olayların yol açabileceği tehlikelerin öngörülebileceği ortaya koyulmuştur. Çalışmada özellikle yangın sonrasında yapılan boşaltma kesimleri ve takip eden iyileştirme çalışmalarının yangın sonrası gelişebilecek moloz akma tehlikesini neredeyse beş katı bir hızda artırdığı ve bitki örtüsünün doğal yenilenme süresini de olumsuz etkilediği sonucuna ulaşılmıştır.
Investigation of late holocene period vegetation and climatic changes of Gölbaşi basin based on palynological analysis

(Graduate School, 2024-06-12) Gökgöz, Dila Doğa ; Biltekin, Demet ; Eriş, Kürşad Kadir ; 602211001 ; Geodynamics

The Gölbaşı Basin is located in Adıyaman Province, SE Türkiye and there are three lakes within the basin, namely Gölbaşı, Azaplı, and İnekli. This thesis focuses on the palaeoenvironmental and palaeoecological changes in the Gölbaşı Basin which is one of the most important wetlands in southern Anatolia. For the first time, and palaeoenvironmental reconstruction was performed through high-resolution palynological data covering the late Holocene (> 3019 cal years) in the basin. Fossil pollen and non–pollen palynomorphs (NPPs) provide a complementary assessment for environmental monitoring, such as vegetation and climate changes, agricultural preferences, deforestation phases, animal husbandry, land-use change, trophic states of wetlands, and prey–predator relationships in the ecosystem. Scope of this thesis, palynological analyses were performed on two sediment cores obtained from Lakes Gölbaşı (GLB-01) and Azaplı (AZP-03) during the fieldwork of the TÜBİTAK-121Y287 project carried by İTÜ EMCOL Applied Research Centre. Analyses and observations were performed in the microscope laboratory at the Eurasia Institute of Earth Sciences and sedimentology and geochemistry laboratories in the East Mediterranean Centre for Oceanography and Limnology (EMCOL) Applied Research Center. The chronology of the cores was established based on AMS radiocarbon dating. Additionally, 53 species and 13 families were identified within the pollen assemblages, and 83 distinct non–pollen types were classified based on their taxonomic characteristics. According to palynological data, the dominance of cultivated plants, anthropogenic plants, cereal types, mega herbivore indicators, and open vegetation indicator fungal taxa indicates that intense human activity occurred around Lake Gölbaşı and Lake Azaplı during the late Holocene. In the GLB-01 core taken from Lake Gölbaşı, the abundance of Poaceae increased from the upper part of the Glb-1 pollen zone toward the top of the core with slight fluctuations. The presence of cultivated species such as Juglans (walnuts), Olea (olive), and Pistacia (pistachio) indicates agricultural practices in the vicinity of Lake Gölbaşı at 1915 cal years BP. The drastic decrease in the abundance of Cedrus (cedar), which is a relict plant in Anatolia, is probably related to human activity in the Glb-1 pollen zone. At the transition of the Glb-1 and Glb-2a pollen zones, increasing arboreal species and lake levels are probably associated with humid conditions. Additionally, this phase is supported by algae and micro herbivore taxa. At 85 cm, the decrease in abundance of herbaceous communities and lake level suggest arid climatic conditions. Additionally, agricultural practices were probably affected by dry conditions during this time interval. In the middle of the Glb-2b pollen zone, increasing drought-tolerant Mediterranean xerophytes such as Quercus ilex- coccifera, and Pistacia indicate another dry period. The uppermost pollen zone of the GLB-01 core shows abrupt changes in the non–pollen assemblages, indicating important environmental alterations associated with deforestation. The dominance of Glomus (a mycorrhizal fungus) in the core suggests that erosion processes were active in the basin and were associated with some dry climatic conditions, anthropogenic influences, and probably seismic activity. At the bottom of the AZP-03 core taken from Lake Azaplı, with increasing deciduous Quercus, the humidity increases (>3019 cal years BP). This humid phase is also supported by algae taxa and the lake level change curve. In the upper part of the Azp-1 pollen zone, the decrease in the abundance of arboreal pollens such as deciduous Quercus, Pinus, and Cedrus and the presence of some NPP assemblages inhabiting dead wood and leaf litter indicate that the deforestation phase during the early Iron Age was accompanied by arid conditions. However, in the following pollen zones until the uppermost zone, an increase in Pinus represents the presence of secondary forests as a result of decreasing human pressure on the forests after the early Iron Age. Concurrently, the existence of cultivated and anthropogenic species and mega herbivore indicators prove that human activity has occurred in the area. The presence of Juglans (walnuts), which is a cultivated species in Anatolia, has spanned more than the last 3019 cal years in the vicinity of Lake Azaplı. The earlier emergence of Juglans compared to its eastern counterparts such as Lake Van and Lake Hazar, is possibly related to its geographic position which is situated at the intersection of the Eastern Mediterranean and Iran-Turan phytogeographic regions and earlier human activity in the area. The upper parts of the Azp-2b and Azp-1 pollen zones are represented by abrupt changes with decreasing numbers of arboreal plants and an increasing number of herbs, similar to Lake Gölbaşı. An increasing number of algae taxa, such as Pediastrum simplex, Pediastrum duplex, Pediastrum boryanum, Pediastrum biwae, Cosmarium sp., Spirogyra sp., Scenesmus, and Staurastrum sp., are related to nutrient enrichment as a result of freshwater input to the catchment area and human-induced pollution in the basin during the late Holocene. Moreover, the NPP of Rotifera eggs, Acari (oribatida), tintinids, and Cladocera species including Bosmina longirostris, among the microherbivores increased with the nutrient and algae enrichment in the GLB-01 and AZP-03 sediment cores. However, in the uppermost part of the cores, the occurrence of algal blooms is likely related to water level rise, changes in lake chemistry due to urbanization, and increased waste. Additionally, the classification of algae taxa based on trophic state showed that Lake Azaplı has more eutrophic conditions than Lake Gölbaşı in the uppermost pollen zones. Based on these findings, a palynological assessment revealed important environmental changes during the late Holocene in the Gölbaşı Basin. Further investigations are needed to better understand the ecological role of non–pollen palynomorphs and to establish their transfer functions. In addition, since the study area is a tectonically active basin, the ecological history of the region should be compared with palaeoseismological studies, together with the new chronology to be created with extra 14C dates.
27 Eylül 2021 Girit depremi ve artçıları için derin öğrenmeye dayalı detaylı sismik kataloğun oluşturulması

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2024-06-26) Balkaya, Zeynep Nihal ; Özeren, Mehmet Sinan ; 602201009 ; Jeodinamik

Helen Dalma Batma Zonu ve Girit'de son yıllarda arka arkaya 6 ve üzeri büyüklüklerde depremlerin sık olmuş olması bu çalışmanın çıkış noktasını oluşturmaktadır. 27 Eylül 2021'de adada meydana gelen Mw 6.0 büyüklüğündeki depremi ve sonrasındaki artçıları incelemek amacıyla bir katalog oluşturulmaya karar verilmiştir. Girit Adası ve Helen Dalma Batma Zonu çevresinde 26 Eylül 2021 ve 31 Ocak 2022 tarihleri aralığında gerçekleşen depremler için derin öğrenmeye dayalı bir dedektör ve faz seçici olan EQTransformer ve kaynak konumu için faz tespitlerinin tutarlılığına dayanan bir kod olan REAL kullanılarak hassas bir deprem kataloğu oluşturulmuştur. Sismolojide sismik aktiviteyi izlemek için pek çok adım kullanılır. Geçmişte manuel olarak gerçekleştirilen bu adımlar günümüzde faz gelişlerini tespit etmek için tasarlanan algoritmalarla otomatik olarak gerçekleştirilmektedir. Sürekli sismik veriler içinde sismik olayın başlangıç zamanını tanıma, P ve S dalgalarının varış zamanını belirleme sismolojide çok önemlidir ve veri kümelerinin çok büyük olması sismolojiyi derin öğrenme uygulamalarına çok elverişli hale getirir. 27 Eylül 2021'de Girit adasında Arkalochori yakınlarında ada içinde aletsel dönemde kaydedilmiş en büyük deprem meydana geldi. Aletsel büyüklüğü Mw 6.0 olan ve adadaki normal faylardan Kastelli Fayı yakınlarında meydana gelen deprem 1 ölüme ve adada hasara neden oldu. Ana şoku aynı gün içinde 4 ve üzeri büyüklükte birçok artçı şok takip etti. Ertesi gün 5.3 Mw büyüklüğünde en büyük artçı şok yaşandı ve ilk birkaç gün yüzlerce deprem meydana geldi. Bu çalışmada daha ayrıntılı bir katalog oluşturmak ve dolayısıyla artçı depremleri daha detaylı tesbit etmek amacıyla ada ve çevresinde yer alan Hellenic Unified Seismological Network'e ait HC, HI, HL, HT ve GE ağlarına ait yedisi ivmeölçer, biri kısa periyot ve yirmi geniş bant olmak üzere toplamda yirmi sekiz istasyondan gelen sürekli dalga formlu MiniSEED formatında olan veriler için derin sinir ağı temelli yapay zeka tabanlı bir deprem sinyali dedektörü ve P ve S faz seçici olan EQTransformer kullanıldı. Bu işlemden sonra ise REAL (Rapid Earthquake Association and Location) ile daha önceden EQTransformer ile seçilmiş olan P ve S fazları birbirleriyle ilişkilendirilerek depremler tesbit edildi. Girit'e ait 1 boyutlu hız modeli ile bu tesbit edilen depremlerin yerleri Hypocenter programı ile konumlandırıldı. Sonrasında depremlerin lokal büyüklükleri (ML) hesaplandı ve böylece 23°-28.5° boylam; 34.5°-36.5° enlemlerini kapsayan 128 günlük bir katalog oluşturuldu. Böylelikle NOA ve ISC kataloglarına göre çok daha hassas bir deprem kataloğu elde edildi. Çalışmada EQTransformer ile oluşturulan katalogda 23°-28.5° boylam; 34.5°-36.5° enlemlerini kapsayan 128 günlük zaman aralığında bulunan deprem sayısı 14958'dir. Aynı zaman ve koordinat aralığı için bu sayı NOA kataloğunda 6341, ISC kataloğunda ise 6360'dır. Sonraki tüm kıyaslamalar ISC kataloğu ile yapılmıştır. EQTransformer ile oluşturulan katalog ve ISC kataloğunun ortak olarak bulmuş oldukları deprem sayısı 4004'dür. Yalnızca EQTransformer ile oluşturulmuş olan katalogda bulunan deprem sayısı 10954'dür. Sadece ISC kataloğunda bulunan depremlerin sayısı ise 2356'dır. 2'den küçük depremleri bulmada EQTransformer'ın oldukça başarılı olduğu görülmüştür. EQTransformer ile oluşturulan katalogda 2'den küçük depremlerin sayısı 10724'dür. Bu sayı ISC kataloğu için 3316'dır. Adadaki deprem ve artçılarını incelemek amacıyla EQTransformer ile oluşturulan katalog 34.9°-35.5° enlem ve 24.8°-25.8° aralığında daraltıldı. Bunun sonucunda EQTransformerın bulmuş olduğu deprem sayısı 13325, aynı koordinatlarda ISC kataloğundaki deprem sayısı ise 4818 oldu. Bu depremlerin EQTransformer ile oluşturulan katalogda bulunanların 10035'i 2'den daha küçüktür. ISC kataloğunda ise 4818 depremden 2832'si 2'den küçüktür. 3'den büyük depremlerin her iki katalogda ortak olarak daha kolay yakalanabildiği görülmüştür. Ada içinde her iki katalogda ortak olarak bulunan deprem sayısı ise 3601'dir. Depremlerin derinlik dağılımına baktığımızda ise ağırlıklı olarak 0-10 km'de meydana geldiğini ve ilk 20 km'de olduğunu görürürüz. 27 Eylül 2021'de saat 6:17'de meydana gelen Girit adasındaki deprem çözülen odak mekanizma sonuçlarına göre 25.25° boylam ve 35.18° enleminde, 4.1 km derinlikte, doğrultusu 229°, eğimi 43° ve atım açısı -73° bulunmuştur. Buna göre diğer çalışmalara benzer olarak Kastelli Fayı'nın Avli segmentinde Heraklion-Messara Havzasının yönelimine benzer olarak GGB-KD-GB-KD gidişli, neredeyse doğrultu atımlı normal fay olduğu sonucuna varılır. Bulunan sismisite dağılımı ile fayın yönelimi benzerlik göstermektedir. Böylelikle daha hassas bir deprem kataloğu oluşturulmuş ve ada içindeki ilk gün ve sonraki gün olan bazı depremlerin odak mekanizma çözümleri yapılmıştır.
Geochemical characterization of the metabasic rocks in the lower karakaya complex (Western pontides)

(Graduate School, 2024-07-05) Uçar, Tuğçe ; Topuz, Gültekin ; 602211005 ; Geodynamics

The Karakaya Complex covers extensive areas in the Sakarya Zone and is subdivided into two units such as the Lower Karakaya and Upper Karakaya complexes. The Upper Karakaya Complex is a strongly deformed, unmetamorphosed chaotic unit made up mainly of basic volcanic and volcanoclastic rocks, arkosic sandstone and limestone. The Lower Karakaya Complex comprises greenschist- to albite-epidote-amphibolite–facies metabasite, phyllite, marble, and minor serpentinite and metachert with locally preserved slices of blueschist and eclogite. There are mainly two opposite views on the formation setting of the Karakaya Complex such as (i) a back-arc rift basin that formed due to the southward subduction of the Paleotethys beneath the northern margin of Gondwana during the Late Triassic, or (ii) a subduction-accretion complex that formed to the southern margin of Eurasia by northward subduction of the Paleotethys during Late Triassic. The purpose of this study is twofold. The first purpose is to map the part of the Lower Karakaya Complex cropping out between Bilecik and Bozüyük towns (the Bozüyük Metamorphic Rocks) at the scale of 1/25.000 and to determine the rock assemblage and their mineral parageneses. The second purpose is to constrain the geochemical characteristics of the metabasic rocks in the Lower Karakaya Complex cropping out in areas such as Bandırma, Bursa, and Bilecik to understand their geodynamic formation setting. The Bozüyük Metamorphic Rocks comprise blueschist- and greenschist-facies rock assemblages involving metabasite, phyllite, marble and, minor serpentinite. The greenschist-facies metamorphism is retrograde with respect to epidote blueschist-facies, suggesting formation in a subduction zone. The age of the metamorphism is constrained as ≥ 200 Ma (Late Triassic) by 40Ar-39Ar stepwise dating of phengite. This age value in conjunction with Ar-Ar phengite data in the literature (201-215 Ma) suggests that a significant part of the Lower Karakaya Complex in the western Pontides, 30 km by 230 km, extending from Bandırma to the north of Eskişehir formed during the latest Triassic. About 80 vol.% of the metabasic rock in the Lower Karakaya Complex cropping out between the Bandırma to the north of Eskişehir show anorogenic alkaline to tholeiitic affinity similar to ocean island basalts (OIBs). About 10 vol.% of the metabasic rocks within the serpentinite slivers, interpreted as ophiolite fragments, are characterized by enriched mid-ocean ridge basalt (E-MORB) signature. Nearly 5 vol.% of the metabasite samples show normal mid-ocean ridge basalt (N-MORB) affinity, and the remaining metabasites are island-arc tholeiite (IAT). All these geochemical features conclusively demonstrate that the overwhelming part of accreted material originated in seamounts and the remaining part from related oceanic lithosphere (enriched and normal MORBs) and supra-subduction zone oceanic setting.
Paleoclimatology and glacial geochronology of the Western Taurus (Sw Türkiye) using comparative, relative and numerical methods

(Graduate School, 2024-07-26) Altınay, Onur ; Sarıkaya, Mehmet Akif ; 602192005 ; Geodynamics

Türkiye possesses a remarkable heritage of the Late Pleistocene glaciations, evident across almost all of its lofty mountainous. Numerous individual mountains, particularly in the Eastern Black Sea and Taurus mountain ranges, host most of these glacial landscapes. In the 20th century, many pioneering studies on Late Pleistocene glaciations were conducted by various researchers in Anatolia. However, it was not until the 21st century that a comprehensive understanding of the glaciers in both spatial and temporal dimensions became possible. Thanks to numerical dating techniques, we now know the temporal resolution of the glaciation. Among these methods, the Terrestrial Cosmogenic Nuclide Dating (TCND) has gained considerable popularity since the early 2000s. In this study, first I reviewed the existing records on glacial chronology in the SW Türkiye. Additionally, I employed TCND to elucidate and fill certain gaps in the glacial geochronology of the Western Taurus Mountains. Finally, I tested a calibrated dating technique known as Schmidt Hammer Exposure-Age Dating (SHD) on different lithologies in the region for a cross-validation of TCND ages. In the first part of this thesis, the Late-glacial to Holocene glacier chronologies in Türkiye are reviewed. Despite the extensive extent of Turkish glaciers during the Last Glacial Maximum (LGM), traces of glaciers from the Late-glacial period are notably scarce in Türkiye. Certain landforms have been evaluated as Late-glacial and/or younger, but solid evidence, such as numerical dating, has not been obtained. In this section, Late-glacial and Holocene glacial areas are identified based on their TCND chronologies. Most of these areas are part of the Taurus Mountains, including the Dedegöl Mountains, Geyikdağ, Bolkar Mountains, and Aladağlar. Younger Dryas advances are evident in these mountains, especially in Aladağlar. Erciyes Volcano is the only location outside the Taurus Mountains in this study. Generally, the Late-glacial to Holocene glaciers of Turkish mountains extend from 14.8 ± 2.9 ka to 1.0 ± 0.3 ka, with certain Early to Late Holocene ages. Evidence for Little Ice Age (LIA) glacier advances is rare in Türkiye. Despite the rich glacial chronology of the Taurus Mountains, there are still areas with well-developed glacial geomorphology but lacking a strong dating control. In this thesis, I examined two of these areas to reveal their glacial history. One of these areas is known as Mount Barla, situated in the northernmost part of the Western Taurus Mountains. Polygenetic and polycyclic processes play an important role in the origin of the glacial valleys of Mt. Barla. Glacial, karst, mass movement, and fluvial processes are intertwined, paving the way for glacial valley formations. The paleoglaciers here date back to 78.5 ± 17.6 ka (MIS5). It is also observed that there was a co-deglaciation between two different glacial valleys. The TCND ages indicate that these glacial retreats occurred around 42.1 ± 5.2 ka and 45.5 ± 6.8 ka (MIS 3). Despite the absence of an LGM deglaciation, the final glacial retreat dates back to 16.6 ± 2.6 ka (Late-glacial). Mount Davraz is another mountain with a well-established glacial geomorphology. However, this mountain has also lacked numerical ages until this thesis. It is located roughly 30 km south of Mount Barla, yet the paleoglaciers shaped this mountain's geomorphology in a notably different manner. The peculiar glacial geomorphology, considering its relatively small scale, is attributed to the existence of piedmont glaciers during the Late Pleistocene. The paleoglaciers within the cirques on the north-facing slopes, aligned in an E-W direction, were sufficient to support these piedmont glaciers. The paleoglaciers of Mount Davraz most probably benefited from strong southerly winds. These winds carried snow from the relatively flat top side to the north-facing slopes of the mountain. Consequently, the piedmont glaciers moved northward, extending over a northerly flat area and forming the Davraz paleoglacier. In this study, the remnants of this paleoglacier were dated using the TCND method. These remnants, known as "hummocky moraines," are common landforms formed after the disappearance of an ice sheet or a piedmont glacier. I utilized TCNs obtained from glacial boulders located on these moraines to calculate the latest deglaciation phase in Mount Davraz. The results indicate two periods: the Davraz paleoglacier began to retreat from east to west around 21.8 ± 2.4 ka (LGM) and completely disappeared around 17.7 ± 2.2 ka (Late-glacial). Finally, I utilized Schmidt Hammer Exposure-Age Dating (SHD) to evaluate its applicability on Mount Sandıras, Karadağ, and Akdağ, as part of the Western Taurus Mountains. I measured rebound values (R-values) from the glacial surfaces to assess surface hardness. These measurements were conducted on both dated ("control surfaces" with TCND ages) and undated surfaces (test surfaces), with each control and test surface forming a sample group. The primary objective of this approach was to ascertain whether serpentinized harzburgite (Mount Sandıras) and limestone (Karadağ and Akdağ) surfaces are suitable for SHD applications. While the method yielded partial success with Mount Sandıras samples, the results from Karadağ and Akdağ did not align with expectations. The SHD glacial chronology of Mount Sandıras exhibited a substantial fit with its TCND glacial chronology.
Dating and interpreting a firn core from the East Antarctic Plateau

(Graduate School, 2024-08-29) Sağol, Furkan Kaan ; Schwamborn, Georg Johannes ; Hörhold, Maria ; 602201003 ; Geodynamics

Detecting and understanding potential changes in annual mean temperature and accumulation rate at the East Antarctic Plateau is crucial to assess the sensitivity and future response of the Antarctic ice sheet to global warming. Due to the very low accumulation rate and its spatial variability, the interpretation of climate proxies from shallow firn cores with centennial to decadal time resolution is challenging. A major limitation is the available time resolution obtained by available dating approaches and a reliable assessment of its uncertainty. In this study, a 204 m long firn core, B56, drilled in 2017 on the East Antarctic Plateau, is analyzed. The major goal of this study is dating the firn core by combining different dating methods based on available density data, dielectric properties, and ion chromatography (of non-sea-salt sulfate) data. To utilize density, the Herron-Langway model is used for determining the depth-age relation. In this model, temperature and snow accumulation are assumed to be constant and the relationship between the snow density and the depth below the snow surface does not change over time. Depending on the accumulation rate used, the resulting age at 200 m depth varies between 6000 to 7200 years. Secondly, the dielectric profile and non-sea-salt sulfate concentration (nssSO42-) data are used for constructing another depth-age model, thereby matching prominent data peaks to known volcanic eruptions that have been recorded in the past. Here, the resulting age at 200 m depth is determined to be about 6200 years, which compares well to published age models of firn cores from the East Antarctic Plateau. In comparison, it is recognized that all age models are consistent within the upper 40 m (stretching over the past 1000 years), but the Herron-Langway model tends to overestimate the age at greater depths. It is proposed that the findings indicate changes of the accumulation rate in the past, leading to the offset in the Herron-Langway model (which uses a constant accumulation rate). However, by combining the dating methods, it is possible not only to provide a reasonable dating over the full firn core, but also to improve the time resolution of the derived age model. This will improve the interpretation of the climate proxies extracted from this firn core and may serve as a role model for other shallow firn cores from the East Antarctic Plateau.
Determination of pattern, timing and mechanism of the active tectonic deformation in the western flank of the Central Taurides

(Graduate School, 2024-09-02) Aykut, Tunahan ; Yıldırım, Cengiz ; 602202004 ; Geodynamic

The Central Taurides is located in the southern margin of the Central Anatolian Plateau and corresponds to the upper crust of the subduction between African and Anatolian plates, with a high relief of up to 2 km. This mountainous region has distinctive geomorphological features and presents a unique setting to investigate the mechanism of orogenic plateau margin development related to subduction and topographic evolution around the Eastern Mediterranean. Here, we combine new kinematic data from exposed fault planes, tectonic landforms from high-resolution digital elevation models, microstructural analysis and U-Th and U-Pb geochronology on syn-tectonic calcites to elucidate the pattern, mechanism and timing of active tectonic deformation in the western Central Taurides, above the Cyprus Subduction Zone. Our geomorphic analyses reveal a post-orogenic transient actively deforming topography. The geomorphic markers constrain long-term surface uplift pattern with a mean cumulative surface uplift of 1,710 ± 50 m and shows an increasing trend from west to east, from 1,600 ± 50 to 1,800 ± 50 m. Our results suggest a dome-like uplift pattern in the west-east direction across the southern margin that reaches up to maximum cumulative uplift values in the quadrangle of Alanya-Başyayla-Ermenek-Gazipaşa. Our kinematic measurements on the exposed fault planes reveal the presence of normal, strike-slip, and thrust/reverse faults, indicating a multiphase history of brittle deformation. Microstructural studies on syn-tectonic calcites show brittle deformation features such as microcracks, brecciation, and calcite twinlets, providing evidence of tectonic control over calcite precipitation. U-Th ages of fault-related calcites show continuous normal faulting from the Middle/Late Pleistocene to the Holocene due to NE-SW horizontal extension, with a conspicuous clustering at circa 450 ka, indicating a connection/coupling between deep-seated and surface processes. It suggests that extensional deformation and rapid surface uplift may occur concurrently, creating relief-bounding normal fault zones and high-relief dynamic landscapes on a short timescale in the overriding plates. The U-Pb carbonate geochronology of syn-tectonic calcite samples indicates three distinct phases of faulting from the Late Cretaceous to the Quaternary. Thrust/reverse faulting events, which represents the first faulting phase, were observed in the Late Cretaceous. The second faulting phase, strike-slip faulting, occurred from the Early Eocene to the Early Miocene with a clear cluster in the Oligocene. Normal faulting was the last faulting phase and is prevalent from the Early Miocene to the Quaternary. The Late Cretaceous thrust/reverse faulting could be associated with the collision of different tectonic blocks in Anatolia. The Oligocene strike-slip shearing in the region was probably driven by the convergence and collision of tectonic plates in Eastern Anatolia and the resulting block rotations in Southern Türkiye. The onset of normal faulting in the Early Miocene indicates a shift towards extensional tectonics during the Oligocene-Miocene transition, which continuous until the present day. The last faulting phase has been possibly driven by the coupling geodynamic processes such as slab retreat, slab deformation and mantle upwelling associated with convergence along the Cyprus Subduction Zone. Our findings have significant implications for understanding the morphotectonic evolution and post-orogenic deformation in the plateau margins and geodynamic evolution of the Eastern Mediterranean.

Gözat

Çıkarma tarihi ile LEE- Jeodinamik Lisansüstü Programı'a göz atma

Sayfa başına sonuç

Sıralama Seçenekleri