LEE- Jeofizik Mühendisliği Lisansüstü Programı

Bu topluluk için Kalıcı Uri

http://hdl.handle.net/11527/19323

Gözat

3-D velocity structure of the gulf of Izmir (Western Turkey) by using traveltime tomography

(Graduate School, 2022-11-07) Sağlam Altan, Zehra ; Gökaşan Ocakoğlu, Neslihan ; 505142401 ; Geophysical Engineering

The Gulf of İzmir and its surroundings in western Anatolia are under the influence of active continental extension characterized by crustal thinning, intense seismic activity, the high heat flows associated with volcanism, and geothermal activity. These features make this region attractive for both geothermal and hydrocarbon exploration activities. The study area and surroundings are well investigated in terms of the crustal-scale tomography studies however there are only a few moderate-scale tomography studies exist aiming to understand its velocity structure and stratigraphical architecture, even though there are basins with proven hydrocarbon and geothermal sources across western Anatolia. Structural and stratigraphical interpretations from previous studies are performed on the 2-D time-migrated seismic sections, which are far from depth environment illustration and reliable velocity information. These conventional velocity estimation methods are based on the Dix inversion in which a flat-layered earth model with no lateral velocity variation and small source-receiver offset values are assumed. However, the study area is way more complex than these assumptions. Therefore, the inversion of traveltimes of the reflected events in seismic data is adopted as a velocity estimation method. In this study, the first 3-D Neogene velocity-depth model of the Gulf of İzmir is obtained by using traveltime tomography. Pre-processing steps such as trace edit, muting out unwanted signals, filtering undesired frequency content, and gaining to remove the effects of wavefront divergence are applied to the raw shot gathers to be able to delineate reflection events on the pre-stack data and make the picking phase more accurately by removing the excessive background noise. This more pickable dataset contains 401352 seismic trace recordings from eleven multi-channel seismic lines collected in the NNW-SSE oriented outer Gulf of İzmir between offshore Foça and Karaburun. The resulting grids of traveltimes were then correlated with each other at the tie-points. Additionally, the conventionally processed data was re-interpreted in detail. Three main seismic stratigraphic units (SSU1-SSU3) were interpreted on the time sections. Three subunits (SSU1a, b and c) are also distinguished within the SSU1 seismic unit. These units are bounded above and/or below by the five horizons (H1-H5). Two unconformity surfaces between Upper Miocene-Pliocene and Pliocene-Quaternary sediments are marked. For the 3-D tomography analysis, the initial velocity for the water column is set to 1500 m/s. The velocity constraints for the following layers are chosen as follows: 1500-1780 m/ for SSU1a, 1500-2000 m/s for SSU1b, 1500-2400 m/s for SSU1c, and 1500-2800 m/s for SSU2 based on the conventional velocity analysis conducted by the previous studies. The initial depth values for the reflectors H1, H2, H3, H4, and H5 are chosen as 100, 150, 300, 550, and 900 m, respectively. The principle of minimum time that uses the analytical solution of Snell's law through an iterative procedure is used to compute the synthetic traveltimes and ray paths within a model. The velocity fields between horizons and the depth of the horizons are updated sequentially. An iterative optimization method called the Simultaneous Iterative Reconstruction Technique (SIRT) is used to update the velocity fields by traveltime inversion. The principle of minimum dispersion of the estimated reflection points is used to update the depth and shape of the interfaces. The final tomographic inversion is carried out by using staggered grids. This final high-resolution tomographic image has provided 3-D stratigraphical architecture and velocity distribution of the Gulf of İzmir in the depth domain. Five seismic stratigraphic units/subunits (SSU3, SSU2, SSU1a, SSU1b, and SSU1c) are traced along the study area. These seismic units and unit boundaries are calibrated by the Foça-1 well (drilled by Turkish Petroleum) on the Pre-Stack Depth Migration (PreSDM) section of Line-25. As a result of this calibration, the acoustic basement is associated with SSU3 consisting of tuffs, sandstones, limestones, and volcanics of the Lower-Middle Miocene Yuntdağ Volcanics. They terminate onto the north-dipping horizon H5 along the southern side of the basin, which displays highly variable topography with several depressions and high. It is marked as a major unconformity separating Miocene and older rocks from the Pliocene-Quaternary younger deposits with a depth of ~200 m in the southern sector and deepens to ~900 m in the mid-central sector constituting a basin. Then, it rises to 420 m forming ridges offshore both Foça and Karaburun Peninsula between 15 to 20 km in the central sector. These volcanic ridges bound the basin, unlike the rest of the western Anatolian grabens bounded by normal faults. The depth of the horizon H5 increases considerably in the northern part of the basin, ranging from 900 m (western flank) to 1400 m (eastern flank). The basin deposits have accumulated asymmetrically across the study area following the northwest dipping Miocene-Pliocene unconformity surface (H5). It consists of two asymmetric depressions developed in the northeastern and mid-central sectors. The thickest depocenter is in the northeast (up to ~1400 m) and thinning through the mid-central sector (~850 m) and southern (~140 m) sector, respectively. SSU2 lies on top of the acoustic basement and corresponds to the sandstones, limestones, volcanics, and shales of the Bozköy Formation and the limestones of the Ularca Formation, dating from the Late Miocene to the Pliocene. The deposition of this unit is mostly concentrated on the northeastern and the mid-central sector of the basin, where acoustic basement highs create small depressions. SSU2 comprises a 20-70 m sediment thickness in the SE offshore Uzun Island. The local depression zone in the mid-central part of the basin has ~580 m thickness, whereas SSU2 has ~40 m and ~260 m thicknesses in the eastern and the western flank of the central sector. SSU2 is rapidly thickening in the northern sector. The maximum thickness of ~790 m appears in the eastern flank of the northern sector, whereas thickness gradually decreases westward up to 20 m. SSU2 is separated from the overlying unit SSU1 by the horizon H4. This boundary defines the base of the Quaternary. The depth of H4 ranges from ~200 m to 480 m from southeast to northwest. Then, it dramatically deepens to ~860 m in the northern sector (through the outer gulf). It constitutes a small basin with a depth of ~520 m at the mid-central sector around Foça. H4 is overlaid by the Plio-Quaternary sediments. From Pliocene to Quaternary (SSU1), the depression in the mid-central sector shifted gradually towards the eastern flank of the central sector (~440 m) while the depression in the northeastern sector expanded northwestwardly (~620 m). These two depression areas are separated by the ridges of horizon H4 that mimics the basement high rising in the east-west direction. By contrast, the total thickness of the Plio-Quaternary sedimentary succession is thinning abruptly up to ~180 m towards the western flank of the southern and central sector of the basin following the rising basement. SSU1 comprises three seismic subunits (SSU1c, SSU1b, and SSU1a). The inclination of the subunits decreases from north to south and from bottom to top. A member of the Bayramiç Formation, SSU1c, is deposited on top of the SSU2, which is dated as Quaternary consisting of conglomerates at the base overlain by sandstones and shales above. The thickness of SSU1c is 20 m in the southern termination of the basin and gradually increases northwardly up to ~280 m. Above that, two other members of the Bayramiç Formation lie named SSU1b and SSU1a, separated by horizons H3 and H2. SSU1b also consists of a similar sequence of conglomerates, sandstones, and shales. The thickness of the SSU1b varies between ~100-300 m. SSU1b accumulates up to ~280 m in the eastern flank of the central sector, where the underlying horizon deepens. Horizon H2 represents the upper surface of the seismic unit SSU1b. SSU1a consists of Quaternary sandstones. It has a 40 m thickness in the southern sector, ~60 m in the central sector, and ~140 m in the northern sector. Finally, H1 is located on top of seismic unit SSU1a and represents the seafloor. The seafloor is smoothly deepened from south to north from ~45 m to ~125 m. The strike-slip faulting with generally compressional character (Karaburun Fault Zone and Urla Fault Zone) is the main reason for the recent deformation of both basement morphology and overlying sedimentary succession. Overall, the Gulf of İzmir is quite different than the surrounding grabens (such as Gediz and Bakırçay grabens) in terms of structural and stratigraphical configurations. Our results also provide the first 3-D velocity model reconstructed from the reflected arrivals of the sedimentary sequence boundaries for the whole outer Gulf of İzmir. The model is presented in a set of horizontal depth slices at different depths and vertical cross-sections displaying velocity variations through the study area. The significant low-velocity zones (LVZs) (1650Vp 1850 m/s) are seen in the horizontal depth slices and vertical cross-sections in the eastern flank down to ~500 m and along the northwestern part of the basin down to ~1 km. Another feature observed in the vertical sections is the presence of high-velocity zones (HVZs) (2150Vp 2350 m/s) between low-velocity zones in the mid-central and north-central sectors of the basin. This observation are supported by the P-wave velocity perturbation that defines the velocity deviations from the initial velocity obtained using the tomography results. The velocity variation seen in the eastern flank of the study area overlaps a lenticular structure that presents on both the time migrated and PreSDM section within the Bayramiç Formation. It has ~500 m length and ~90 m width and bounded by steeply dipping faults on either side. Amplitude anomalies appear to be present at both the upper and lower surfaces of the structure. AVO (amplitude versus offset) analysis, modeling, and seismic attributes showed the presence of possible Direct Hydrocarbon Indicators (DHIs) from the top and base reflectors of the established lenticular-shaped structure interpreted as bright and flat spots, respectively. Our observations suggest the presence of a reservoir within the Quaternary-aged Bayramiç Formation, which consists of conglomerates, sandstones, and shales. It is sealed by shales of the Bayramiç Formation and bounded by an unconformity at the base together with the strike-slip faults on both sides. Therefore, it is concluded that this trap is a structural-stratigraphic. The bounding strike-slip faults allow the migration of hydrocarbons from greater depths into the local reservoir. The presence of another LVZ on top of the reservoir along the strike-slip faults indicates the leakage breaching up to the seafloor. The fault-controlled LVZs in the Plio-Quaternary sediments of the Gulf of İzmir is interpreted as the indication of gas/fluid flow and heat transfer from a deeper source to the shallow surface. The depth information provided by this thesis will further increase our understanding of the link between 3-D stratigraphic architecture and the dominant tectonic forces, and it provides a solid foundation for future numerical simulation studies on the possible fluid/heat transport mechanisms. The P-wave velocity characteristics provided in this thesis will be used to detect the vertical and lateral velocity variations, which can be further used to discover possible dramatic lateral and vertical velocity variations indicating the links between faults (tectonic), fluid escape, gas occurrences (hydrothermal processes) and discuss potential geohazard risk beneath the Gulf of İzmir.
Derin öğrenme tabanlı yöntemler ile GPR görüntülerinde obje tespiti

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2023-06-22) Apaydın, Orhan ; İşseven, Turgay ; 505201403 ; Jeofizik Mühendisliği

Yer radarı (GPR) yakın yüzey yer altı araştırmaları için sıklıkla kullanılan bir elektromanyetik (EM) yöntemdir. GPR yöntemi üretilen bir EM dalganın yer içerisine nüfuz etmesi ve yer içerisindeki farklı EM empedansa sahip yapılar ya da süreksizliklerden yansıyan, kırılan ve direk gelen dalgalar alıcı anten tarafından elektrik akımlarına dönüştürülerek kayıt edilmesi esasına dayanır. Bir hat boyunca gerçekleştirilen GPR ölçümleri neticesinde B-tarama veya radargram olarak adlandırılan GPR görüntüsü elde edilir. İlk GPR araştırmaları buzul kalınlıklarının tespiti amacıyla yapılmış olmasına rağmen günümüzde özellikle gömülü boru vb. modern alt yapı elemanları arkeolojik kalıntılar, ağaç kök dağılımları, mayın tespiti, tünel, havaalanı, tren rayları vb. ulaşım altyapı araştırmaları, obrukların tespiti, ağaç gövdelerinin içerisindeki boşlukların tespiti gibi alanlarda tahribatsız bir yöntem olması dolayısı ile sıklıkla kullanılmaktadır. Yer içerisine gömülü objeler B-tarama görüntülerinde hiperbolik şekilli anomaliler olarak görünmektedir. Hiperbollerin geometrik özellikleri, objelerin yer yüzünden olan derinliğine, ortamın ve objenin dielektrik sabiti ve elektrik iletkenliğine, boyut ve şekillerine bağlıdır. Özellikle gömülü objelerin geometrik şekilleri ve fiziksel özellikleri, farklı yapıda hiperbolik anomalilerin oluşmasına neden olur. Araştırmaların amacına göre verilerin yorumlanmasında bu hiperbolik şekilli anomalilerin tespit edilmesi ve geometrik şekillerine göre sınıflandırılması önem arz eder. Görüntülerdeki objelerin tespiti ve sınıflandırılması derin öğrenme (DÖ) tabanlı yöntemler ile gerçekleştirilebilmektedir. DÖ yapay zekâ alanında en popüler yöntemlerden biri olup bilgisayar teknolojilerinin gelişmesi ile uygulama imkân ve kapsamları ilerlemiştir. Resimler üzerinde gerçekleştirilmek istenen obje tespit ve sınıflandırma uygulamalarında evrişimsel sinir ağları (ESA) metodu DÖ modellerinin içerisinde bulunur ve resimlere ait özellik çıkarımları yapılması sağlanır. Bu fikir ve yapılan araştırma ve geliştirmeler sayesinde ESA içeren DÖ yöntemleri türetilmeye başlanmıştır. En popüler DÖ tabanlı obje tespit ve sınıflandırma uygulamaları Faster R-CNN ve YOLO'dur. Bu iki metot kendisine askeri, tıp, havacılık ve uzay, jeofizik, uzaktan algılama, otonom araç teknolojisi gibi birçok disiplinde uygulama alanı bulmuştur. GPR görüntülerinde obje tespiti uygulamaları da bu yöntemler ile denenmiştir. Bu tez çalışması kapsamında farklı geometrik şekle sahip objelerin GPR görüntülerindeki hiperbolik şekilli anomalilerinin tespiti ve ardından bunların hangi geometrik şekle sahip olduğunu gösteren sınıflandırılmasının yapılması için DÖ tabanlı Faster R-CNN ve YOLO uygulamaları kullanılmıştır. DÖ yöntemleri ile obje tespit ve sınıflandırma uygulamaları için veri kümesi kritik bir öneme sahiptir. Bu tez çalışması kapsamında oluşturulan veri kümesi laboratuvar ortamında gerçekleştirilen GPR ölçümlerinden ve gprMax adlı EM dalga simülasyonu yapabilen açık kaynaklı program ile laboratuvar ortamında oluşturulan senaryolara benzer olarak türetilen modellerin simülasyonu sonucunda elde edilen sentetik verilerden oluşur. Laboratuvar ortamındaki ölçümler için vektör ağ analizörü (VAA) ve Vivaldi anten çifti kullanılarak bir GPR ölçüm cihazı oluşturulmuştur. VAA cihazı ile frekans ortamında sinyal üretip toplanabilmektedir. Tez çalışması kapsamında VAA cihazı 600 MHz ile 1200 MHz aralığında bir bant genişliği kullanılarak EM dalga üretilmiştir. Ölçüm cihazının hazırlanmasının ardından yapay bir yer altı modeli oluşturmak amacı ile ahşap bir masa kullanılmıştır. Burada 140 cm genişlik ve 4 cm kalınlığındaki ahşap masanın üst yüzeyi yer yüzü, masanın altında kalan ve araştırılacak objelerin konumlandırılacağı alan ise yer içi olarak kurgulanmıştır. Tez çalışmasındaki amaçlardan biri farklı geometrik şekilli objelerin GPR görüntülerindeki tespiti olduğundan dikdörtgen prizma şekilli, alüminyum folyo kaplı kutu ve silindirik şekilli demir çubuk masa altına farklı derinliklerde konumlandırılmıştır. Kutu ve demir çubuk çeşitli boyutlarda seçilerek veri kümesi genişletilmiştir. Laboratuvar ölçümlerinde iki farklı senaryo kurgulanmıştır. Bunlardan ilki 28 cm ve 40 cm genişlikte iki farklı dikdörtgen prizma şekilli kutunun masa altına farklı derinliklerde konumlandırılması ikincisi ise 2,5 cm ve 5 cm çapa sahip iki farklı silindirik şekilli demir çubuğun masa altına farklı derinliklerde konumlandırılmasıdır. Ölçümler için tasarlanan GPR cihazı ile masa üzerinde 120 cm uzunluğunda hat boyunca 2 cm'de bir radar ölçümleri gerçekleştirilmiş ve B-tarama görüntüsü elde edilmiştir. İlk ve ikinci senaryolar için toplamda 19 adet GPR verisi elde edilmiştir. VAA cihazı üretim amacı nedeni ile verileri frekans ortamındaki kayıt etmektedir. Frekans ortamındaki bu veriler ters ayrık Fourier dönüşümü (TAFD) kullanılarak 20 nanosaniye uzunluğunda B-tarama görüntüleri elde edilmiştir. Veri kümesini oluşturan diğer GPR görüntüleri ise gprMax programı ile oluşturulan sentetik verilerdir. Laboratuvar ölçümlerinde kullanılan objeler ve GPR ölçüm cihazı aynı EM ortam parametreleri ile birebir gprMax programında modellenmiştir. Simülasyonda oluşturulan yapay EM dalganın merkez frekansı 900 MHz olarak ayarlanmıştır. Laboratuvar ölçümlerine benzer olarak iki farklı senaryoda objeler farklı derinliklere konumlandırılarak 20 nanosaniyelik bir zaman dilimi simüle edilmiştir. Simülasyonlar sonucunda birinci senaryo için 50, ikinci senaryo için 50 adet olmak üzere toplam 100 adet sentetik GPR görüntüsü oluşturulmuştur. Veri sayısını arttırmak amacı ile DÖ yöntemlerinde gerçekleştirilen obje tespiti uygulamalarında sıklıkla kullanılan veri çeşitlendirme yöntemleri olan aynalama ve yeniden boyutlandırma teknikleri uygulanmıştır. Bu tekniklerin uygulanması sonucunda laboratuvar ölçümleri ve simülasyon ile elde edilen 119 adet GPR görüntüsü, toplam 357 adete çıkarılmıştır. DÖ tabanlı obje tespit uygulamaları görüntüler ve bu görüntülerde tespit edilmek istenen objelerin etiketlenmesi ile eğitilir. Elde edilen GPR görüntülerinde dikdörtgen prizma şekilli kutulara ait hiperboller "dikdörtgensel", silindirik şekilli objelere ait hiperbol yapılar "silindirik" olarak isimlendirilmiştir. Etiketleme işlemi tespit edilmek istenen objenin bir sınırlandırıcı kutu içerisine alınıp isimlendirme işlemidir. Etiketleme işleminin ardından veri kümesi artık DÖ tabanlı Faster R-CNN ve YOLO ağlarının eğitimi için kullanılabilir hale getirilmiştir. Faster R-CNN ve YOLO yönteminin bir veri kümesi ile eğitilmesi tespit edilmek istenen objelerin makine tarafından öğrenilmesi ve farklı bir veri görselinde bu objenin tespit edilebilmesi anlamına gelir. Yöntemler sonucunda yüksek doğruluk oranları ile GPR görüntülerinde farklı geometrik şekle sahip objelerden kaynaklı hiperbolik anomaliler tespit edilip bu anomalilerin hangi geometrik şekle sahip objelere ait olduğu tespit edilmiştir. Elde edilen sonuçlar neticesinde YOLO yöntemi kullanılarak bir GPR görüntüsünde obje tespiti ortalama 52.7 milisaniye sürmüş, Faster R-CNN ile bu süre 4,2 saniye sürmüştür. Eğitim sonucunda Faster R-CNN yönteminde sınıflandırma kaybı = 5,48E-03, konumlandırma kaybı = 3,97E-03, objesizlik kaybı = 5,11E-05, GOK_0.5 = 1, GOK_0.75 = 1 bulunurken YOLO yönteminde sonuçlar, sınıflandırma kaybı = 1,93E-04, konumlandırma kaybı = 1,54E-02, objesizlik kaybı = 7,24E-03, GOK_0.5 = 0.995, GOK_0.5:0.95 = 0.779 olarak bulunmuştur. Böylece YOLO kullanılarak GPR görüntülerinde daha hızlı obje tespiti yapılmıştır. Buna karşılık Faster R-CNN, görüntülerdeki objelerin tespitini ve sınıflandırmasını YOLO'dan daha doğru değerler ile gerçekleştirmiştir.
Elazığ - Sivrice ve Gezin civarının yeraltı yapısının gravite verileri kullanılarak modellenmesi

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2024-03-27) Aydın, Nedim Gökhan ; İşseven, Turgay ; 505172402 ; Jeofizik Mühendisliği

Doğu Anadolu Fay Zonu, Anadolu Levhası ile kuzeye doğru hareket eden Arap Levhası'nın çarpışmasıyla gelişmiş sol yanal doğrultu atımlı fay zonudur. Karlıova Üçlü Eklemi'nden başlayarak batı-güneybatı yönünde Kahramanmaraş'a ilerleyen ve buradan itibaren güney-güneybatıya doğru Hatay dolaylarında Ölüdeniz Fay Zonu ile birleşir. Fay zonu üzerinde geçmişte pek çok yıkıcı deprem meydana gelmiştir. Fay zonunun üretebileceği deprem potansiyelini gözler önüne seren en yakın örnek 6 Şubat 2023 tarihinde gerçekleşen Kahramanmaraş depremleridir. Doğrultu atımlı faylar üzerinde gelişen pek çok tektonik ve jeomorfolojik yapı bu fayların doğasına ve karakterine dair önemli ipuçları sunmaktadır. Fayların güzergahları boyunca oluşmuş büklümler, bindirmeler, çek-ayır havzalar gibi süreksizlik noktaları genellikle fay segmentlerinin sınırları olarak tanımlanır. Dolayısıyla söz konusu segment sınırları, doğrultu atımlı faylar üzerinde stresin en yoğun biriktiği bölgelerdir. Bu süreksizlik yapılarından biri olan çek-ayır havzalar, fayda meydana gelmiş bir sıçrama neticesinde oluşmuş genişleme bölgelerinde normal faylarla çevrelenen çukurluk bölgeler halinde şekillenir. Boyutları onlarca kilometreyi bulabilen havzayı sınırlayan faylar buradaki sıçramayı aşana kadar gelişimini sürdürür ve sonra atımlar ve morfolojik süreçler ile birlikte yavaşça yok olmaya başlarlar. Diğer bir deyişle çek ayır havzaların gelişiminin hangi aşamasında oldukları ile bulundukları bölgedeki stres birikimleri arasında bir ilişki olmalıdır. Bu tez çalışmasında Elazığ'daki Hazar Gölü ve civarında Doğu Anadolu Fay Zonu'nun yerel segmentleri üzerinde gelişmiş çek-ayır havzanın yanal sınırlar ve taban kaya derinliklerinin üç boyutlu geometrisi belirlenmeye çalışılacaktır. Söz konusu havzanın büyük ölçüde göl ve akarsu çökelleri ile dolu olması tabanı oluşturan ofiyolitik ve metamorfik taban kayalar ile belirgin bir yoğunluk kontrastı oluşturmakta ve bu nedenle gravite yönteminin kullanılması için elverişli hale getirmektedir. Ancak, Hazar Gölü ve çevresinde mevcut gravite verileri örnekleme aralığının çok geniş olması ve verilerin büyük kısmının interpolasyon ile doldurulmuş olması dolayısıyla havza modellemesi yapılabilmesi için yeterli çözünürlüğe sahip değildir. Söz konusu veri açığının kapatılması ve buradaki çek-ayır havzanın gravite yöntemi ile modellenmesi bu tez çalışmasının birincil amacıdır. Gravite verilerinin modellenmesi için çeştili yaklaşımlar mevcuttur. İki boyutlu kesitlerin modellenmesine yaygın olarak kullanılan bir yöntem olan Talwani yöntemi yeraltı yapılarının geometrilerinin tanımlanarak düz çözüm yoluyla bu yapıların geometrilerinin belirlenmesi şeklinde çalışır. Aynı yaklaşım üç boyutlu ortamlarda da çalışıyor olsa da yeraltındaki yapıların çok sayıda küçük modelleme elemanları ile ifade edildiği iteratif yöntemler daha sık kullanılmaktadır. Bu yöntemlerden biri Cordell-Henderson prizmalara ayırma yöntemi olup, yeraltındaki yapıların aynı genişlikte düşey dikdörtgen prizmalardan oluştuğu varsayılarak her bir prizmanın bir referans derinliğinden itibaren yüksekliklerinin hesaplanması ile çalışır. Gravite verileri gridlendiğinde veri noktaları arasındaki mesafe homojen olacağından modelleme elemanlarının geometrilerinin denk olması pratiklik sağlamaktadır. Ancak, sahada toplanan verilerin çoğunlukla muntazam bir karelaj izlemesi mümkün olmadığından, çalışılan saha içerisinde toplanan gravite verileri noktalarının dağılımları da homojen olmayacaktır. Bu durum interpolasyonla doldurulan sanal veri bölgelerine sebebiyet vereceği gibi, uygun seçilmeyen prizma genişlikleri dolayısıyla veri bulunmayan bölgeler için fazladan hesaplama yapılmasına da neden olabilmektedir. Söz konusu problemlere çözüm üretebilmek adına tez çalışması kapsamında alternatif bir modelleme yaklaşımı arayışına gidilmiş ve veri sıklığına duyarlı şekilde modelleme elemanı boyutlarının değiştiği bir modelleme yaklaşımı geliştirilmiştir. Cordell-Henderson yönteminde olduğu gibi yine prizmaların yüksekliklerinin değiştirilmesi ile iteratif olarak hesaplama yapılabilen yöntem modelleme elemanı sayısını veri sayısına göre ayarladığından gereksiz hesaplamalardan kaçınmakta ve çok daha hızlı ve tutarlı sonuçlar üretebilmektedir. Yöntem tez çalışması içerisinde "Düşey Prizmatik Polihedronlara Ayırma" olarak isimlendirilmiştir. Gerekli ön çalışmaların ve planlamaların tamamlanmasının ardından Hazar Gölü'nün batısındaki Sivrice ilçesi ile doğusundaki Gezin ilçesi dolaylarında saha çalışması yapılarak yeni gravite verileri toplanmıştır. Her iki ilçenin çevresinde ortalama 500 metre aralıklı dağınık noktalar şeklinde 300'e yakın noktada ölçümler yapılarak toplamda 600 noktaya yakın yeni veri elde edilmiştir. Sahaya ait önceki verilerde görülemeyen pek çok yapının gravite anomalileri elde edilmekle kalınmamış, aynı zamanda bölgedeki verilerin çözünürlükleri de en az beş katına çıkarılmıştır. Gerekli düzeltme ve indirgemelerin uygulanmasının ardından her iki çalışma sahası için ayrı ayrı Bouguer gravite anomalileri üretilmiş ve böylelikle yeraltı yoğunluk dağılımları, dolayısıyla da havzanın geometrisi ile ilgili yorumlama yapılabilecek haritalar çizilmiştir. İlk bulgular havza derinliğinin Gezin'den Sivrice'ye göre çok daha yüksek olduğu ve geçmiş verilerde seçilemeyen havza sınırlarının yeni veriler ile belirgin bir şekilde görülebildiği şeklindedir. Havzanın yanal sınırlarının izlenebilmesi için verilere ayrı ayrı yatay türevlerin genliği, analitik sinyal, tilt açısı gibi yaygın kullanılan sınır analizi teknikleri ile birlikte yakın zamanda geliştirilip yayına dönüştürülen (Aydın ve İşseven, 2023) Kayan Ortalama Farkları sınır analizi yöntemi de uygulanmıştır. Tüm yöntemlerden elde edilen sonuçlar daha sonra ampirik bir yaklaşım ile birleştirilerek havza sınırlarını işaret etmesi en muhtemel hatlar belirlenmiştir. Yanal sınırların belirlenmesinin ardından havzanın her iki sahasının altındaki geometrisinin belirlenmesi için uygulanacak ilk yöntem olan düşey prizmatik polihedronlara ayırma yöntemine geçilmiştir. Üretilecek olan modellerin düşey derinlik limitleri 350 metre ve 50 metre olarak belirlenmiş, her bir modelleme elemanının yoğunluk kontrastı aynı, sabit ve 0.2 g/cm3 olarak tanımlanmıştır. Her iki saha için de toplamda 5 iterasyon yapılarak modeller üretilmiş, modellerden hesaplanan gravite anomalileri ile gözlenen gravite anomalileri arasındaki RMS uyumsuzluğu 0.1 mGal'in altında bulunmuştur. Gezin sahasındaki havza derinliği (ortalama 200-250 metre arası) gravite anomalilerini destekler şekilde Sivrice'dekine (100-150 metre arası) kıyasla çok daha yüksek çıkmıştır. Bir sonraki adımda gravite anomalileri üzerinden kesitler alınarak Talwani yöntemi ile iki boyutlu modelleme yapılmıştır. Bu amaç doğrultusunda yeni verilerin toplandığı bölgelere odaklanan toplamda 16 kesit belirlenmiştir. Kesitlerin bulunduğu doğrultularda karşılaşılan jeolojik birimler tespit edilerek modelleme ortamına aktarılmıştır ve herbirine farklı yoğunluk kontrastı değerleri atanmıştır. Jeoloji haritasıyla uyumlu olacak şekilde her kesit düz çözüm ile ayrı ayrı modellenmiş ve 0.1 mGal RMS uyumsuzluğu hedeflenmiştir. Modellemede kullanılmak üzere hazırlanan yazılım, içerisine tanıtılan jeolojik birimlerin geometrilerinin el ile çizilmesine ve gerektiğinde Monte Carlo yöntemi ile modelin detaylı düzeltmelerinin yapılmasına imkân vermektedir. Kesitlerin modellemesinin tamamlanmasının ardından üretilen model geometrileri üç boyutlu eksen üzerine aktarılarak iki-buçuk boyutlu model görüntüleri elde edilmiştir. Ardından her bir yapı bu üç boyutlu ortamda interpole edilerek üç boyutlu blok modeller haline getirilmiştir. Bu yaklaşım kullanılarak Sivrice'de gnays, levha-dayk karmaşığı ve bazaltlardan oluşan temel kaya geometrisi ile Gezin'de ofiyolitlerden oluşan havza tabanının üç boyutlu görüntüleri üretilmiştir. Tez kapsamındaki son çalışma olarak Sivrice ve Gezin sahaları için üretilen taban modelleri, Hazar Gölü'nün altında göl batimetrisiyle uyumlu bir geometriye sahip olduğu varsayılan bir yüzey ile birleştirilerek tüm havzanın üç boyutlu görüntüsü elde edilmiştir. Üretilen model sahada varlığı bilinen faylarla ve ortamın rölyefiyle uyumlu olup, evrimini tamamlama aşamasında olan bir çek-ayır havzayı işaret etmektedir. Ortamdaki faylar ve derinliklerin ortalama dağılımları kullanılarak yapılan bir yorumlama ile havzanın farklı bölgelerinde meydana gelmiş atım miktarları da tespit edilmiştir. Çalışmanın tamamlanmasıyla havza taban kaya geometrisi ve DAFZ'nin bölgedeki etkileri ile ilgili belirgin ve çarpıcı sonuçlar elde edilmiştir. a) Havzanın Sivrice'deki batı sınırı Hazar Gölü'ne oldukça yakındır ve bunun muhtemel nedeni taban kayadaki değişim ile birlikte Doğu Anadolu Fayı'nın yan kollarının ana fay koluna bu bölgede bağlanıyor olmasıdır. b) Gezin'deki doğu sınır ise gölden çok daha geride olan Kartaldere'den daha doğuya uzanmaktadır. c) Gezin'deki taban derinliği Sivrice'dekinden çok daha fazladır. Bu durum aynı zamanda Gezin'de biriken sediman miktarının daha yüksek olduğu anlamına gelmektedir. d) Hazar Gölü'nün doğu kenarındaki derin havza yapısı göl tabanının asimetrik bir şekle bürünmesine neden olmaktadır. Gezin'deki sediman kalınlığının fazla olduğu göz önüne alındığında bu derin yapının aslında Gezin'in altına doğru devam ettiği çıkarımı yapılmaktadır. e) Sivrice tarafından göl içerisine akarsular aracılığıyla aktif olarak sediman taşınımı olduğu, Gezin tarafındaki akarsuların göle ulaşamadığı, Gezin'deki sediman kalınlığının birincil nedeninin bu olduğu çıkarımı yapılmıştır. f) Çalışmanın en sonunda üretilen blok modelde Doğu Anadolu Fayı'nın göl içerisindeki sıçramayı ve dolayısıyla çek-ayır havzayı tek parça olarak yarıp geçtiği ve çalışma sahası boyunca farklı miktarlarda atımın izlerini bıraktığı görülmüştür. Buna göre en yüksek atım Gezin tarafında olup 9 kilometrenin üzerindedir. Sivrice'deki atım 6 kilometre civarındadır. Göl içerisinde ise doğuda 3 kilometre, batıda 2 kilometre civarında atım mümkün görünmektedir. g) Doğu Anadolu Fayı'nın bölgeden tek parça halinde geçiyor olması burada bir segment sınırı olarak tanımlanan Hazar Gölü'nün artık bir süreksizlik olmadığını ve burada birikmesi beklenen stresin yan segment sınırlarına aktarıldığını göstermektedir. Bu durum özellikle üzerinde bir sismik boşluk olduğu bilinen Pütürge Segmenti için kritik önem arz etmektedir. Yapılan tüm çalışmalar bölgede varlığının son dönemlerinde olan çek-ayır havzanın geometrisini göstermekle kalmamış, bu gibi yapıların fay karakteri ile ilgili verdiği ipuçlarına dikkat çekerek bölgenin jeofizik önemini vurgulamıştır.
Helen Yayı üzerindeki derin depremlerin odak mekanizma çözümleri

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2023-01-12) Geçimoğlu, Nilsu ; Örgülü, Gonca ; 505191405 ; Jeofizik Mühendisliği

Dalma batma zonları sismoloji açısından oldukça önemli tektonik yapılardır. Dünya üzerindeki diğer dalma batma zonlarına kıyasla daha küçük bir alana sahip olan Helen Dalma Batma Zonu, ülkemizin sismolojik haritasını tamamlamak açısından incelenmesi ve anlaşılması gereken oldukça önemli bir yapıdır.Türkiye ile Yunanistan arasında kalan ve Ege Bölge'sinin tektoniğini birinci derecede etkileyen Helen Dalma Batma Zonu, Kuzeyde Adriyatik Denizi'nden başlayıp Güney Akdeniz'e kadar devam eder. Kuzey Afrika litosferinin, okyanusal Ege litosferi altına dalmasıyla oluşur. Kuzey Afrika litosferinin kuzeye doğru yılda 5 - 10 mm ilerlemesine karşın Ege litosferi güneybatıya doğru yılda ortalama 30 - 35 mm ilerler. Geçmişten günümüze bir çok çalışmanın konusu olmuş olan Helen Yayı detaylı olarak incelenmek istendiğinde genellikle batı, merkez veya doğu kısmı olarak ele alınmıştır. Helen Yayı'nın batı ve merkez kısımları ile ilgili bir çok çalışma olmasına karşın doğu kısmı ile ilgili araştırmalar nispeten daha az ve bulunan sonuçlar oldukça tartışmalıdır. Bu yüksek lisans çalışması Helen Yayı'nın doğu kısmına ilişkin bir yorum getirmek amacıyla hazırlanmıştır. Yapılan çalışmada, Helen Yayı bölgesinde 2010 – 2020 yılları arası gerçekleşmiş olan, deprem büyüklükleri 3.9 – 5.9 arası değişen depremlerin odak mekanizma çözümleri yapıldı. KOERİ ve diğer sismolojik ağlardan alınan veriler SAC (Seismic Analysis Code) formatına çevrildi. Odak mekanizmalarını hesaplamak için basit yöntemlerden biri olan P dalgası ilk hareketleri kullanıldı. SAC formatına çevrilen 3 bileşen sayısal verilerine P dalgası ilk hareket yönü işlendi ve FOCMEC programı kullanılarak olası odak mekanizma sonuçları hesaplanıldı. Elde edilen sonuçlarda Helen Yayı'nın doğu kısmının da kendi içinde çeşitli faylanma türlerine sahip olduğu görüldü. Yay'ın doğu kısmının derinlerde bariz bir sol yanal harekete maruz kaldığı gözlemlendi. Bu sol yanal hareketin yayın doğusunda kuzey batıya doğru dalan litosferin uzantısında olduğu düşünülmektedir.
Investigation of mantle kinematics beneath Turkey and adjacent regions based on seismological and numerical modelling

(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2020) Confal, Judith Maria ; Taymaz, Tuncay ; 652799 ; Jeofizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

Upper mantle dynamics (e.g. subduction processes, slab roll-back, slab tearing, and mantle upwelling) influence the tectonics of the Eastern Mediterranean region; however, a detailed understanding of the acting forces has remained elusive. Further progress requires more accurate measurements, not just of the surface kinematics (e.g. GPS measurements, Global Positioning System), but also of indirect indicators of kinematics throughout the lithosphere and convecting upper mantle from seismology. Robust quantification of the magnitude, location, and direction of seismic anisotropy can provide an orientation of present and prior extensional fields, as well as mantle flow patterns. In this PhD Thesis, three novel methods were used to investigate seismic anisotropy and P-wave velocity anomalies in the upper mantle. Separate and combined interpretations of the results and extensive discussions with available literature reveal new findings of mantle dynamics and tectonics in the Eastern Mediterranean region. For the first project, shear-wave splitting (SWS) measurements in the central and southern Aegean were performed. In addition to SKS-waves, direct S-waves (Reference Station Technique) were included in this research, which made it possible to use more observations and therefore get better and more reliable averages than some prior studies. This study was able to use on average 12 events per station, while common local SKS studies calculated splitting parameters with only one to five events. Splitting measurements exhibit mostly NNE-SSW oriented fast polarization directions (FPDs) and large time delays (TDs) at stations in the back-arc region of the Hellenic subduction system. At three stations close to trench FPDs are N-S directed. With the results from the splitting analysis at 35 stations and 81 events, directions of mantle flow, strain, and their strengths are interpreted. The study concluded that FPDs in the back-arc are mostly perpendicular to the trench and parallel to supra-slab mantle flow induced by the roll-back movement of the slab and its extensional regime in the Aegean with station-averaged TDs between 1.15-1.62 s. Due to the curvature of the trench, FPDs in the eastern Aegean and southwestern Turkey seem to be trench-parallel aligned. This could be related to sub-slab mantle flow or it might be influenced by the tearing of the slab in the upper mantle beneath this region. In the second project of this thesis, a numerical approach was used to model the mantle flow and anisotropy of the Eastern Mediterranean and Anatolian region. With complex non-steady-state 3D geodynamic modelling, the plate movement, mantle flow, transverse isotropy, and SKS splitting parameters for the regional subduction system were calculated. The modelled plate movements represent approximately the past 22 million years of the African, Arabian, and the oceanic plate subducting underneath a westward-moving Anatolian and an extending Aegean microplate. Implemented weak zones helped to initiate the detachments of the slab and allowed the slab to roll back. The model shows that tearing beneath southwestern Turkey, a break-off in the collisional regime of eastern Anatolia, as well as the retreat of the slab in the Aegean influence the strength and direction of the mantle flow and anisotropy. Similarities of measured and modelled SWS measurements made it possible to interpret and explain anisotropy data more in detail. SWS splitting parameters are mostly N-S oriented, perpendicular to the movement of the trench, similar to seismological observations, with the highest TDs in the back-arc region due to strong roll-back induced mantle flow. Close to the trench, the transverse isotropy pattern is complex, with vertical and horizontal components parallel and perpendicular to the trench. The influence on mantle flow and FPDs, related to the development of a tear and a break-off in the slab, is significant. The mantle flow appears to be faster through the slab windows and around the edges of the detached parts of the slab, where a circular pattern of strong mantle flow and anisotropy can be observed. At last, a P-wave tomography study of the Eastern Mediterranean region, focusing on the upper mantle, with a large data set was performed. Since strong anisotropy with complicated direction pattern is present in the region, especially due to the active subduction system, a method, first tested on synthetic models, was used to correct the models for anisotropy. The anisotropy of 3D mantle convection simulations and SWS measurements from the literature are taken as a priori constraints to correct P-wave arrival times. Isotropic inversions, as well as the models corrected for anisotropy, show the half-arc shape of the subducting slab in the Aegean, the detached slab in eastern Anatolia, and the slab appears to be fragmented in a few locations. A horizontal tear in western Greece, a deep and pronounced vertical tear in western Anatolia, and a sub-horizontal tear between the eastern and western Cyprian slab can be identified. The steeply dipping Aegean slab flattens around 410 km till the model depth boundary at 750 km and is connected to the Cyprian slab, which does not reach lower than 500 km. Beneath eastern Anatolia, high-velocity anomalies indicate the existence of some Bitlis slab fragments, while a shallow high-velocity anomaly in northern Anatolia (<150 km) might represent a remnant slab from a Neotethyan subduction process. Slow-velocity perturbations beneath volcanic region in central and eastern Anatolia are most probably related to upwelling mantle material. Spatially large first-order velocity perturbations are stable and similar in all three models, but small differences in geometry or strength can be detected when comparing the isotropic model with the anisotropy corrected models. Discrepancies in velocity perturbations reach up to 2% locally; however, the variance reduction only increases minimal, when correcting for anisotropy. It appears that the mostly homogeneous and horizontal anisotropy does not affect the inversion immensely, except in the active slab region, where anisotropy with a dipping and vertical axis of symmetry is present. Adding anisotropy from simple SWS measurements might not influence tomography results immensely due to the horizontal alignments of the splitting parameters. While the anisotropy retrieved from the numerical model allows vertical, multiple layers, and complex anisotropy patterns, the model might not represent the regional settings completely correct. Nevertheless, adding anisotropy enhances P-wave inversions and should be considered when interpreting velocity perturbations in regions with active or fossil subduction slabs.
Karadeniz'de gaz hidrat barındıran sedimanlarda sıcaklık ve akışkan akışının modellenmesi

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2025-01-09) Güvem, Bahar ; Doğan, Doğa ; 505211411 ; Jeofizik Mühendisliği

Gaz hidratlar, suyun (veya buzun) belirli sıcaklık ve basınç koşullarında küçük moleküllerle etkileşime girdiğinde oluşan kristal bileşiklerdir. Birim hacim başına gaz hidratlar yüksek oranda gaz içermektedirler. 1 m3 hidrat, atmosfer basınç ve sıcaklığında, ayrışarak 164 m3 serbest gaz (metan) ve 0.8 m3 su oluşturmaktadır. Gaz hidratların kararlılığını, davranışını ve çevresel etkilerini anlamak bu rezervlerin gelecekteki potansiyel enerji kaynakları olarak değerlendirilmesi açısından büyük önem taşımaktadır. Yapılan birçok çalışma, Karadeniz'in gaz hidrat oluşumu için uygun basınç ve sıcaklık koşullarına sahip olduğunu ortaya koymuş ve deniz sedimanlarında gaz hidrat varlığını işaret eden bulgular tespit edilmiştir Bu çalışmada, sonlu hacimler yöntemiyle çalışan ve gaz hidrat alanlarında kullanılabilirliği önceki çalışmalarla kanıtlanmış, bir Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) programı olan ANSYS Fluent tercih edilmiştir. Sayısal modelleme, Batı Karadeniz'deki Tuna Derin Deniz Yelpazesi'nden alınan sismik yansıma kesidi ve bölgeye ait jeolojik veriler temel alınarak gerçekleştirilmiştir. Referans alınan sismik yansıma kesidi, gaz hidratların olası bir göstergesi olan Tabana Benzeyen Yansıtıcıyı (Bottom Simulating Reflector (BSR)) sismik izi ve akış üzerindeki etkisinin incelenebilmesi amacıyla bir fay zonu içermektedir. Bu tez kapsamında referans sismik kesit modeli kullanılarak, iki farklı senaryo üzerinden gaz hidratların deniz sedimanlarındaki davranışları incelenmiştir. Gaz hidratların serbest gaz (özellikle metan (CH4)) ve yeraltı suyu ile kimyasal etkileşiminin incelendiği ilk modelde, metan gazının yeraltı suyu (H2O) ile reaksiyona girerek CO2 ve H2 üretmesine neden olan kimyasal süreçler ve zamana bağlı bu tepkime elemanlarının kütle oranlarındaki değişimleri simüle edilmiştir. Elde edilen bulgular, tepkime elemanlarının çözünme ve üretim sürelerinin; fay varlığı, deniz tabanı batimetrisi ve deniz sedimanlarındaki başlangıçtaki metan oranı gibi faktörlerden büyük ölçüde etkilendiğini ortaya koymuştur. Gaz hidratların rezerv sedimanlarda çimentolaşmasının çevre sedimanlara etkisini anlamaya yönelik gelişitirilen ikinci modelde, gaz hidratların gözeneklilik değerlerinin ve sedimanların geçirimlilik özelliklerinin, akışkan akışının ve sıcaklık akışının zamana bağlı nasıl değiştirdiği detaylı bir şekilde incelenmiştir. Elde edilen bulgular, akışkan akışı ve sıcaklık akışının; fay varlığına ve sedimanlar arası gözeneklilik ve geçirimlilik farkına bağlı olarak değiştiğini ortaya koymuştur. Her iki modelin sonuçları değerlendirildiğinde, gaz hidratların davranışının hem kimyasal reaksiyon süreçleri hem de fiziksel ortam özellikleri tarafından şekillendiği görülmektedir. Fayların varlığı, deniz tabanı morfolojisi, sedimanların geçirgenlik ve gözeneklilik özellikleri gibi faktörler, gaz hidrat kaynaklı süreçlerin zamansal dağılımını doğrudan etilemektedir. Bu sonuçlar, gaz hidratların potansiyel enerji kaynağı olarak değerlendirilmesi ve çevresel etkilerinin anlaşılması için kritik öneme sahiptir.
Kuyu içi (VSP) sismik verilerinin konvansiyonel olmayan yöntemlerle kömür aramacılığına yönelik entegre analizi

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2024-10-25) Cankurtaranlar, Ali ; Demirbağ, Mustafa Emin ; 505112401 ; Jeofizik Mühendisliği

Kuyu-içi sismik verilerinden elde edilen sıfır açılım düşey sismik profil atışları ile havzaya ilişkin sismik hızlar yüzey sismiği yöntemlerine göre daha doğru elde edilebilmektedir. Bu çalışmada, sahadan toplanan kuyu-içi sismik verilerinden faydalanılarak havzayı temsil eden gerçekçi bir sismik hız modeli oluşturulmuştur. Modelleme çalışmaları sonlu farklar algoritması kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Modelleme çalışması sonucunda üretilen gerçekçi hız modelinde yüzeyden 800 metreye kadar olan derinlikte P-dalgası hızları 600 m/sn ile 4000 m/s aralığında değişirken, S-dalgası hızları 346 m/s ile 2309 m/sn aralığında değişmektedir. Modelleme çalışmaları ile üretilen yapay sismogramlar, sahadan elde edilen atış verileri ile karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Soma havzasında bulunan derin kömür damarında (KM2) kanal dalgalarının yüzeyden uyarım mekanizması araştırılmıştır. Model ve saha verilerinde gözlemlenen kanal dalgalarının sunduğu faz ve grup hızı dispersiyon özellikleri analiz edilmiştir. Kömür damarının düşey yönde 5 ile 20 metre aralığında ötelendiği yer modellerinden elde edilen faz hızı spektrumlarında gözlemlenen dispersiyon genliklerinin ötelenme miktarıyla doğru orantılı olarak arttığı gösterilmiştir. Grup hızı spektrumları, Sürekli Dalgacık Dönüşümü yöntemiyle elde edilmiştir. Sürekli Dalgacık dönüşümü işleminde kullanılan 24 milisaniye uzunluğundaki zaman sönümleme parametresi ile en yüksek çözünürlüklü grup hızı spektrumu elde edilmiştir. Kanal dalgalarının gözlemlendiği kömür damarı içerisindeki tek alıcının analizinden elde edilen grup hızı spektrumunun, kömür damarını öteleyen süreksizlik ile alıcı arasındaki mesafenin bilinmesi halinde, kömür damarı kalınlığının tahmin edilmesinde kullanılabileceği gösterilmiştir. Gerçekçi hız modeli ile üretilen ve kömür damarı boyunca konumlandırılmış alıcılardan elde edilen yapay sismogramların çok kanallı analizinden elde edilen faz hızı spektrumunda gözlemlenen dispersiyon özelliği, benzer bir arazi uygulaması yapılabildiği takdirde kömür damarı kalınlığı hakkında kestirim yapılabileceğini göstermektedir. Soma havzasından elde edilen sürekli kuyu içi sismik kayıtları, arka plan gürültü sismik interferometri yaklaşımıyla ele alınmıştır. Sismik interferometri yaklaşımında alıcılar sanal bir atış noktasına dönüştürülmektedir. Bu yaklaşım ile, aktif bir sismik kaynağa ihtiyaç duyulmaksızın, 605 metre derinlikteki düşey bileşen alıcı sanal atış noktasına dönüştürülerek, sıfır açılım kuyu-içi sismik sanal atış topluluğu elde edilmiştir. Çalışma kapsamında geliştirilen özgün veri işleme akışı sunulmuştur. Ön spektral normalizasyon ile beraber uygulanan çapraz-ilişki ve çapraz-koherans yöntemlerinden elde edilen sonuçların birbirine yakınsadığı gösterilmiştir. Yığma sonrasında uygulanan spektral normalizasyonun cisim dalgalarını daha belirgin hale getirdiği gösterilmiştir. Ham veri setindeki aktif sismik kaynağın ürettiği sinyallerin bertaraf edilmemesi halinde, elde edilecek sanal atış topluluğunun hatalı sonuçlar içereceği gösterilmiştir. Arka plan gürültü sismik interferometri çalışmasından elde edilen sonuçlar modelleme ile üretilen yapay sismogramlar ve sahadan elde edilen vibrosismik atış verileri ile karşılaştırılmıştır. Tez çalışması kapsamında gerçekleştirilen modelleme çalışmaları sonucunda elde edilen hız modelinin anelastik soğurulma özelliklerini içerecek şekilde güncellenmesi amacıyla sahadan elde edilen atış verilerinin soğurulma analizi gerçekleştirilmiştir. Soğurulma özelliklerini belirlemek amacıyla üç farklı hesaplama yaklaşımından faydalanılmıştır. Bunlar, spektral oran, merkezi frekans yöntemi ve tepe frekansı yöntemidir. Öncelikle tüm frekanslarda sabit sismik kalite faktörüne sahip tek tabakalı bir yer modeli oluşturulmuştur. Bu model kullanılarak üretilen yapay sismogramlardan üç hesaplama yöntemi ile Q değerleri hesaplanmıştır. En iyi sonucun Tepe frekansı yönteminin verdiği belirlenmiştir. Sahadan aktif sismik kaynak ile elde edilen kuyu içi sismik verilerindeki sismik kalite faktörü üç hesaplama yaklaşımı ile tespit edilmiştir. Soma havzasının sunduğu tabakalanma yapısının sismik kaynak dalgacığının ayrımlılık sınırının altında değerlere sahip ince tabakalar içeriyor olmasından dolayı, alıcılar arasındaki bölümü temsil eden görünür Q değeri (Q=64) elde edilmiştir. Saha verilerinden hesaplanan Q parametresi kullanılarak güncellenen gerçekçi hız modelinden elde edilen sentetik sismogramların arazi verilerine yakınsadığı gösterilmiştir. Bu çalışma kapsamında ortaya konulan Soma havzası sismik hız modeli kullanılarak kömür damarlarındaki kanal dalgalarının oluşum mekanizması, sismik intreferometri ile sismik görüntüleme ve havzanın anelastik soğurulma özellikleri araştırılmıştır. Kömür damarı içerisindeki kanal dalgalarının yüzeyden uyarımına ilişkin ilk saha örneği tez kapsamında sunulmuştur. Bir kömür havzasında arka plan sismik gürültü interferometri uygulaması ve ilk kez bu tez kapsamında sunulmuştur.
Moment magnitude estimates in the Marmara Sea region (NW Turkey) inferred from modeling of coda waves

(Graduate School, 2022) Özkan, Berkan ; Eken, Tuna ; 706988 ; Geophysical Engineering Programme

Subduction of the African plate beneath the Anatolian plate in the Hellenic and Cyprus trenches, as well as collisional tectonics between the Eurasian and Arabian plates has led a westward motion of the Anatolian plate in the counter-clockwise rotation. Under these forces, Anatolia has been actively deforming along with two major shear deformation zone characterized by the North Anatolian Fault Zone (NAFZ) and East Anatolian Fault Zone (EAFZ). Western branch of the NAFZ is divided into two strands within the Marmara Sea located in the Marmara region. Even though the northern strand is linear southern strand is located at the transition zone from the shear to western Anatolian extensional deformation regime and this may result in a more complex faulting network at this part of the region. In general Marmara region hosting these two seismically active branches of the NAFZ poses the most industrial and populated settlement areas of Turkey such as Istanbul with more than 15 million habitants. Thus, a precise earthquake magnitude estimation is of utmost important for making a better seismic hazard assessment in Marmara region. In the present study, coda derived moment magnitude 𝑀𝑤−𝑐𝑜𝑑𝑎, was estimated for small-to-moderate earthquakes (2.5 ≤ 𝑀𝐿 ≤ 5.7 within a radius of 200 km) occurred between 2018 and 2020 in this region. We have used 6557 digital three-component waveforms recordings that were recorded at 121 seismic stations from these 303 local earthquakes. We established source displacement spectra obtained from a coda wave modeling approach in which the unknown source, site, and attenuation terms are simultaneously inverted. The forward prediction of coda waves was achieved considering acoustic Radiative Transfer Theory (RTT). The inversion procedure performed for several different frequency bands to obtain seismic moment 𝑀0, and thus the coda-derived moment magnitude 𝑀𝑤−𝑐𝑜𝑑𝑎 for each event. The use of coda waves in quantifying source properties of local earthquakes is advantageous mainly these scattered wavefields is less sensitive to source radiation pattern and directivity effects. Besides coda wave part can be more useful even if the seismogram is clipped in cases recording site within a close proximity to the earthquake. Resultant 𝑀𝑤−𝑐𝑜𝑑𝑎 values show significant similarities with previous studies and the local magnitude values reported by the KOERI. Eventually, this study presents an empirical relation between 𝑀𝐿 and 𝑀𝑤−𝑐𝑜𝑑𝑎 for Marmara region.
Numerical modeling of fluid and heat flow in southern North Sea: Investigating the role of faults and salt structures

(Graduate School, 2025-01-09) Orta, Deniz ; Doğan, Doğa ; 505211412 ; Geophysical Engineering

Determining how fluids and heat flow in the subsurface is crucial for exploring areas with geothermal potential. Thus, there are numerous geophysical, geological, and modeling research on this subject. The key objective of this thesis is to examine fluid and heat flow in the Southern North Sea along with their temporal variations and to understand the influence of the geological units, including faults and salt structures on this phenomenon. A numerical modeling approach was utilized for this objective to offer an understanding of the fluid dynamics and heat transfer within the region using ANSYS Fluent, a Computational Fluid Dynamics (CFD) software. The presence of faults and salt structures increases the contrast of various physical parameters in the region, suggesting that these structures will influence modeling outcomes, temperature distribution, and fluid flow. Thus, to characterize these structures and develop the two-dimensional real-earth model, extensive approaches were employed. The geometry of the main model has been established using offshore seismic reflection data from the Southern North Sea. After accurately creating the geometry, physical and hydraulic properties are assigned to the porous media serving as boundary and cell zone conditions. Parameters such as permeability, porosity, and thermal conductivity of the geological formations, as well as the temperature and pressure values at the model's boundaries, are included. Additionally, two test models (Test Model-1 and Test Model-2) were developed and computed in temporally and steady-state conditions, to analyze the behavior of the salt structures employing a consistent methodology. The test models are expected to establish a framework for the main model and will be compared with existing literature to validate the reliability of the modeling approach employed in this thesis. The results from both test models indicate that the presence of the salt structures has a great influence on fluid flow and temperature distribution throughout the region. The presence of salt, known for its high thermal conductivity, results in a significant thermal conductivity contrast with the adjacent geological units. As a result, models indicate higher temperatures reaching shallower depths, especially near the salt structure. An additional observation indicates that when the thermal conductivity of the salt increases, hot fluids reach shallower depths more quickly. Also, the program's reliability was shown by the outcomes of Test Model-2, which correlated with the current literature. The fluid flow and temperature distribution of the main model, along with their temporal variations, were subsequently obtained. The highest fluid flow velocity vectors were predominantly located in the fault since the faults have higher permeability. Thus, according to the results, faults act as conduits to help transmit the fluids in the subsurface. In addition, another key factor that affects the subsurface fluid and heat flow dynamics is salt structures. Due to the salt's high thermal conductivity, modeling results show that the fluids with higher temperatures move to shallower depths quickly, which is supported by test model results as well. Due to its low permeability and porosity, it allows a salt to function as a seal, which impacts the fluid dynamics in the region. In conclusion, it is demonstrated that faults and salt structures exhibit distinct differences from adjacent geological units in several physical parameters, including permeability and thermal conductivity. The model results indicate that underground systems influence the fluid and heat flow. Furthermore, computed numerical simulation results are expected to provide insights into the geothermal potential of the region and the fluid and heat flow dynamics.
Parçacık sürü optimizasyonu ile pareto yaklaşımının birleştirilerek çok amaçlı optimizasyon problemlerinin çözümü ve Çanakkale-Tuzla hidrotermal sistemin manyetotellürik verileri ile modellenmesi

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2020-12-11) Büyük, Ersin ; Karaman, Abdullah ; 505142402 ; Jeofizik Mühendisliği ; Geophysical Engineering

Jeofizik modelleme çalışmalarında veri ile model tepkisi arasındaki farkı optimize eden ve temeli optimizasyon algoritmalarına dayanan ters çözüm teknikleri yıllar geçtikçe ihtiyaca göre değişim göstermiştir. 1980'lerden itibaren genel olarak en küçük kareler yöntemi çoğu jeofizik ters çözüm modelleme çalışmalarında uygulanmaya başlanmıştır. Sonrasında temeli en küçük karelere dayanan birçok yöntem modelleme çalışmalarında kullanılmaya devam etmiştir. Ancak bu klasik ters çözüm modelleme yöntemlerinde doğrusal olmayan karmaşık modellerin doğrusallaştırma problemi de meydana gelmektedir. Son yıllarda doğrusallaştırmadan dolayı ortaya çıkan problemleri gidermek üzere türeve bağlı yöntemler ve türeve bağlı olmayan arama yöntemleri olmak üzere iki yöntem üzerinde durulmaktadır. Türeve bağlı yöntemlerin lokal minimumda kalarak global minimuma ulaşamaması ve karmaşık modellerin türevlerini elde etmede yaşanan sıkıntılar modelleme çalışmalarında her zaman zorluk oluşturmuştur. Ayrıca lokal minimumda tuzaklanma durumu şiddetli bir şekilde başlangıç modelinin doğruluğuna bağlıdır. Meta sezgisel ve akıllı global algoritmalardan biri olan parçacık sürü optimizasyonunun (PSO) karmaşık ve doğrusallaştırılması mümkün olmayan jeofizik modelleme çalışmalarında uygulanabilirliğini görmek adına bu tez çalışması gerçekleştirilmiştir. PSO algoritması kuş ve balık sürülerinin hareketlerinden esinlenerek geliştirilmiştir. Sürüdeki her bir birey parçacık olarak tanımlanmakta ve bu parçacıkların her biri birer modeli temsil etmektedir. Parçacıklar temsil ettiği model tepkisi ile veri arasındaki farkı gösteren amaç fonksiyonu uzayında yer almaktadır. Her parçacık diğerleri ile etkileşim halinde kalarak hız ve pozisyonlarını değiştirerek lokalde tuzaklanmadan global minimuma ulaşmaktadır. PSO'nun karmaşık modellerde dahi kullanılabildiğini görmek adına bir test çalışması gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmada modeli doğrusallaştırılamayacak bir denklemden hareketle madenlerde ortaya çıkan yer altı su düşüşü ölçümlerinden hidrojeolojik parametrelerin kestirimi gerçekleştirilmiştir. PSO, kendisi gibi global optimizasyon yöntemlerinden biri olan genetik algoritma ile çoğu çalışmada karşılaştırıldığından, test çalışmasından elde edilen sonuçlar her iki yöntemde karşılaştırılmıştır. Bu test çalışması sonucunda her ne kadar model denklemi oldukça karmaşık ve doğrusallaştırılması mümkün olmasa bile PSO ile başarılı bir şekilde sonuca ulaşılmıştır. Ayrıca PSO'dan elde edilen sonuçlar genetik algoritmaya göre daha hızlı yakınsama göstermekte ve parametre kestirimi daha güvenilir bir şekilde sonlandığı görülmektedir. PSO sayesinde başarılı sonuçlar elde ettikten sonra jeofizik birleşik ters çözüm çalışmalarında nasıl bir işlevi olacağı üzerinde durulmuştur. Birleşik ters çözüm modelleme çalışmaları çok çözümlülüğü azaltmak için farklı fiziksel hassasiyetleri olan veri kümelerinden hareketle ortak bir modelin üretilmesine dayanan modelleme yaklaşımıdır. Çok amaçlı optimizasyon olarak da adlandırılan birleşik ters çözümde, birden fazla veri setinin minimizasyonunu sağlanacağından amaç fonksiyonu uzayı da birden fazla eksenle ifade edilmektedir. Bu durumda çözümler arasında ödünleşim denen, bir veri setinde kazanç oluşturan minimizasyon sağlanırken diğerinde kayba sebep olan maksimizasyon durumu gerçekleşir. Bu durumda farklı veri gruplarına uygulanan ağırlıklandırma oldukça sübjektif olmaktadır. Bununla birlikte verilerin kalitesi ile birlikte değişen güvenilirlikten dolayı uygulanacak ağırlıklandırma miktarı da kestirilememektedir. Bu çalışmada Pareto optimalite yaklaşımı ile ağırlıklandırmaya gerek duymadan farklı veri setlerinin hem ortak hem de bireysel en iyi çözümleri elde edilebileceği düşünülmüştür. Bunun için PSO yöntemi Pareto optimalite yaklaşımı ile entegre edilerek Pareto PSO için ikinci bir test çalışması daha gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmada farklı hassasiyetleri olan Rayleigh dalgası dispersiyonu ve yatay/düşey spektral oran eğrilerinden oluşan sismolojik veriler kullanılmıştır. Hem sentetik hem de saha verisi üzerinde uygulanan bu çalışmanın sonucunda oldukça uyumlu sonuçlar elde edilmiştir. Ağırlıklandırmaya gerek kalmadan farklı hassasiyetleri olan bu iki veri grubunun hem ortak çözümü hem de veri setlerinin bağımsız en iyi çözümleri başarılı bir şekilde elde edilmiştir. Bu test çalışması literatürde Pareto PSO'nun böyle sismolojik veriler üzerinde uygulandığı ilk çalışma olmuştur. Ayrıca çalışmanın başarılı bir şekilde uygulanması için yeni bir arama uzayı yaklaşımıda tanımlanmıştır. Jeolojisi ve hidrotermal sistemi oldukça karmaşık olan Çanakkale-Tuzla jeotermal sahasında alınan manyetotellürik verilerinin klasik ters çözüm teknikleri ile modellenmenin oldukça sıkıntılı olacağı düşünülmektedir. Çünkü literatürde manyetotellürik verilerinin modellenmesinde kullanılan yöntemler de genellikle türev bazlı, başlangıç modeline bağlı kalan ve lokal minimumda tuzaklanan algoritmalardan oluşmaktadır. Ancak bu çalışma da manyetotellürik saha verisine uygulanacak PSO yöntemi sayesinde de bu sıkıntılardan bağımsız sonuçlar elde edileceği öngörülmüştür. Öncelikle PSO ile bir boyutlu modelleme gerçekleştirilerek çalışma sahasındaki hidrotermal sistemin en iletken yapısı olan örtü kayaç yapısı ortaya koyulmuştur. Sonrasında bir boyutlu PSO modelleme sonuçları referans alınarak Pareto PSO ile farklı hassasiyetlere sahip manyetotellürik TE ve TM modları kullanılarak birleşik ters çözüm ile iki boyutlu modelleme yapılmıştır. Uygulanan iki boyutlu modelleme sonucunda ise çalışma sahasındaki hidrotermal sistemin bir diğer bileşeni olan fay/kontak yapıları belirlenmiştir. Modelleme aşamalarında klasik MT modelleme çalışmalarında kullanılan empedans tensöründen ziyade faz tensörü kullanılmıştır. Böylece empedans tensörlerinde gözlemlenebilen bozunumdan bağımsız faz tensör verileri kullanılarak daha güvenilir model sonuçları elde edilmiştir. Bu tez çalışması sonucunda PSO ve Pareto PSO'nun jeofizik modelleme çalışmalarında rahatlıkla kullanılabileceği görülmektedir. Başlangıç modeline bağlı kalmayarak lokalde tuzaklanmayan, türev ve doğrusallaştırma olmadan global çözüme ulaşan PSO ile tüm jeofizik veriler modellenebilecektir. Ayrıca Pareto PSO sayesinde birleşik ters çözüm çalışmalarında ağırlıklandırmaya gerek kalmadan hem verilerin bağımsız en iyi çözümleri hem de ortak en iyi çözümü güvenilir bir şekilde elde edilebilecektir.
Saçıcıların elastik dalga saçılımı ile görüntülenmesi

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2023-04-26) Harmankaya, Utku ; Şişman Kaşlılar, Ayşe ; 505122402 ; Jeofizik Mühendisliği

Sismik yöntemler ile yeraltı yapılarının incelenmesi, yer içinde yayılan sismik dalgaların yansıma, kırılma, saçılma ve dispersiyon özellikleri üzerinden değerlendirilmesi ile yapılmaktadır. Yeraltı yapılarının geometrik ve fiziksel özelliklerinin kestiriminde, kayıt edilen sismik dalga alanları üzerinde uygulanan veri işlem, görüntüleme, düz ve ters çözüm tekniklerinden faydalanılmaktadır. Çalışmanın amacına ve ölçeğine bağlı olarak yeraltının yüzeye yakın veya derin kısımları incelenebilir. Yeraltında süreksizlik teşkil eden yapıların sismik yöntemler ile araştırılmasında sıklıkla saçılmış dalgalar kullanılmaktadır. Sismik saçılma, yer içerisinde ilerleyen sismik dalganın baskın dalga boyu ile yeraltında bulunan saçıcının boyutlarının birbirine yakın olduğu koşullarda gerçekleşir. Yeraltı saçıcılarına örnek olarak, tüneller, doğal veya insan yapımı gömülü objeler, boşluklar, yüzeye yakın derinliklerdeki magma sokulumları, sediman havzalar gibi yapılar verilebilir. Bu tür saçıcılardan kaynaklanan saçılmış cisim ve/veya yüzey dalgaları ile de bu yapıların özellikleri incelenebilir. Sediman havzalar petrol, kömür gibi fosil enerji kaynakları, magma sokulumları ise jeotermal kaynaklar açısından önem taşımakta olup, boşluk ve tünel benzeri doğal veya insan yapımı yeraltı yapıları ise bina, yol, tünel, demiryolu ve benzeri inşaat çalışmaları açısından tehlike oluşturabileceği için önem taşımaktadırlar. Bu nedenle, yapılar için tehlike oluşturan yüzeye yakın saçıcıların tespiti ve karakterizasyonu çevre risklerinin azaltılması ve can, zaman ve ekonomik kayıpların önlenmesi açısından önemlidir. Bu tez çalışması ile amaçlanan, yer içerisinde bulunan yüzeye yakın saçıcıların Lamé ve yoğunluk kontrastlarının birlikte kullanıldığı bir sismik modelleme (düz çözüm) ve görüntüleme (ters çözüm) tekniği geliştirmektir. Burada kullanılacak olan yöntem daha önce sadece yoğunluk kontrastları için geliştirilmiş olup, bu çalışmada Lamé parametre kontrastlarının da eklenmesiyle genişletilmiştir. Sismik dalga yayılımı ortamın katı, sıvı veya gaz gibi fiziksel durumundan etkilendiği gibi, kayacın boşluk oranı, akışkan içeriği, gömülü olduğu derinlik gibi özelliklerinden de etkilenmektedir. Lamé ve yoğunluk kontrastlarının birlikte modellenmesi ve sonrasında ters çözüm ile kestirimi, saçıcının petrofiziksel özellikleri ile ilişkili olan Poisson oranı, Young modülü, Bulk modülü gibi bilgilerin ve sismik hız bilgilerinin elde edilmesine olanak sağlayabilmektedir. Bu bilgiler, saçıcının içinde gömülü bulunduğu artalan ortama göre olan fiziksel yapısı (zayıf/güçlü, boşluk/boşluk olmayan vb.) hakkında detaylı bilgi verebilir. Bu nedenle saçılmış dalga alanının, yoğunluk ve Lamé parametrelerinin birlikte dikkate alınarak modellenmesi ve ters çözümü saçıcının hem petrofiziksel özelliklerinin hem de konumunun daha doğru şekilde kestirilmesine katkı sağlayabilir. Tez çalışmasının ilk aşamasında, mevcut durumda saçıcıları sadece yoğunluk kontrastı ile tanımlayan modelleme tekniğinin Lamé parametre kontrastları eklenerek genişletilmesi ele alınmıştır. Kullanılan yöntem, yatay tabakalı ortamda elastodinamik dalga yayılımının Born yaklaşımı ile modellenmesine dayanmaktadır. Dalga alanının integral ifadesi ile hesaplanmasına dayanan bu modelleme tekniğinde, saçıcının gömülü olduğu yatay tabakalı ortamda yayılan dalga alanı iki ayrı dalga alanının toplamı olarak hesaplanmaktadır. Bunlar, saçıcının olmadığı durum için doğrudan ve saçıcının olduğu durum için saçılmış dalga alanlarıdır. Born yaklaşımı nedeniyle, saçılmış dalga alanının hesaplanmasında saçılma her bir saçıcı için tekil saçılma olarak hesaplanmakta, saçıcılar arası çoklu saçılmalar ise ihmal edilmektedir. Green tensörlerinin hesaplandığı modellemelerde, gereken tensörlerin her bir modelleme süreci için baştan hesaplatılabildiği alışılagelmiş modelleme akışı kullanılabildiği gibi, söz konusu tensörlerin önceden bir tablo halinde hesaplatılıp daha sonraki modellerde tablodan çağrılmaları da mümkündür. Bu tabloların kullanımı modellemeleri önemli ölçüde hızlandırsa da artalan parametrelerini ve modelin maksimum uzunluğu ve derinliğini de sabitlemektedir. Bu tez çalışmasında gerçekleştirilen bütün modelleme ve görüntüleme çalışmalarında önceden hesaplanmış Green tabloları kullanılmaktadır. Tez çalışması kapsamında Lamé parametrelerinin türetimlere eklenmesinden önce Fortran 77 kodlarından oluşan orijinal program Fortran 90/95 standardına geçirilmiştir. Programın güncel hesaplama sistemlerinden daha iyi faydalanabilmesi için paralel programlama tekniklerinden de faydalanılmıştır. Lamé kontrastlarının integral ifadelere eklenmesinin ardından, programın doğru sonuç verdiğini teyit etmek için mevcut bir sonlu farklar modelleme programının ürettiği sismogramlar ile kıyaslamalar yapılmıştır. Her iki programda da yarı sonsuz ve tabakalı ortam içine gömülü ve her üç parametrede de kontrast veren saçıcılı modeller için elde edilen sismogramlar iz bazında karşılaştırılmış ve her iki programın da sonuçları arasındaki benzerliğin yüksek olduğu gözlenmiştir. Bu çalışmada geliştirilen modelleme kısmına Lamé parametrelerinin eklenmesi ile birlikte, yüzeye yakın saçıcılar için her bir parametre kontrastının saçılmış dalga alanı üzerindeki etkisini incelemek için ayrıca modelleme çalışmaları da gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, üç parametre içinde yüzey dalgalarının baskın olduğu sismogramlarda en az etkinin λ parametre kontrastına ait olduğu görülmüştür. Bu gözlem yüzeye yakın saçıcılar için yapılacak görüntüleme çalışmalarında izlenecek yol için önem taşımaktadır. Ayrıca, yüzeyde bulunan bir kaynak-alıcı çifti için her bir parametre kontrastının duyarlılık çekirdekleri (sensitivity kernel) hesaplanmış ve kesitler olarak grafiklenmişlerdir. Bu çekirdeklerden her bir parametre kontrastı için saçıcının konumu ve derinliğinin ters çözüme olan etkisi irdelenmiştir. Tezin ikinci aşamasında, programın ters çözüm kısmı da öncelikle programlama tekniği açısından benzer bir şekilde geliştirilmiştir. Ters çözüm tekniği olarak iteratif eşlenik gradyan yöntemi kullanılmaktadır. Burada kullanılan iteratif ters çözüm şeması, farklı parametre cinslerini (yoğunluk ve Lamé parametreleri) aynı anda güncelleyecek şekilde genişletilmiştir. Programda birden fazla parametre kontrast cinsi için ters çözüm yapmak amacıyla yüzeye yakın bir ve iki saçıcılı yarı sonsuz modeller için ters çözüm denemeleri gerçekleştirilmiştir. Bir saçıcılı modelde, yoğunluk ve Lamé parametrelerinde %10 kontrast veren ancak bu parametrelerdeki aynı oranda kontrasttan dolayı sismik hızlarda kontrast göstermeyen bir saçıcı kullanılmıştır. Bu, yeraltı yapıları ile ilgili araştırmalarda karşılaşılabilen ve sismik hızlarda zayıf kontrast veren ancak yoğunluk ve Lamé parametrelerinde yüksek kontrastlı yapıları temsil eden bir model olup, yöntemin Lamé parametrelerini kestirmesinin olası bir avantajını da göstermektedir. İki saçıcılı modelde ise saçıcılar içi hava ve su dolu olmak üzere yüksek parametre kontrastı verecek şekilde ayarlanmışlardır. Her iki modelde de ters çözümler her bir parametre için ve parametre çiftlerinden oluşan birleşimler için (ρ-λ, ρ-μ ve λ-μ olacak şekilde) yapılmışlardır. Elde edilen sonuçlarda, tek saçıcılı model için üç parametrede de kontrast oluşturan saçıcının sadece tek parametre ile ters çözümlerinde yoğunluk (ρ) ve μ parametreleri ile saçıcı konumu kestirilebilmiş ancak gerçek parametre kontrastları elde edilememiştir. İki saçıcılı modelde ise saçıcı konumu kestirimlerinde ancak sınırlı bir başarı elde edilmiştir. λ parametresi için yapılan ters çözümlerde ise saçıcı konumun da kestirilemediği görülmüştür. Bunlara karşılık, çift parametreli ters çözümlerden elde edilen sonuçların genel olarak daha iyi olduğu görülmüştür. İki saçıcılı model de her ikisinin de konumlarının başarıyla kestirilebildiği bu örnekler arasında en iyi sonuçların ise ρ-μ parametre çiftinden elde edildiği görülmektedir. Genel olarak, kontrast olarak Born yaklaşımına uymayan saçıcılar (özellikle de iki saçıcılı modeldekiler) için başarılı konum kestirimleri gerçekleştirilmiş ancak gerçek parametre kontrast değerleri yaklaşık olarak kestirilmiştir. Buna karşılık, özellikle iki saçıcılı modelde saçıcıların kontrast parametreleri arasındaki fark ilişkisinin sonuçlara yansıdığı görülmektedir. λ parametresi ile konum ve kontrast kestirimlerinden genelde iyi sonuç alınamamasının nedeni de modelleme kısmında incelenmiş olan izlerden ve duyarlılık çekirdeklerinden görüldüğü üzere parametrenin yüzey dalgalarına olan göreceli sınırlı katkısıdır. Bu tez çalışması ile saçıcıların konumlarını, hacimsel koordinatlarını (şekli) ve Lamé ve yoğunluk kontrastlarının belirlenmesini sağlayacak bir görüntüleme tekniği elde edilmiştir. Sismik hız kestirimleri için de geliştirilebilecek bu yöntem için tez çalışmasında verilen örnekler mühendislik ölçeğinde yüzeye yakın saçılma örnekleri olup yöntem daha büyük ölçekli sismolojik çalışmalara da genişletilerek uygulanabilir.

Gözat

Başlık ile LEE- Jeofizik Mühendisliği Lisansüstü Programı'a göz atma

Sayfa başına sonuç

Sıralama Seçenekleri