Jeofizik Mühendisliği Lisansüstü Programı - Doktora

Bu koleksiyon için kalıcı URI

Gözat

Son Başvurular

Şimdi gösteriliyor 1 - 5 / 13
  • Öge
    Akçakoca-Cide Karadeniz yamacı deniz yansıma sismiği verilerinin işlenmesi ve bölgenin aktif tektoniği açısından yorumlanması
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2020) Önal, Kemal Mert ; Demirbağ, Mustafa Emin ; 638022 ; Jeofizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
    Karadeniz, 423.000 km2'lik alanı, 534.000 km3'lük hacmi ve 2206 m en büyük derinliği ile oval bir havza olma özelliğine sahiptir. Atlantik Okyanusu'na Akdeniz, Ege Denizi ve Türk Boğazlar Sistemi (Marmara Denizi, İstanbul ve Çanakkale Boğazları) aracılığıyla bağlı olan Karadeniz'in ortalama su seviyesi, Ege Denizi'nin su seviyesinden yaklaşık olarak 55 cm daha yüksektedir. Karadeniz, kuzeyindeki Azak Denizi'ne, derinliği 5 m'den az olan Kerç Boğazı ile bağlıdır. Karadeniz'de şelfin en fazla gelişim göstererek 190 km genişlik değerlerine ulaştığı bölge Kırım bölgesinin batısında yer almaktadır. Türk ve Rus sahilleri boyunca ve güney Kırım bölgesinde, yalnızca belirli yerlerde şelf genişliği 20 km değerlerine ulaşabilmektedir. Yaklaşık 40 km şelf genişliği değerlerinin bulunduğu bölgeler ise Bulgaristan sahilleri ve Azak Denizi'nin güneyidir. Karadeniz Pontid magmatik kuşağının kuzeyine doğru bir yay-ardı ve/veya yay-içi havza olarak açılmıştır. Andrusov ve Archangelsky Sırtlarının oluşturduğu Orta Karadeniz Sırtı tarafından Batı ve Doğu Karadeniz Havzalarına ayrılmaktadır. Karadeniz Havzası'nı oluşturan Batı ve Doğu Karadeniz Havzaları farklı açılma zamanları ve mekanizmalarına sahiptir. Çalışma alanı, Batı Karadeniz Havzası'nın güney kesiminde, güneyden İç-Pontid Süturu ve kuzeyden Batı Karadeniz Havzası ile sınırlandırılan ve İstanbul Zonu olarak adlandırılan kıtasal parça üzerindeki bölge ve bu bölgenin açıklarında yer almaktadır. Batı Karadeniz Havzası, Eosen sırasında, güneye doğru hareket eden İstanbul Zonu'nun arkasından bir yay-ardı havza olarak açılmaya başlamış ve İç-Pontid Süturu boyunca Sakarya Zonu ile çarpışmıştır. İstanbul Zonu, Erken Kretase'de, günümüz Odessa şelfi civarında bulunan orijinal konumundan riftleşerek, Batı Karadeniz ve Batı Kimeryen Fayları boyunca güneye doğru hareket etmeye başlamıştır. İstanbul Zonu, muhtemelen Geç Albiyen sırasında günümüzdeki konumuna yerleşmiştir. Jeofiziksel çalışmalardan elde edilen veriler, 1960'lardan itibaren hızla gelişim gösteren tektonik bilimi için giderek artan bir öneme sahip hale gelmiştir. Sismik yansıma yöntemi, denizlerde taban altındaki derin yapıların ve jeolojik özelliklerin incelenmesinde en etkin biçimde kullanılan jeofiziksel yöntemdir. Batı Karadeniz'in Türkiye kıyıları açıklarındaki şelf ve yamaç bölgelerinde petrol arama firmaları tarafından ekonomik amaçlı olarak gerçekleştirilen iki boyutlu (2B) ve üç boyutlu (3B) sismik çalışmalar, akademik çevrelerin kullanımına oldukça kısıtlı bir şekilde açıktır. Bu çalışmaların sayısıyla kıyaslanamayacak kadar az olsa da, bu bölgedeki tektonik çalışmalara ışık tutan bilimsel amaçlı sismik yansıma çalışmalarının sayısında özellikle 1990'lı yılların ortalarından itibaren önemli bir artış gözlenmektedir. TPAO ve diğer petrol arama firmaları tarafından toplanan yoğun miktardaki sismik verilerin oldukça az bir bölümü, bu bilimsel amaçlı çalışmalara katkı sağlayacak şekilde yayınlanarak akademik ortamda paylaşılmıştır. Batı Karadeniz'in Türkiye kıyıları açıklarında günümüze kadar, özellikle kütle kayması, gaz hidratlar ve tabana benzeyen yansıtıcı (Bottom Simulating Reflector-BSR), sedimantasyon, deniz-seviyesi değişimleri ve Messiniyen olayları gibi farklı konular üzerine odaklanmış, detaylı sismik kesitler sunan birçok önemli bilimsel çalışma gerçekleştirilmiştir. Tektonik konulu çalışmalarda, depremler ve heyelanlar gibi zarar verici tektonik olayların zaman ve yerlerinin önceden tahmin edilmesi için çeşitli yollar aranmaktadır. Neotektonik açıdan yararlı olabilmesi için bu önceden tahminlerin, can ve mal kaybını azaltmak için yeterli doğrulukta olma zorunluluğu vardır. Bu önceden tahmin tekniklerinin araştırılması, aktif tektonik özelliklerin araştırılmasını da kapsamaktadır. Batı Karadeniz Havzası'nın güneyinde, 15 Ekim 2016 tarihinde gerçekleşen Karadeniz depremi (Ml=5.0), dikkatleri yeniden Karadeniz'in tektonik aktivitesi konusu üzerine çekmiştir. Yerel saatle 11:18'de meydana gelen bu deprem, yaklaşık olarak 7-8 saniye sürmüştür. İstanbul, Kocaeli, Düzce, Sakarya, Zonguldak ve hatta Bulgaristan'ın Varna ve Burgaz şehirlerinde hissedilmiştir. Depremin merkezüssü İstanbul'un 195 km kuzeydoğusunda ve Zonguldak'ın 124 km kuzeybatısında kalan bir noktadadır. Sığ bir merkezüssüne sahip (yüzeyden 11.4 km derinde) bu deprem, Karadeniz'in Türkiye kıyılarına yakın bölgede aletsel olarak kaydedilebilen nadir büyük depremlerden biridir. Karadeniz'in Türkiye kıyılarında aletsel olarak kaydedilmiş en büyük deprem, 03 Eylül 1968'de meydan gelen Bartın depremidir (MS=6.6). Bu deprem, Karadeniz'in güneyindeki aktif bindirmeye ait ilk sismolojik kanıt olma özelliğine sahiptir ve depremin odak mekanizması çözümü, sağ yönlü doğrultu atımlı Kuzey Anadolu Fayı'nın davranışından farklılık gösteren bir bindirme mekanizmasına işaret etmektedir. 15 Ekim 2016 Karadeniz Depremi'nin moment tensör çözümünden elde edilen odak mekanizması çözümü, Bartın depreminin odak mekanizması çözümüyle benzerlik göstererek, bu depremin Batı Karadeniz Havzası'ndaki aktif bindirmeye ait diğer bir sismolojik kanıt olduğunu ortaya koymaktadır. Karadeniz'in orta ve derin bölümlerinin asismik olduğuna inanılmaktaydı, fakat güncel çalışmalarla birlikte araştırmacılar, Karadeniz'de dikkate değer sayıda ve çoğunlukla Mw  4.0 olan depremlerin gerçekleştiğini ortaya koymuşlardır. Ayrıca Karadeniz'in sınırlarına doğru artış gösteren bir depremselliğe sahip olduğunu ve en büyük depremlerinde sınırlarında gerçekleşmekte olduğunu ifade etmişlerdir. Araştırmacılar ayrıca güney Karadeniz'de ve orta bölümlerde, özellikle Bartın ve Samsun açıklarında, sıkışmalı bir tektonik rejimi ifade eden ters fay bileşeni ağırlıklı depremlerin meydana geldiğini ve ters faylanma bileşeninin güçlü olduğu bu depremlerin genelde havzaya paralel olarak uzanmakta olduğunu vurgulamışlardır. Bu depremler bölgenin asismik olmayıp, çok sık aralıklarla olmasa da zaman zaman deprem ürettiğini ortaya koymaktadır. Kıvrımlara genellikle ters faylar eşlik etmektedir ve bu ters fayların büyük bir kısmı düşük açılı olan bindirme faylarıdır. Bazı bindirme fayları ve yüksek açılı ters faylar yüzey kırığı oluşturabilirler, fakat gömülü ters faylar olarak adlandırılan diğer birçok ters fay ise antiklinallerin çekirdeklerinde saklı olarak kalırlar. Son zamanlarda bu gömülü aktif fayların belirgin şekilde deprem tehlikesi ortaya koydukları kabul edilmektedir ki, bu büyük zararlara sebep olan depremler, kıvrımlı kayaçların içinde veya tam altında konumlanmış olan faylar üzerinde oluşabilmektedir. Bu özellikteki faylar, kilometrelerce derinlikte gömülü olabilirler ve deprem sırasında yırtıldıklarında yüzeyde yükselme ve kıvrımlanmalara sebep olabilirler. Bu çalışmada, Batı Karadeniz Havzası'nın güneyinde, Akçakoca ile Cide arasında kalan bölge açıklarında bulunan şelf ve yamaç bölgeleri altında, sıkışmalı tektonik rejimin etkisi ile oluştuğu düşünülen faylar ve bu fayların aktiviteleri ile oluşan jeolojik yapılar, deniz yansıma sismiği verileri kullanılarak ortaya çıkarılmıştır. Bu çalışmada kullanılan deniz yansıma sismiği verileri İstanbul Teknik Üniversitesi (İTÜ), Cambridge Üniversitesi ve Maden Tetkik ve Arama Enstitüsü (MTA) işbirliğiyle 1998'in Eylül ayında toplanmıştır. Toplam uzunlukları 460 km'yi bulan 14 hat üzerinde, R/V MTA Sismik-1 gemisiyle veriler toplanmıştır. Zaman ortamı sismik göç kesitlerinin elde edilebilmesi amacıyla ham verilere, deniz sismiği veri işlem aşamalarının tüm gerekli olan ve bazı isteğe bağlı olan veri işlem aşamaları uygulanmıştır. Bu zaman ortamı göç kesitlerinden, bindirme fay yapılarına ve bu fayların aktiviteleri sonucu oluşmuş olan kıvrımlara örnekler vermek mümkün hale gelmiştir. Bu görseller, çalışma alanını etkileyen sıkışmalı rejimin varlığına açıklık getirmek için oldukça faydalıdır. Verileri kullanılabilir olma özelliğindeki denizde açılmış olan Akçakoca-1 ve Akçakoca-2 kuyuları ve karada açılmış olan Ereğli-1, Filyos-1, Bartın-1, Ulus-1, Amasra-1, Çakraz-1 ve Gegendere-1 kuyularına ait kompozit kuyu logları, Petrol İşleri Genel Müdürlüğü (PİGM)'nden temin edilmiş ve elde edilen veriler, sismik verilerle bir arada değerlendirilmiştir. Zaman ortamı sismik göç kesitinde ayırt edilen sismik birimlerin jeolojik yaşlandırmaları, Akçakoca-1 ve Akçakoca-2 kuyularından elde edilen verilerden faydalanılarak gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmada ayrıca, önceki jeolojik çalışmalarda verilen jeolojik kesitler vasıtasıyla kara-kıyı ötesi jeolojik kesitler hazırlanmış ve çalışma alanında karadaki jeolojik özelliklerin deniz altında nasıl devam ettiğine dair bulgular sunulmuştur. Bu jeolojik kesitlerde ayrıca, çalışma alanındaki sıkışmalı tektonik rejimin varlığı hakkında oldukça faydalı yeni bulgular vermektedir. Bu çalışmadan elde edilen önemli bulgular, sismik yansıma çalışmalarından elde edilen sonuçların kullanılmasıyla, havzayı etkileyen sıkışmalı tektonik rejimin varlığı ile ilgili diğer bir ipucunun verilmesi ve bindirme ile ilişkili jeolojik yapıların karadan denize doğru nasıl devam ettiğine dair bilgilerin ortaya konulmasıdır. Elde edilen sonuçlar, Karadeniz'in K-G yönlü olarak sıkışmakta olduğu düşüncesini destekler niteliktedir.
  • Öge
    Gökova ve Saros körfezlerinin aktif tektonizmalarının sismik yansıma verileri ile incelenmesi
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2000) Kurt, Hülya ; Demirbağ, Emin ; 100823 ; Jeofizik Mühendisliği ; Geophysics Engineering
    Batı Anadolu ve Ege denizindeki K-G gerilme rejimi bir kısmı karada, önemli bir kısmı da Ege denizi içinde devam eden D-B doğrultum rift ve graben yapılarım geliştirmiştir. Bölgede jeofizik ve jeoloji çalışmaları karada yoğun olarak yapılmakla beraber denizlerde kısıtlı kalmaktadır. Karadaki yapıların denize devamının incelenmesinin yamsıra sadece deniz içinde gelişen yapılara ait jeofizik ve jeolojik bilgiler, Ege'de hakim K-G gerilme rejiminin araştırılmasına bütünlük kazandıracaktır. Sismik aktivitenin fazla olduğu ülkemizde aktif fayların doğrultu, atım ve kapladıkları alanların belirlenmesi günümüzde bilimsel olduğu kadar toplumsal, ekonomik ve siyasal anlamda da önem taşır. Gökova ve Saros körfezlerinde toplanan çok kanallı sismik yansıma verileri bu körfezlerin aktif faylarının belirlenmesi ve karadaki yapıların denizdeki devamlarının araştırılması amacım taşımaktadır. Körfezler Ege bölgesindeki K-G gerilme sistemde gelişen önemli yapılar olmakla beraber Saros körfezinin oluşumunda Kuzey Anadolu Fayı (KAF)'ın makaslama kuvvetlerinin etkisi önemli rol oynar. Ayrıntılı jeofizik ve jeolojik araştırmalar gerilme rejiminin neden, nasıl, hangi jeolojik zamanda başladığına dair yaklaşımlar sağlayacaktır. Türkiye'nin GB'smda yer alan D-B doğrultuda 110 km uzunluktaki Gökova körfezini oluşturan grabenin büyük bir kesimi Ege denizi içinde uzanır. D-B doğrultuda 60 km uzunluktaki Saros körfezinin dahil olduğu Kuzey Ege Çukurluğu (KEÇ) ise Ege denizi içinde gelişmiş bir yapıdır. Körfezlerde deniz tabanından itibaren derinlerdeki tabaka ve fayların yerlerinin ve geometrilerinin belirlenmesinde çok kanallı sismik yansıma yönteminin kullanılması en uygun yaklaşımlardan biri olacaktır. Bu tez çalışmasında kullanılan veriler, koordinasyonunu Türkiye Bilimsel ve Teknik Araştırma Kurumu (TÜBÎTAK)'ın yaptığı, İstanbul Teknik Üniversitesi (İTÜ) ve Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüp (MTA) işbirliğinde gerçekleştirilen Ulusal Deniz Jeolojisi ve Jeofiziği Programı'ndan sağlanmıştır. Ege denizinde, 1996 yılında, MTA Sismik- 1 araştırma gemisi ile toplanan çok kanallı sismik yansıma verileri, Gökova körfezinde toplam 245 km uzunluğunda 12 adet, Saros körfezinde toplam 159 km uzunluğunda 7 adet hat üzerinde alınmıştır. Veri toplama parametreleri şunlardır: Enerji kaynağı olarak hava tabancası kullanılmış, 96 ve 48 kanallı veriler alınmış, atış aralığı 50 m, alıcı grubu aralığı 12.5 m, ofset mesafesi 237.5 m, kayıt uzunluğu 5 sn, örnekleme aralığı 2 milisaniye seçilmiştir. Sismik veri işlem aşamaları İTÜ Maden Fakültesi Jeofizik Mühendisliği Bölümü, Nezihi Canıtez Veri İşlem xxı Laboratuvannda uygulanmıştır. Sismik veri işlem basamakları sırasıyla aşağıda listelenmiştir: - Verilerin SEGD formatından dahili formata çevrilmesi - Sismik hat içi atış-alıcı düzeni geometrisi tamım - İstenmeyen kalitedeki sismik izlerin ayıklanması - Atış düzeninden ortak yansıma noktası düzenine geçilmesi - Statik düzeltme - Genlik kazancı uygulaması - Frekans süzgeçlemesi - Ters evrişim - Yığma hızı analizi ve NMO düzeltmesi - NMO bozucu etkilerinin giderilmesi - Yığma işlemi - Zaman ortamında sismik göç - Derinlik ortamında sismik migrasyon - Otomatik genlik kazancı Körfezlere ait çok kanallı yansıma sismiği verilerinin jeofizik ve jeolojik yorumlan sismik göç kesitleri kullanılarak yapılmıştır. Sismik kesitlerin yorumlanmasında kara jeolojisi, sismoloji, GPS (Global Positioning System), sığ yansıma sismiği çalışmalarından da faydalamlmıştır. Bunlara ek olarak körfezlerde ve civarlanndaki batimetrik ve topoğrafik değişimler haritalanarak sismik kesitlerle ilişkilendirilmiştir. Körfezler oluşumlarında Batı Anadolu'nun güncel tektoniğinden etkilenmelerinin yanısıra civarlanndaki farklı jeolojik etkileri de içerirler. Örneğin Saros körfezinin oluşumunda sağ yanal alımlı KAF'ın makaslama kuvvetlerinin ve Ege'deki K-G gerilme rejiminin birlikte etkileşimi söz konusudur. Bunun yanısıra Ege'nin güneyindeki Hellen dalma- batma zonunun etkisi ile Batı Anadolu ve Ege'deki gerilme kuvvetlerinin GB'ya gittikçe artması Gökova bölgesinde Saros'dakinden daha etkili açılma kuvvetlerinin olmasına sebep olur. GB Anadolu'da yer alan Gökova körfezi başlıca D-B uzanmasına rağmen deniz altı tektonik yapısı batıdan doğuya değişiklikler gösterir. Körfezin batısında, yaklaşık D-B uzanımlı ve kuzeye dalımlı listrik karakterli Datça fayı sismik kesitlerde oldukça belirgin bir yapı olarak gözlenir. Körfezin orta kısımlarındaki BKB-DGD doğrultum orta-körfez çukurluğu ve doğusundaki BKB-DGD doğrultum horst-graben yapısı sismik kesitlerde ve batimetri haritasında dikkat çeken yapısal unsurlardır. Gökova körfezinin açılması güneybatısındaki Datça fayı ve kuzeydeki antitetik faylarla muhtemelen Geç Miyosen-Pliyosen zamanında oluşmuştur. Datça fayının taban bloğunu oluşturan temel kaya karada yapılan jeoloji çalışmalarına dayanarak Eosen yaşlı Likya naplan olmalıdır. Zaman ortamındaki sismik kesitlerde listrik karakterde gözlenen Datça fayı derinlik ortamındaki sismik kesitinde yine listrik yapıdadır. Derinlik kesitinde faym eğiminin 40° ile başlayıp 2.5 km derinlikde 20°'ye düştüğü dikkat çeker. Fay düzleminde yaklaşık 1.2 sn ve deniz tabanını gösteren seviyeler arasındaki yansımaların paralel tabakalarıma göstermesi ve alttaki tabakaların üzerine üzerlemesi (onlap) bu seviyelerde faylarıma hızında belli bir zamanda (muhtemelen Pleistosen) azalma olduğunu gösterir. Bölgedeki deprem xxıı episantır dağılımı körfezin kuzey sınınndaki aktif normal faylar ile ilişkili olarak bu bölgede yoğunluk gösterir. Sismik kesitlerle körfez içindeki ortalama (overall) açılma hızı en az 1.1 mm/yıl olarak belirlenmiştir. Bu rakamın hesabında körfezin açılma yaşı geç Miyosen- Pliyosen (5.2 My), Datça fayı ve onun başlıca antitetik fayının toplamda yatay yer değiştirmesi, sismik kesitlerden yaklaşık 5. S km hesaplanmıştır. Bu hesaplamaya körfezdeki diğer küçük antitetik fayların katılmasıyla ve/veya körfezin açılma yaşının geç Miyosen-Pliyosen'den daha genç olması durumunda açılma hızı 1.1 mm/yıPdan daha büyük olacaktır. Açılma faktörü P, 11 No'lu sismik kesitin toplam boyunu (Datça fayının deniz seviyesine ulaştığı yerden) tavan bloğundaki temel kayaya ait rollover yapısının uzunluğuna bölerek en az 1.4 olmalıdır. Saros körfezi Batı Anadolu'nun K-G gerilme rejimi ve KAF'ın sağ yanal atımlı makaslama etkilerinin giriştiği bir alanda, KEÇ'in KD ucunu oluşturur. Çok kanallı yansıma sismiği verilerinin bölgenin jeolojisi, batimetrisi, topografyası, deprem mekanizma çözümleri ve GPS çalışmaları ışığında yorumlanması sonucu körfezde iki tür fay sistemi gözlenmiştir. Birinci tür faylar Saros çukurluğunu kuzey ve güneyden sınırlarlar, sağ yanal ve normal atım bileşenine sahiptirler. İkinci tür faylar çukurluk içindeki genç çökelleri ve deniz tabanım kesen normal atımlı faylardır. Saros çukurluğunu kuzey ve güneyden sınırlayan birinci tür faylar açılma kuvvetlerinin olduğu kadar makaslama kuvvetlerinin etkisi sonucu oluşmuştur. Bu faylardan özellikle kuzeyde olardan, KAF'ın GB'ya doğru kıvnmlandığı bu bölgede harita düzleminde KD'ya gittikçe Ganos fayma yaklaşarak negatif çiçek yapısı gösterirler. KAF'ın makaslama kuvveti ve Batı Anadolu-Ege denizinin açılma kuvvetlerinin her ikisinin birlikte etkileşimi bu tür fayları geliştirmiştir. Saros çukurluğunu dolduran genç sedimanlan ve deniz tabanım kesen ikinci tür faylar temeli etkilemeyen yapılardır ve fay blokları dönme (rotasyon) hareketi geçirmişlerdir. Muhtemelen sadece normal atım bileşenine sahip bu faylar Batı Anadolu-Ege açılmasının bir ürünü olmalıdır. Saros körfezinin açılma evrimi iki aşamada izlenebilir. Birinci aşamada KAF zonunun Saros bölgesinde GB'ya büklüm yapması ile harita düzleminde Ganos fayından GB'ya gittikçe uzaklaşan, düşey düzlemde yakınsayan ana fay kolları gelişmiştir. Bu bir negatif çiçek yapısıdır ve körfezin oluşumunun temel taşını oluşturur. İkinci aşamada, muhtemelen geç Pliyosen-Kuvaterner'de, artan K-G açılma hızı Saros çukurluğunu dolduran gevşek sedimanlar içinde yeni bir fay sistemi yaratmıştır. Sonuç olarak Saros körfezi ilk olarak negatif çiçek yapısı ile oluşmuş daha sonra artan K-G açılma etkisinde, makaslama kuvvetlerinin de hala aktif olarak çalıştığı Geç Pliyo-Kuvaterner'de yayvanlaşmış bir negatif çiçek yapısı ile evrimini devam ettirmiştir.
  • Öge
    3-D velocity structure for the sea Marmara and surrounding region (NW Turkey) by using full waveform tomography
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2016) Sabuncu Çubuk, Yeşim ; Taymaz, Tuncay ; 439641 ; Jeofizik Mühendisliği ; Geophysics Engineering
    Marmara Denizi ve Kuzeybatı Türkiye'nin kabuk ve üst-manto ölçeğinde 3-B yer yapısının yüksek çözünürlüklü sismik görüntüleme methodları ile incelenmesi, bölgenin aktif tektoniğinin ve jeodinamik evriminin anlaşılması için büyük önem taşımaktadır. Bu amaçla, kuzeybatı Türkiye bölgesi için üç boyutlu (3-B) radyal anizotropik kesme dalgası hız modeli, doğrusal olmayan tam dalgabiçimi ters çözümü tomografisi ve eklenik (adjoint) yöntemler kullanılarak üretilmiştir. Çalışma alanı konumu itibariyle Kuzey Anadolu Fay Zonu (KAFZ) ve Ege açılma bölgesinin karşılıklı etkileşiminin hakim olduğu bir geçiş bölgesinde yer almaktadır. Bu nedenle bölgede çok yoğun deprem etkinliği ve aktif deformasyon gözlemlenmektedir. Bölgede meydana gelen çok sayıdaki orta ve büyük magnitüdlü, derin ve sığ odaklı depremler, sismik görüntüleme çalışmalarının üç boyutlu (3-B) yer yapısını başarılı bir şekilde elde edilmesine katkı sağlamıştır. Türkiye'nin kuzeyinde bulunan sağ yanal doğrultu atımlı Kuzey Anadolu Fay Zonu, Avrasya ve Anadolu arasında levha sınırını teşkil etmektedir. Anadolu levhası, doğuda Avrasya ve Arabistan levhaları arasındaki çarpışma ve batıda ise Hellenik dalma-batma zonun geri çekme hareketi nedeniye batıya doğru kaçmaktadır. Afrika, Arabistan ve Avrasya levha hareketleri arasındaki bu etkileşimler, Türkiye'de oldukça karmaşık tektonik yapılar meydana gelmiştir. Marmara Denizi ve yakın çevresinde ise bu karmaşık jeolojik yapıların anlaşılması amacıyla birçok aktif ve pasif sismik araştırmalar gerçekleştirilmiştir. Bu araştırmaların sonuçları bölgenin yapısal özellikleri, aktif tektoniği, fay uzanımları ve sismolojik özellikleri açısından çok sayıda önemli bilginin edinilmesine katkı sağlamıştır. Ancak, Marmara Denizi ve yakın çevresi ile Kuzeybatı Anadolu Bölgesi'nin aktif tektoniğinin, kabuk ölçeğinde sığ ve derin yapıdaki sismik kesme dalgası hızlarının ve kabuğun anizotropik özelliklerinin çok daha iyi anlaşılması için üç boyutlu (3-B) karmaşık yer yapısının yüksek çözünürlüklü yöntemler ile ortaya konulması gerekmektedir. Hesaplamalı sismoloji alanında ve yüksek başarımlı hesaplama olanaklarında gerçekleştirilen en son gelişmeler ile, yüksek mertebeden sayısal modelleme yöntemleri, yer içerisinde 3-B elastik dalga yayınımının hesaplanmasında ve görüntülenmesinde kullanılabilmektedir. Bu tez çalışmasında, 2007-2015 yılları arasında yerel ve bölgesel uzaklıklarda (Δ < 10°) meydana gelmiş orta büyüklükteki (Mw > 4.0) sinyal/gürültü oranı yüksek iyi kalitede üç bileşen deprem verisi seçilerek, Kuzeybatı Türkiye bölgesinin üç boyutlu (3-B) kabuk ve üst-manto yapısının görüntülenmesi üzerine çalışılmıştır. Bu amaçla, geniş-bandlı istasyonlar tarafından kaydedilmiş olan 62 adet depremin üç bileşen tam dalgabiçimi verisi ile ters çözüm çalışması gerçekleştirilmiştir. Çalışma alanı 24°-33°D boylamları ve 37.5°-43°K enlemleri arasında kalan bölge ile sınırlandırılmıştır. Modelleme ortamı düşey yönde azami 471 km derinliğine erişmektedir. Çalışma bölgesi küresel kesit üzerinde spektral elemanlara ayrıklaştırılmış olup, eş-enlem yönde 39 eleman (θ-yönü), boylam yönünde 48 eleman (ϕ-yönü) içermektedir. Derinlik yönünde ise 28 elemana ayrıklaştırılmıştır (r-yönü). Tüm üç boyutlu çalışma alanı ise toplamda 69.888 spektral elemandan ve 8.736.000 grid noktasından oluşmaktadır. Tüm küresel modelleme ortamını oluşturan 48 alt ortam içerisindeki hesaplamalar, İsviçre Ulusal Yüksek Başarımlı Hesaplama Merkezi'nin Piz Daint süper bilgisayarı yardımıyla 48 çekirdek üzerinde çalıştırılarak gerçekleştirilmiştir. Üç bileşen dalga biçimi verisi Kandilli Rasathanesi ve Deprem Araştırma Enstitüsü (KOERI) tarafından işletilen geniş-bandlı istasyonların kayıtlarından oluşmaktadır (50 istasyon). Bunlara ek olarak, Türkiye Ulusal Afet ve Deprem Araştırma Dairesi (AFAD-DAD), Yunan Birleşik Sismik Kayıtçı Ağı (HUSN, Yunanistan) ve GEOFON ağlarının çalışma alanı içerisinde kalan az sayıda (10-adet) geniş-bantlı istasyonlarının verisi de ters çözüm çalışmasında kullanılmıştır. Spektral elemanlar yöntemi kullanılarak düz ve ters sismik dalga yayınımı modellemesi SES3D programı ile gerçekleştirilmiştir. Veri ön hazırlık ve veri işlem aşamaları LASIF (Büyük ölçekli sismik ters çözüm iş akışı) programı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Tez çalışmasında kullanılan üç boyutlu (3-B) başlangıç modeli Fichtner vd. (2013a), Fichtner vd. (2013b) tarafından Avrupa ve Anadolu bölgeleri için gerçekleştirilen çoklu-ölçekli tam dalga biçimi tomografisi çalışmasından alınmıştır. Gözlemsel ve yapay veri arasındaki farklılıklar faz ve genlik bilgilerini ayırmayı sağlayan zaman-frekans ortamı uyumsuzlukları yaklaşımı ile hesaplanmıştır. Hassasiyet çekirdekleri, P-, SH-, SV- hızları ve yoğunluk faz uyumsuzlukları için eklenik (adjoint) yöntem kullanılarak hesaplanmıştır. Üç boyutlu (3-B) başlangıç modelini geliştirmek ve gözlemsel ile yapay veri arasındaki uyumsuzlukları en aza indirgemek için doğrusal olmayan iteratif eşlenik-gradyan optimizasyon yöntemi kullanılmıştır. Ters çözüm işlemi, güncellenen 3-B yer modelleri arasında önemli bir farklılık oluşmadığı ve kullanılan tüm veri grubu için ortalama uyumsuzluk değerlerinin yavaşça azalmaya başladığı noktada 19. iterasyonda sonlandırılmıştır. Tüm veri grubu için hesaplanan ortalama uyumsuzluk değeri, 3-B başlangıç modeline göre 76% azaltılmıştır (χ = 1.03). Her bir iteratif 3-B yer modeli güncellemesi en az iki adet iteratif çözüm sonucunun test edilerek optimum ters çözüm parametrelerinin belirlenmesi sonucunda elde edilmiştir. Test iterasyonlarının verdiği uyumsuzluk değerlerine yaklaşık olarak ikinci dereceden polinom çakıştırılarak, gelinen iterasyon aşamasında en küçük uyumsuzluk değerini veren uygun adım uzunluğu ve yumuşatma parametresi belirlenmiştir. Bu nedenle, 19 iterasyon ve model güncellenmesinin gerçekleştirilmesi için test iterasyonları ile birlikte toplamda 80 adet iterasyon yapılmıştır. Çalışma sonucunda elde edilen 3-B yer modelinin (m19) herhangi bir gözlemsel veriyi, farklı fazları tahmin edebilme özelliği ve etkinliği, ters çözüm aşamasında kullanılmamış ek veri grubu (M≥3.7) ile sentetik testler yaparak doğrulanmıştır. Bu amaçla ters çözüme dahil edilmemiş veya bölgede yakın tarihte olmuş depremlerin yapay sismogramları hem başlangıç modeli (m0) ile hem de son yer modeli (m19) ile hesaplatılmış ve gözlemsel veri ile karşılaştırılmıştır. Gözlemsel ve yapay sismogramlar tüm çalışmada olduğu gibi 8-100 saniye arasında filtrelenerek kullanılmıştır. Bu karşılaştırma ile, son 3-B yer modeli (m19) kullanılarak üretilen üç bileşen yapay sismogramların, başlangıç modeli (m0) ile üretilen sismogramlara kıyasla gözlemsel veri ile çok daha uyumlu olduğu sonucu elde edilmiştir. Model doğrulama testi ile, iteratif ters çözümler sonucunda elde edilen 3-B yer modelinin bölgede çeşitli uzaklık ve büyüklüklerde meydana gelen herhangi bir depremden yayılan cisim ve yüzey dalgası verisini tahmin etmekte başarılı olduğu sonucuna ulaşılmıştır. 3-B tam dalga biçimi tomografisi yöntemi kullanılarak yaklaşık ~40 km derinliğe kadar bölgedeki radyal anizotrpik kesme dalgası hız değişimleri belirlenmiştir. Elde edilen 3B yer modelinin (m19) büyük ölçüde batı Anadolu'nun karmaşık jeolojisini, aktif faylanma ve volkanik olayları içeren tektonik yapısını ortaya koyduğu gözlemlenmiştir. Elde edilen yer modeli önemli fay hatları boyunca (örn; Kuzey Anadolu Fay Zonu ve kolları) yüksek miktarda deformasyona uğramış zayıf kabuğun sismik hız özelliklerini göstermektedir. Genç ve eski volkanik yapılar ile (örn; Kula volkanik alanı) metamorfik çekirdek kompleksi yapılarının (örn; Menderes ve Kazdağ masifleri) sismik hız değişimleri de 3-B yer modelinde belirgin olarak gözlemlenmiştir. Radyal anizotropik 3-B yer modelinden farklı derinlikler için elde edilen SH- ve SV- dalgası hız değişimleri ayrı ayrı kesitlerde sunulmuş olup, izotropik S- dalgası hız dağılımları da hesaplatılmıştır. Modellerin jeolojik ve tektonik açıdan yorumlaması ayrı ayrı 3-B SH- ve SV- hız dağılımlarının çoğunlukla çok karmaşık yapılar içermesinden ötürü ağırlıklı olarak 3-B izotropik S- dalgası hız modelleri üzerinden gerçekleştirilmiştir. 3-B izotropik yer modeli önemli fay zonları boyunca düşük sismik S- dalgası hızı göstermiştir (2.55 ≤ VSiso ≤ 3.2 km/s). Aktif faylanmanın olduğu bölgelerde düşük hız zonlarının, farklı çalışmalarca belirtilen sismojenik derinlikle de uyumlu olacak şekilde, üst-kabukta yaklaşık olarak 12-15 km derinliklere kadar etki ettiği gözlemlenmiştir. 3-B tam dalga biçimi tomografisi sonuçları, metamorfik masiflerin olduğu bölgelerde kabuk içerisindeki tüm derinliklerde yüksek S- dalgası hızları ortaya koymuştur (VSiso ≥ 3.4 km/s). Üst kabuk içerisinde görülen düşük sismik hızlar (VSiso < 3.1 km/s) artan derinlikle birlikte orta ve alt kabuk içerisinde hızlı bir şekilde artış göstermiştir (VSiso > 3.3 km/s). Bununla beraber, bölgede lokal ölçekte ancak derin seviyede (h > 15 km) düşük hız zonlarının varlığı da gözlemlenmiştir (örn; Kula volkanik bölgesi). 3-B model içersinde gözlemlenen en yüksek izotropik kesme dalgası hız değerleri ise alt kabuk seviyelerinde elde edilmiştir (VSiso ≥ 3.8 km/s). Kuzeybatı Türkiye'de kabuk içerisinde yüksek değerde (20%) radyal anizotropi özelliği olduğu bulunmuştur. Elde edilen kabuk anizotropisinin aktif faylanma ve karmaşık jeolojik yapıların bölge içerisindeki heterojen dağılımı ile ilişkili olabileceği düşünülmektedir. Bunlara ek olarak, elde edilen sismik hız değişimlerinin genel karakteristiği, bölgede gerçekleştirilmiş ve yayımlanmış olan farklı jeofizik yöntemlerin (örn; ısı akısı dağılımı, Curie derinlik noktası, manyetotellürük) bulguları ile de kıyaslanmaya çalışılmıştır. Sonuç olarak, tam dalga biçimi tomografisi yöntemi kullanılarak elde edilen 3-B hız modelinin bölgenin genel tektoniği ve bölgede gerçekleştirilen diğer jeolojik ve jeofizik çalışmalarla da uyumlu olduğu belirlenmiştir. Bu bağlamda, radyal anizotropik 3-B hız modelinin (m19), bölgede kaydedilen iyi kalitedeki mevcut veri grubu kullanılarak, Marmara Denizi ve kuzeybatı Türkiye bölgesi'nin güncel sığ ve derin hız yapısını temsil eden optimum yer modeli olduğu sonucuna varılmıştır.
  • Öge
    Sismik moment tansör ters çözümüyle Türkiye depremlerin analizi
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 1997) Utku, Mehmet ; Eyidoğan, Haluk ; 68893 ; Jeofizik Mühendisliği ; Geophysics Engineering
    Klâsik fay düzlemi çözümleri ya da kaynakla ilgili bilgi edinme yöntemleri, genellikle, deprem kaynağının bir ikili kuvvet-çifti (double couple) olduğu varsayımına dayanır. Halbuki bu tür sismik kaynakların tamamen ikili kuvvet-çifti olmadığı da en azından kuramsal bir gerçektir. Alternatif olarak, deprem kaynağındaki kuvvetler bir tansör olarak yorumlanabilir. Deprem kaynağını bir moment tansör ile tanımlamak, hem sismik kaynağı karakterize eden tüm kuvvetlerin belirlenmesini, hem de deprem kaynağının özelliklerinin daha iyi anlaşılmasını sağlayacaktır. Bu amaçla, bu çalışmada, doğrusal moment tansör ters çözümü ve moment tansörün analizini yapan bir bilgisayar yazılımı hazırlanmış ve gözlemsel telesismik deprem kayıtlarına uygulanmıştır. Türkiye'de olmuş, magnitüdleri (mı>) 6 civarında olan 6 adet telesismik deprem için, WWSSN istasyonlarında kaydedilmiş P dalgası fazlarının kullanıldığı bu çözümler, iki aşamadan oluşmaktadır. Önce, her depremin dalga-şekli tersçözümü yapılmış, sonra da Doğrusal Moment Tansör Tersçözümü ile depremlerin moment tansörleri kestirilmeğe çalışılmıştır. Aynı bilgisayar yazılımıyla moment tansörlere uygulanmış olan bir dizi ayrıştırma (decomposition) işlemleri sonucunda, incelenen Batı Anadolu depremlerinde daha çok çekme gerilmesinin ( tensile stress) baskın olduğu, Doğu Anadolu Fay Zonundaki depremlerde ise bir sıkıştırma bileşeniyle birlikte makaslama hareketinin de egemen olduğu ortaya çıkmıştır. Bu sonuç; Batı Anadolu'da bir açılma, Doğu Anadolu'da bir sıkışma rejiminin sürdüğü şeklindeki Türkiye'nin genç tektonik (neotektonik) yorumunu desteklemektedir. Ayrıca, Türkiye ve çevresinde olan ve moment tansörleri bilinen 38 adet depremin moment tansör analizleri yapılmış, benzer sonuçlar veren bazı çalışmalardan örnekler sunulmuştur. Bunların yanısıra, çeşitli kaynak modelleri için kompleks moment tansör tanımlan ve analizleri verilmiştir. Yapılan testlerle, elde edilen sonuçların bugünkü olanaklarla isabetli olduğu ortaya çıkmıştır.
  • Öge
    Batı Anadolu'nun neotektonik rejiminin paleomanyetik çalışmalarla incelenmesi
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2001) İşseven, Turgay ; Sanver, Muzaffer ; 112227 ; Jeofizik Mühendisliği ; Geophysics Engineering
    Neotektonik dönemin başlangıcından itibaren, Anadolu levhasının tektonik açıdan en fazla etkilenen bölgesi Batı Anadolu'dur. Bölgenin karmaşık tektonik özelliğinden dolayı, günümüze kadar söz konusu alanda birçok çalışma yapılmıştır. Ayrıca son yıllarda, Ege'deki kuzey-güney genişlemenin başlangıç mekanizması ve yaşı üzerine yapılan tartışmalar da bölgeyi aktüel bir çalışma alam haline getirmiştir. Batı Anadolu'daki paleomanyetik çalışmalar Sanver (1967) tararından başlatılmış olup ardından Lauer (1986), Kissel ve diğ., (1988), Orbay ve diğ., (1993) ve İTÜ-İÜ paleomanyetizma projeleri (1993-2000) gelmiştir. Bu tez çalışmasında kullanılan verilerin tamamı yukarıda bahsedilen projeler dizisi neticesinde elde edilmiş ve önceki araştırmalardan elde edilen paleomanyetik verilerle topluca değerlendirilmiştir. Günümüzde dünya genelindeki paleomanyetizma çalışmaları hem volkanik kayalar hemde sedimanter kayalar üzerinde yapılabilmektedir. Ancak Türkiye'nin sahip olduğu tek paleomanyetizma laboratuvarı "KANTEK" nın mevcut ekipmanları sadece volkanik kayalarda çalışmaya izin vermektedir. Dolayısıyla bu tez çalışmasında ilgilenilen kaya türü volkanik kayalardır. Oligosen-Pleyistosen yaş aralığında yer alan Batı Anadolu volkaniklerinden daha önceki paleomanyetik çalışmalarda örneklenmeyen mevkiler örneklenmiş, bazen de bir kaç yalan mevki seçilerek sonuçların kontrolü denetlenmiştir. Bu kapsamda sırasıyla Oligosen yaşlı 12 mevki, Alt Miyosen yaşlı 63 mevki, Üst Miyosen yaşlı 57 mevki, Pliyosen yaşlı 37 mevki ve Pleyistosen yaşlı 10 mevkiden paleomanyetik numune alınmıştır. Söz konusu numuneler "KANTEK" paleomanyetizma laboratuvannda ölçmelere hazır hale getirildikten sonra standart paleomanyetik yöntemler uygulanarak her mevkiye ait ortalama mıknatıslanma doğrultusu belirlenmiştir. 208 paleomanyetik mevkiden 179'unun güvenilir mıknatıslanmaya sahip olduğu belirlenmiştir. Sözü edilen güvenilir mıknatıslanmaya sahip mevkilerden bir grubuna ait numuneler Liverpool Üniversitesi Jeomanyetizma laboratuvannda da ölçülmüş ve benzer sonuçlara ulaşıldığı görülmüştür. Bu tez çalışması çerçevesinde örneklenen paleomanyetik mevkilerden 138'ine ait numuneler için kaya manyetizması çalışmaları yine Liverpool Üniversitesi Jeomanyetizma laboratuvarında yapılmıştır. Söz konusu numuneler üzerinde termomanyetik analiz, manyetik histerizis, düşük sıcaklık süseptibilite ve eşsıcaklık ısıl kalıcı mıknatıslanma çalışmaları yapılmıştır. Buna göre, numunelere ait Curie sıcaklıkları, numune içerisindeki tek ve çok domenli dane oranlan ve mıknatıslanmadan sorumlu manyetik danelerin türleri belirlenmiştir. Sonuç olarak, Batı Anadolu volkaniklerinin mıknatıslanmasından sorumlu danelerin genellikle çok domenli manyetit olduğu ortaya çıkarılmıştır. Ortalama mıknatıslanma doğrultularının denklinasyon ve eğim açılan, bölgenin tektonik hareketleri ile ilişkilendirilmeye çalışılmıştır. Oligosen yaşlı paleomanyetik veriler Trakya'da dönme göstermezken Biga yarımadası ve güneyinde saat yönünde bir rotasyon göstermektedir. Ege'nin Yunanistan kısmına ait aynı yaşlı paleomanyetik verilerde benzer sonuçlar göstermektedir. Buna göre, Oligosen' de Batı Anadolu'nun tüm Ege ile birlikte bir bütün olarak saat yönünde bir dönme hareketi yaptığı ortaya çıkarılmıştır. Oligosen'de gözlenen saat yönü rotasyon, Alt Miyosen'de de varlığını devam ettirmiştir. Alt Miyosen paleomanyetik verileri saat yönünde ~30°'lik bir rotasyonu işaret etmektedir. Yılmaz ve diğ., (2000) Batı Anadolu'daki KD-GB doğrultulu grabenlerin graben dolgusunun yaşma bakarak, Alt Miyosen yaşında olmaları gerektiğini öne sürmektedir. Paleomanyetik verilerin gösterdiği rotasyon değeri ile KD-GB doğrultulan grabenlerin birebir uyum gösterdiği rahatlıkla görülmektedir. Bunun anlamı Oligosen-Alt Miyosen boyunca hüküm süren K-G sıkışma neticesinde K-G doğrultulu grabenler gelişti ve söz konusu grabenler günümüze gelinceye kadar saat yönünde ~30° döndü. Alt Miyosen sonuna kadar Batı Anadolu'da hüküm süren etkin tektonik kuvvetler değişerek bölgenin Üst Miyosen sonrası saatin ters yönünde dönmesine neden olmuştur. Ancak söz konusu ana rotasyon, İzmir-Eskişehir çizgisinin kuzeyinde kalan alanlar için geçerlidir. Bu hattın güneyinde kalan alan ise yine daha önceleri gibi saat yönündeki rotasyonuna Pliyosen sonuna kadar devam etmiştir. Söz konusu bu rotasyonun lokal bir hareket olmadığı ve Fethiye-Burdur fay zonunu kullanarak gelişmiş olabileceği düşünülmektedir. Kuzey Anadolu Fayı'na yakın mevkilerdeki Pliyosen yaşlı volkaniklere ait paleomanyetik sonuçlarda fayın etkisi görülmekte (saatin ters yönünde) olup, faydan uzaklaştıkça sadece kuzey-güney genişlemenin etkisi varlık göstermektedir. Öte yandan, Batı Anadolu'ya ait en genç volkanikler olan Kula volkaniklerinden elde edilen paleomanyetik sonuçlara göre, bölgede son 1.6 My' dan beri rotasyon ve/veya enlemsel bir hareketin olmadığı ortaya çıkartılmıştır. Ortalama mıknatıslanma doğrultularının eğim açılarına bakıldığında, aynı yaşlı ve birbirine yakın paleomanyetik mevkilerin mıknatıslanma doğrultularının eğim açılan arasında farklılıkların olduğu görülmüştür. Söz konusu farklılıklar, tektonik olaylar sonucu gelişebileceği gibi yermanyetik alanının dipol ekseninin eğikliğinden de kaynaklanabilir. Bilindiği gibi, yermanyetik alanını temsil eden dipolün ekseni ile coğrafik eksen arasında ~1 1.5°'lik bir açı farkı vardır. Eksen doğrultulan arasındaki açı farkının, ortalama mıknatıslanma doğrultularının eğim açısında maksimum 20°'lik bir değişime neden olabileceği hesaplanmıştır. Dolayısıyla ortalama mıknatıslanma doğrultularının eğim açılan arasındaki farkın 20° 'den büyük olması durumunda, tektonik deformasyonlardan söz etmek mümkün olacaktır. Bu tez çalışması ile Batı Anadolu'da, söz konusu eğim açılan arasındaki farkın 20° 'den büyük olan çok sayıda bölgenin olduğu saptanmıştır. Düşük mıknatıslanma eğim açısına sahip volkaniklerin geçmişte, bugünkü coğrafik enleminden daha güneyde yeraldığı ve günümüze gelinceye kadar bir miktar kuzeye ötelenmiş olduğu söylenebilir. Aynı şekilde yüksek eğim açısına sahip volkaniklerin de geçmişte daha kuzey enlemlerdeyken, güneye doğru hareket ederek bugünkü coğrafik konumunu aldığı söylenebilir. Ancak, Batı Anadolu'da bir çok bölgede görüldüğü gibi, hemen hemen yanyana duran iki paleomanyetik mevkinin birinin kuzeyden diğerinin de güneyden gelerek bugünkü konumlarım aldığını söyleyen bir tektonik model pek gerçekçi olmayacaktır. Söz konusu ortalama mıknatıslanma doğrultularının eğim açılarındaki farklılığa, lokal tektonizma sonucu gelişen listrik faylanmaların ve blok hareketlerinin neden olmuş olabileceği söylenebilir.