Kuşadası Körfezi ve açıklarının Geç Pleyistosen-Holosen Dönemi sedimantasyonu ve deniz seviyesi değişimleri

Abstract

Türkiye'nin batı kıyısında yer alan Kuşadası Körfezi, Ege Denizi'nin doğu kesiminde bulunur. Körfez KB-GD doğrultusunda uzanmakta olup batıya doğru genişlemekte ve derinleşmektedir. Yaklaşık 37°52′ kuzey enlemi ve 27°15′ doğu boylamında yer alan körfez, kuzey-güney doğrultusunda yaklaşık 35 km, doğu-batı doğrultusunda ise yaklaşık 100 km genişliğe sahiptir. Körfezin batı kesimlerinde su derinliği yaklaşık 1200 m'ye ulaşmaktadır. Kuşadası Körfezi, kuzeyde Doğanbey Burnu ile güneyde Dilek Yarımadası ve Sisam Adası arasında yer alan önemli bir denizel havzadır. Tektonik açıdan, Körfez Anadolu Levhası'nın batıya doğru hareketi sonucu gelişen Batı Anadolu genişlemeli graben sistemi içerisinde yer almaktadır. Körfezin morfolojisi ve yapısal gelişimi, doğrultu atımlı ve normal fayların birlikte etkili olduğu aktif bir tektonik rejim tarafından denetlenmektedir. Bu nedenle bölge aktif fay sistemleri, deprem potansiyeli ve paleosismolojik özellikleri açısından çok sayıda çalışmaya konu olmuştur. Buna karşın körfezde deniz jeolojisi ve deniz jeofiziği alanlarında gerçekleştirilen çalışmalar sınırlı sayıda olup özellikle Geç Pleyistosen–Holosen dönemindeki paleo-oşinografik evrim, deniz seviyesi değişimleri ve sedimantasyon süreçlerine ilişkin ayrıntılı araştırmalar yetersiz kalmıştır. Geç Kuvaterner boyunca meydana gelen iklim salınımları ve buna bağlı deniz seviyesi değişimleri, kıta sahanlıkları ve kıyısal havzalarda önemli morfolojik ve sedimantolojik kayıtlar bırakmıştır. Son Buzul Maksimumu sonrasında meydana gelen hızlı deniz seviyesi yükselişi, kıyı çizgilerinin yer değiştirmesine, nehir sistemlerinin yeniden düzenlenmesine ve farklı depolanma ortamlarının gelişmesine neden olmuştur. Bu süreçlerin anlaşılabilmesi için yüksek çözünürlüklü sismik veriler ile sediman karotlarından elde edilen jeolojik kayıtların birlikte değerlendirilmesi büyük önem taşımaktadır. Kuşadası Körfezi, hem aktif tektonik yapısı hem de Küçük Menderes Havzası ve Kocaçay gibi önemli sediman kaynaklarına yakın konumu nedeniyle bu süreçlerin incelenmesi açısından önemli bir bölgedir. Bu tez çalışmasında, Kuşadası Körfezi ve yakın açıklarında Geç Pleyistosen–Holosen dönemine ait çökel istiflerinin stratigrafik gelişimi, deniz seviyesi değişimleri ve paleocoğrafik evrimi araştırılmıştır. Çalışma kapsamında yüksek çözünürlüklü sığ sismik yansıma verileri ile sediman karotlarından elde edilen sedimantolojik, jeokimyasal ve kronolojik veriler birlikte değerlendirilmiştir. Böylelikle çökel birimlerinin kronostratigrafisi ortaya konulmuş, paleo-kıyı çizgileri ve paleo-delta sistemleri haritalanmış, ayrıca deniz seviyesi değişimleri ile tektonik süreçlerin bölgenin sedimantasyonuna etkileri değerlendirilmiştir. Çalışmada kullanılan veriler, TÜBİTAK Acil Afet İzleme Programı kapsamında yürütülen "Kuşadası Körfezi İçindeki Fayların Depremselliği ve Aktif Tektonik Özelliklerinin Belirlenmesi" projesi kapsamında elde edilmiştir. Bu kapsamda 2021 ve 2022 yıllarında TÜBİTAK MAM R/V Marmara araştırma gemisi ile toplanan yaklaşık 1500 km uzunluğundaki yüksek çözünürlüklü CHIRP sığ sismik yansıma verileri ile dokuz adet gravite karotu kullanılmıştır. Sismik veriler Kogeo yazılımında işlenmiş ve The Kingdom Suite yazılımında yorumlanmıştır. İstanbul Teknik Üniversitesi Doğu Akdeniz Oşinografi ve Limnoloji (EMCOL) Uygulama ve Araştırma Merkezi'nde karotlar üzerinde litolojik tanımlamalar yapılmış, Çoklu Sensör Karot Loglayıcısı (MSCL) analizleri, Mikro X-ışını Floresansı (µ-XRF) element analizleri ve AMS 14C yaşlandırma çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Sismik stratigrafik yorumlamalar sonucunda, deniz tabanı altında dört ana yansıma yüzeyi (Q1, Q2, Q3 ve Q4) ile bu yüzeyler arasında yer alan dört sismik birim (S1, S2, S3 ve S4) tanımlanmıştır. Sediman karotlarında ise litolojik özellikler, tane boyu değişimleri, jeokimyasal veriler ve fiziksel özellikler dikkate alınarak L1, L2 ve L3 olmak üzere 3 temel litolojik birim ayırt edilmiştir. Karot-sismik korelasyonlar sonucunda, karotlarda tanımlanan litolojik birimlerin sismik birimlerle uyumlu olduğu belirlenmiş ve L1, L2 ve L3 birimleri sırasıyla ilgili sismik birimlerle eşleştirilmiştir. AMS 14C yaşlandırma sonuçları kullanılarak Q1 yansıma yüzeyinin yaklaşık günümüzden 14.000–22.000 yıl önce, Q2 yansıma yüzeyinin ise yaklaşık günümüzden 22.000–30.000 yıl önce geliştiği belirlenmiştir. Sismik kesitlerde 3 farklı paleo-kıyı abrazyon düzlüğü tanımlanmıştır. A, B ve C olarak adlandırılan bu yüzeyler sırasıyla yaklaşık -172 m, -135 m ve -112,5 m derinliklerde gözlenmektedir. Batimetri verileri, sismik stratigrafi ve küresel deniz seviyesi eğrilerinin birlikte değerlendirilmesi sonucunda A abrazyon düzlüğünün Son Buzul Maksimumu'na karşılık gelen yaklaşık günümüzden 21.500 yıl önce, B abrazyon düzlüğünün yaklaşık günümüzden 17.000–18.500 yıl önce ve C abrazyon düzlüğünün ise yaklaşık günümüzden 14.600 yıl önce geliştiği değerlendirilmiştir. Bu yüzeyler, Geç Kuvaterner boyunca meydana gelen deniz seviyesi duraklamalarının ve paleo-kıyı çizgilerinin önemli morfolojik kayıtlarını oluşturmaktadır. Batimetri verileri ile sismik yorumların birlikte değerlendirilmesi sonucunda, abrazyon düzlüklerinin çalışma alanı boyunca süreklilik gösterdiği ve güncel deniz tabanı morfolojisinde izler bıraktığı belirlenmiştir. Ayrıca bu yüzeylerin günümüzde küresel deniz seviyesi eğrilerinden beklenenden daha derin konumlarda bulunması, bölgenin Geç Kuvaterner boyunca tektonik çökmeden etkilendiğini göstermektedir. Bununla birlikte, göreceli çökme miktarları ve oranları, abrazyon düzlüklerinin deniz seviyesi eğrileriyle korelasyonuna dayandığından, hesaplanan değerler bölgesel tektonik çökmenin yaklaşık büyüklüğünü temsil etmektedir. Buna rağmen elde edilen sonuçlar, östatik deniz seviyesi değişimlerinin yanı sıra aktif tektonik süreçlerin de Kuşadası Körfezi'nin morfolojik evriminde önemli rol oynadığını göstermektedir. Çalışma kapsamında ayrıca iki paleo-delta sistemi tanımlanmıştır. Delta-1 olarak adlandırılan deltaik istif sigmoid klinoformlarla karakterize edilmekte olup topset-foreset geçişi yaklaşık -37,5 m derinlikte bulunmaktadır. Delta-2 ise oblik progradasyonal klinoformlardan oluşmakta ve topset-foreset geçişi yaklaşık -112,5 m derinliktedir. Küresel deniz seviyesi eğrileriyle yapılan karşılaştırmalar sonucunda Delta-1'in yaklaşık günümüzden 9.300 yıl önce, Delta-2'nin ise yaklaşık günümüzden 14.600 yıl önce geliştiği değerlendirilmiştir. Paleocoğrafik konumları ve güncel drenaj sistemleri dikkate alındığında, Delta-1'in Küçük Menderes Nehri tarafından oluşturulan, Delta-2'nin ise Kocaçay Nehri tarafından beslenen paleo-delta sistemi olduğu belirlenmiştir. Elde edilen tüm bulgular birlikte değerlendirildiğinde, Kuşadası Körfezi'nin Geç Pleyistosen–Holosen dönemindeki evriminin yalnızca küresel deniz seviyesi değişimleriyle açıklanamayacağı anlaşılmaktadır. Bölgenin jeolojik gelişimi, deniz seviyesi değişimleri, aktif tektonik hareketler, nehir kaynaklı sediman girdileri ve kıyısal süreçlerin birlikte etkisi altında şekillenmiştir. Çalışma kapsamında oluşturulan kronostratigrafik model ile tanımlanan yansıma yüzeyleri, çökel birimleri, paleo-kıyı çizgileri, paleo-delta sistemleri ve hesaplanan çökme oranları, Kuşadası Körfezi'nin Geç Kuvaterner jeolojik evrimine ilişkin yeni veriler sunmaktadır. Bu çalışmayla ilk kez yüksek çözünürlüklü sığ sismik veriler, sediman karotları, jeokimyasal analizler ve yaşlandırma sonuçları birlikte değerlendirilerek Kuşadası Körfezi'nin Geç Pleyistosen–Holosen dönemine ait ayrıntılı kronostratigrafik ve paleocoğrafik modeli ortaya konmuştur. Elde edilen sonuçlar, Doğu Ege Denizi'nde deniz seviyesi değişimleri ile tektonik süreçlerin karşılıklı etkileşiminin anlaşılmasına katkı sağlamakta ve gelecekte gerçekleştirilecek paleo-oşinografik, paleocoğrafik ve tektonik çalışmalar için önemli bir temel oluşturmaktadır.