27 Eylül 2021 Girit depremi ve artçıları için derin öğrenmeye dayalı detaylı sismik kataloğun oluşturulması - Balkaya, Zeynep Nihal (Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2024)
Helen Dalma Batma Zonu ve Girit'de son yıllarda arka arkaya 6 ve üzeri büyüklüklerde depremlerin sık olmuş olması bu çalışmanın çıkış noktasını oluşturmaktadır. 27 Eylül 2021'de adada meydana gelen Mw 6.0 büyüklüğündeki depremi ve sonrasındaki artçıları incelemek amacıyla bir katalog oluşturulmaya karar verilmiştir. Girit Adası ve Helen Dalma Batma Zonu çevresinde 26 Eylül 2021 ve 31 Ocak 2022 tarihleri aralığında gerçekleşen depremler için derin öğrenmeye dayalı bir dedektör ve faz seçici olan EQTransformer ve kaynak konumu için faz tespitlerinin tutarlılığına dayanan bir kod olan REAL kullanılarak hassas bir deprem kataloğu oluşturulmuştur. Sismolojide sismik aktiviteyi izlemek için pek çok adım kullanılır. Geçmişte manuel olarak gerçekleştirilen bu adımlar günümüzde faz gelişlerini tespit etmek için tasarlanan algoritmalarla otomatik olarak gerçekleştirilmektedir. Sürekli sismik veriler içinde sismik olayın başlangıç zamanını tanıma, P ve S dalgalarının varış zamanını belirleme sismolojide çok önemlidir ve veri kümelerinin çok büyük olması sismolojiyi derin öğrenme uygulamalarına çok elverişli hale getirir. 27 Eylül 2021'de Girit adasında Arkalochori yakınlarında ada içinde aletsel dönemde kaydedilmiş en büyük deprem meydana geldi. Aletsel büyüklüğü Mw 6.0 olan ve adadaki normal faylardan Kastelli Fayı yakınlarında meydana gelen deprem 1 ölüme ve adada hasara neden oldu. Ana şoku aynı gün içinde 4 ve üzeri büyüklükte birçok artçı şok takip etti. Ertesi gün 5.3 Mw büyüklüğünde en büyük artçı şok yaşandı ve ilk birkaç gün yüzlerce deprem meydana geldi. Bu çalışmada daha ayrıntılı bir katalog oluşturmak ve dolayısıyla artçı depremleri daha detaylı tesbit etmek amacıyla ada ve çevresinde yer alan Hellenic Unified Seismological Network'e ait HC, HI, HL, HT ve GE ağlarına ait yedisi ivmeölçer, biri kısa periyot ve yirmi geniş bant olmak üzere toplamda yirmi sekiz istasyondan gelen sürekli dalga formlu MiniSEED formatında olan veriler için derin sinir ağı temelli yapay zeka tabanlı bir deprem sinyali dedektörü ve P ve S faz seçici olan EQTransformer kullanıldı. Bu işlemden sonra ise REAL (Rapid Earthquake Association and Location) ile daha önceden EQTransformer ile seçilmiş olan P ve S fazları birbirleriyle ilişkilendirilerek depremler tesbit edildi. Girit'e ait 1 boyutlu hız modeli ile bu tesbit edilen depremlerin yerleri Hypocenter programı ile konumlandırıldı. Sonrasında depremlerin lokal büyüklükleri (ML) hesaplandı ve böylece 23°-28.5° boylam; 34.5°-36.5° enlemlerini kapsayan 128 günlük bir katalog oluşturuldu. Böylelikle NOA ve ISC kataloglarına göre çok daha hassas bir deprem kataloğu elde edildi. Çalışmada EQTransformer ile oluşturulan katalogda 23°-28.5° boylam; 34.5°-36.5° enlemlerini kapsayan 128 günlük zaman aralığında bulunan deprem sayısı 14958'dir. Aynı zaman ve koordinat aralığı için bu sayı NOA kataloğunda 6341, ISC kataloğunda ise 6360'dır. Sonraki tüm kıyaslamalar ISC kataloğu ile yapılmıştır. EQTransformer ile oluşturulan katalog ve ISC kataloğunun ortak olarak bulmuş oldukları deprem sayısı 4004'dür. Yalnızca EQTransformer ile oluşturulmuş olan katalogda bulunan deprem sayısı 10954'dür. Sadece ISC kataloğunda bulunan depremlerin sayısı ise 2356'dır. 2'den küçük depremleri bulmada EQTransformer'ın oldukça başarılı olduğu görülmüştür. EQTransformer ile oluşturulan katalogda 2'den küçük depremlerin sayısı 10724'dür. Bu sayı ISC kataloğu için 3316'dır. Adadaki deprem ve artçılarını incelemek amacıyla EQTransformer ile oluşturulan katalog 34.9°-35.5° enlem ve 24.8°-25.8° aralığında daraltıldı. Bunun sonucunda EQTransformerın bulmuş olduğu deprem sayısı 13325, aynı koordinatlarda ISC kataloğundaki deprem sayısı ise 4818 oldu. Bu depremlerin EQTransformer ile oluşturulan katalogda bulunanların 10035'i 2'den daha küçüktür. ISC kataloğunda ise 4818 depremden 2832'si 2'den küçüktür. 3'den büyük depremlerin her iki katalogda ortak olarak daha kolay yakalanabildiği görülmüştür. Ada içinde her iki katalogda ortak olarak bulunan deprem sayısı ise 3601'dir. Depremlerin derinlik dağılımına baktığımızda ise ağırlıklı olarak 0-10 km'de meydana geldiğini ve ilk 20 km'de olduğunu görürürüz. 27 Eylül 2021'de saat 6:17'de meydana gelen Girit adasındaki deprem çözülen odak mekanizma sonuçlarına göre 25.25° boylam ve 35.18° enleminde, 4.1 km derinlikte, doğrultusu 229°, eğimi 43° ve atım açısı -73° bulunmuştur. Buna göre diğer çalışmalara benzer olarak Kastelli Fayı'nın Avli segmentinde Heraklion-Messara Havzasının yönelimine benzer olarak GGB-KD-GB-KD gidişli, neredeyse doğrultu atımlı normal fay olduğu sonucuna varılır. Bulunan sismisite dağılımı ile fayın yönelimi benzerlik göstermektedir. Böylelikle daha hassas bir deprem kataloğu oluşturulmuş ve ada içindeki ilk gün ve sonraki gün olan bazı depremlerin odak mekanizma çözümleri yapılmıştır.
A deep learning-based construction of detailed seismic catalog for the 27 September 2021 Crete earthquake and its aftershocks
Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2024
Keywords: deprem; earthquake; derin öğrenme; deep learning