seferihisar-urla bölgesi'nin güncel depremselliği ve gerilme tensör analizi

83 Pages·2006·6.44 MB·Turkish

ANKARA ÜNİVERSİTESİ
FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

YÜKSEK LİSANS TEZİ

SEFERİHİSAR-URLA BÖLGESİ’NİN GÜNCEL DEPREMSELLİĞİ
VE GERİLME TENSÖR ANALİZİ

Mehmet BAYKAL

JEOFİZİK MÜHENDİSLİĞİ
ANABİLİM DALI

ANKARA
2006

Her hakkı saklıdır
Yrd. Doç.Dr. Bülent KAYPAK danışmanlığında, Mehmet BAYKAL tarafından
hazırlanan “Seferihisar-Urla Bölgesi’nin Güncel Depremselliği ve Gerilme Tensör
Analizi” adlı tez çalışması …/…/2006 tarihinde aşağıdaki jüri tarafından oybirliği ile
Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Jeofizik Mühendisliği Anabilim Dalı’nda
Yüksek Lisans tezi olarak kabul edilmiştir.

Başkan Yrd. Doç.Dr. Bülent KAYPAK

Üye Prof. Dr. Gürol SEYİTOĞLU

Üye Yrd. Doç. Dr. M. Emin CANDANSAYAR

Yukarıdaki sonucu onaylarım

Prof. Dr. Ülkü MEHMETOĞLU
Enstitü Müdürü
ÖZET

Yüksek Lisans Tezi

SEFERİHİSAR-URLA BÖLGESİNİN GÜNCEL DEPREMSELLİĞİ
VE GERİLME TENSÖR ANALİZİ

Mehmet BAYKAL

Ankara Üniversitesi
Fen Bilimleri Enstitüsü
Jeofizik Mühendisliği Anabilim Dalı

Danışman: Yard. Doç. Dr. Bülent KAYPAK

İzmir; nüfus bakımından Türkiye’nin 3. büyük ili olmakla beraber, Ege Bölgesi’nin en
büyük ilidir. Tarih boyunca çeşitli uygarlıkların hüküm sürdüğü bu bölge, yapısal
unsurları son derece karmaşık olan bir tektonik rejime sahiptir. Tarihsel kaynaklar
incelendiğinde, meydana gelen depremlerden sonra bu coğrafyada bulunan çoğu
yerleşim birimleri zarar görmüş hatta yerle bir olmuştur. Avrasya Levhası’nın hem batı
yönünde ilerleme eğilimi hem de kuzeyden güneye doğru saatin ters yönünde rotasyonel
hareketi buradaki tektonizmayı oluşturan temel hareketlerdir. Bu hareketlere bağlı
olarak bölgede pek çok fay segmenti gelişmiştir ve karadaki fayların denize uzanması
üzerlerinde gözlem yapmayı güçleştirmektedir.

Bu derece karmaşıklığa sahip olan bölgenin güncel depremselliği ve bölgeyi etkisi
altında tutan gerilme tensörleri incelenmiştir. Yapılan çalışmada; Afet İşleri Genel
Müdürlüğü Deprem Araştırma Daire Başkanlığı’nın yürüttüğü “Ulusal Sismik Ağın
Geliştirilmesi” (USAG) Projesi’ne ait geniş band kayıtçılar ve Alman Yer Bilimleri
Araştırma Merkezi(GFZ)’nin yürüttüğü GEOFON kayıt ağına ait veriler derlenerek, 17
Ekim 2005 Sığacık Körfezi Depremi (M=5.6) ve sonrasında büyüklükleri 4.0’dan
büyük olan toplam 15 adet depremin lokasyon ve odak mekanizması çözümleri
yapılmıştır. Her bir depremin tekil odak mekanizmalarının bulunmasından sonra çeşitli
yazılımlar kullanılarak bölgeye ait gerilme tensörü belirlenmiştir.

Yapılan çalışmada; Sığacık Körfezi içerisinde oluşan depremlerin yoğunlaştığı bölgeler
göz önüne alınmıştır. Buna göre Sığacık Körfezi’nin batı kesiminde, Urla-Teke
Yarımadası arasında kalan bölge gerilme analizi yapılması için uygun görülmüştür.
Çalışmanın sonucunda, seçilen bölgede σ gerilmesi yaklaşık D-B, σ gerilmesi
1 3
yaklaşık K-G doğrultulu olarak bulunmuştur. Bulunan sonuçlar, Ege Bölgesi’ne ait
gerilme rejimi ile uyumludur.

2006, 73 Sayfa
Anahtar Kelimeler: Depremsellik, Odak Mekanizması Çözümleri, Gerilme Tensörü
i
ABSTRACT

Master Thesis

RECENT SIESMICITY AND STRESS TENSOR ANALYSIS
OF SEFERİHİSAR-URLA

Mehmet BAYKAL

Ankara Universty
Graduate School of Natural and Applied Science
Department of Geophysical Engineering

Supervisor: Asst. Prof. Dr. Bülent KAYPAK

Although, İzmir is the third biggest city of Türkiye with respect to its population, it is
the biggest city of Aegean Region. This region where various civilizations have been
prevailed during historical period has a tectonic regime. When the historical sources
investigated, it has been observed that many settlements in this region were heavily
destroyed or collapsed.

The basic movements which creat the tectonics of this region are the tendency of the
Avrasia Plate to the moving the west direction and the rotational movement of the plate
from south to north in the counter clockwise direction. As a result of these movements
many fault segments had been developed. It is difficult to make investigations in the
region because the faults in the region are extending to the sea.

In this study, current seismicity of this region which having a complicated tectonical
regime and stres tensor which effect the region have been investigated. epicentral
parameters and focal mechanisms of the earthquake of October 17, 2005 Sığacık Bay
Earthquake and 14 aftershocks with magnitude M>=4.0 are obtained by using data
which is recorded by the broad-band and short period stations of the network of the
USAG project carried out by the Earthquake Research Department, General Directorate
of Disaster Affairs and the data of the GEOFON Network which is operated by the
German Earth Sciences Research Center (GFZ) have been evaluated. Furthermore the
focal parameters of the November 6, 1992 Doğanbey Bay Earthquakeand April 10,
2003 Seferihisar Earthquakes have been useed. For each earthquake, single focal
mechanism has been obtained and the stress tensors in the region have been determined
by using different algorithms.

As a result of this study, for this region, it can be said that the tectoniccal structure
shows right lateral component with minor thrust component. The stres σ , indicates
1
compression in E-W direction and stress σ indicates dilatation in N-S direction in the
3
region.

2006, 73 Page(s)

Key Words: Seismicity, Focal Mechanism Solution, Stress Tensor.
ii
TEŞEKKÜR

Bu çalışma, Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Jeofizik Mühendisliği
Anabilim Dalı için Yüksek Lisans Tezi olarak hazırlanmıştır.

Çalışmalarım öncesinde ve çalışmalar sırasında, edinmiş olduğu bilgi birikimlerini
benimle paylaşan, bana her konuda yardımcı olan ve yol gösteren, tez konusunda günün
hangi saatinde olursa olsun aradığımda hiç tereddüt etmeden yardım etmek için çaba
gösteren tez danışmanım Sayın Yrd. Doç.Dr. Bülent KAYPAK’a sonsuz teşekkürü bir
borç bilirim.

Prof. Dr. Gürol SEYİTOĞLU ve Yrd. Doç. Dr. M. Emin CANDANSAYAR’a
hazırlamış olduğum tezde eksiklikleri gösterdikleri için ve eksiklikleri düzeltmemde
yardımcı oldukları için sonsuz teşekkür ederim.

Yapmış olduğu çalışmalar ışığında hiçbir zaman yardımlarını esirgemeyen, kendi
tezlerini ve yayınlarını benimle paylaşan İTÜ Maden Fakültesi Jeofizik Müh. Anabilim
Dalı Araştırma Görevlilerinden Sayın Dr. Neslihan OCAKOĞLU ve Dr. Ahmet
ÖKELER’e sonsuz teşekkür ederim.

Ayrıca bu tez çalışmasında kullanılan verileri sağlayan Afet İşleri Genel Müdürlüğü
Deprem Araştırma Daire Başkanlığı bünyesinde bulunan Sismoloji Şubesi Müdürü
Sayın Jeofizik Y. Müh.Yıldız İRAVUL ve Sayın Fizik Müh. Aysel YATMAN olmak
üzere, tüm Sismoloji Şubesi personeline sonsuz teşekkür ederim.

Yapılan çalışmada, AUTO-DRM sisteminden yararlanılarak yurtdışı kaynaklı verilerin
bu tür çalışmalarda kullanılmasına zemin hazırlayan Alman Yerbilimleri Araştırma
Enstitüsü (GFZ)’ne sonsuz teşekkür ederim.

SEİSAN programının kurulumundan veri okunmasına ve çözümlenmesine kadar her
konuda yardımcı olan Sayın Jeofizik Müh. Tuğbay KILIÇ’a ve hesaplanan odak
mekanizması çözümlerinin haritaya uygulanmasında yardımlarını esirgemeyen Sayın
Jeofizik Müh. Recai F. KARTAL’a çok teşekkür ederim

Özellikle, ARCView ve Surfer harita programlarında hazırlanılan haritalarda
yardımlarını esirgemeyen Sayın Jeoloji Y. Müh. Kerem KUTERDEM ve Sayın Jeoloji
Y. Müh. Cenk ERKMEN ’e teşekkürü bir borç bilirim.

Tezin hazırlanması esnasında, hiçbir fedakarlıktan kaçınmayan maddi manevi destek
sağlayan yardımlarını benden esirgemeyen sevgili aileme şükranlarımı sunarım.

Mehmet BAYKAL
Ankara, Temmuz 2006

iii
İÇİNDEKİLER

ÖZET…………………………………………………………………………….. i
ABSTRACT……………………………………………………………………… ii
TEŞEKKÜR……………………………………………………………………… iv
SİMGELER DİZİNİ…………………………………………………………….. v
ŞEKİLLER DİZİNİ……………………………………………………………... vi
ÇİZELGELER DİZİNİ…………………………………………………………... viii
1.GİRİŞ…………………………………………………………………………….. 1
2.BÖLGENİN TEKTONİK YAPISI……………………………………………. 3
2.1 Batı Anadolu’nun Tektonik Rejimi………………………………………..... 3
2.2 Bölgedeki Aktif Faylar……………………………………………………….. 8
2.2.1 Tuzla Fayı…………………………………………………………………… 9
2.2.2 Seferihisar Fayı……………………………………………………………... 11
2.2.3 Karaburun Fayı…………………………………………………………….. 12
2.3 Bölgede Tarihsel Dönemde Meydana Gelen Depremler…………………… 15
2.4 Bölgede Aletsel Dönemde Meydana Gelen Depremler…………………….. 19
2.5 17 Ekim 2005 Sığacık Körfezi Depremi ve Deprem Dağılımı ……………. 23
3.KURAMSAL TEMELLER…………………………………………………… 26
3.1 Depremlerin Yerlerinin ve Oluş Zamanlarının Hesaplanması…………..... 26
3.2 Odak Mekanizması Hesaplamaları………………………………………..... 28
3.3 Gerilme Tensörünün Belirlenmesi………………………………………….. 31
4.MATERYAL VE YÖNTEMLER…………………………………………….. 39
4.1 USAG Deprem Kayıt Ağı…………………………………………………..... 39
4.2 GEOFON Deprem Kayıt Ağı………………………………………………… 42
4.2.1 Sabit ağ …………………………………………………………………….. 43
4.2.2 Teknik içerik ……………………………………………………………... .. 44
4.2.3 GEOFON veri merkezi …………………………………………………... 46
4.3 SEISAN Veritabanı ………………………………………………………..... 48
4.4 Odak Mekanizması Çözümlerinin Belirlenmesinde Kullanılan
Programlar……………………………………………………………………. 50
4.4.1 FOCMEC Programı ……………………………………………………... 50
4.4.2 FPFIT Programı …………………………………………………………. 51
4.5 Gerilme Analizi……………………………………………………………… 54
5.ARAŞTIRMA BULGULARI…………………………………………………. 56
5.1 Bölgeye Ait Odak Mekanizması Çözümleri……………………………….. 56
5.2 Bölgeye Ait Gerilme Tensörünün Bulunması 59
6.TARTIŞMA VE SONUÇ……………………………………………………… 63
KAYNAKLAR……………………………………………………………………. 67
ÖZGEÇMİŞ……………………………………………………………………….. 73

iv
SİMGELER DİZİNİ

AİGM Afet İşleri Genel Müdürlüğü
AUTH Aristotle University of Thessaloniki
ETHZ Swiss Federal Instute of Technology(Zurich)
HARVARD Harvard University Seismology Labaratory
INGV Italian National Seismic Network
ISC International Seismology Center
İDSDMP İzmir Deprem Senaryosu ve Deprem Master Planı
KAN Kandilli Observatory and Earthquake Research Institute
MTA Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü
NOA National Observatory of Athens, Geodynamic Institute
TUBİTAK-MAM Türkiye Bilimsel ve Teknik Araştırma Kurumu Marmara Yer ve
Deniz Bilimleri Araştırma Merkezi
USAG Ulusal Sismik Ağın Geliştirilmesi Projesi
USGS United States Geological Survey
σ i numaralı gerilme ekseni
i

v
ŞEKİLLER DİZİNİ

Şekil 2.1 Türkiye’nin basitleştirilmiş tektonik haritası. Harita üzerindeki
oklar Anadolu Plakası’nın kabaca hareket yönlerini
göstermektedir.Harita McKenzie, 1970; McClusky ve diğ., 2000;
Taymaz ve diğ., 990’dan değiştirilerek alınmıştır………………... 6
Şekil 2.2 Yapılan GPS ölçümleri sonucunda Batı Anadolu ve Ege
Bölgesi’nde belirlenen plaka hareketleri. (McClusky et al
2000’den alınmıştır.)……………………………………………. 7
Şekil 2.3 Çalışma sahasında incelenen faylar (MTA’nın raporları ile
Ocakoğlu vd. 2005’ten derlenmiştir.)……………………………… 14
Şekil 2.4 Çalışma sahasına ait tarihsel depremlerin harita üzerindeki
görünümü(İDSDMP’den derlenen veriler kullanılmıştır.)………… 19
Şekil 2.5 1900’den günümüze kadar bölgede meydana depremlerin dağılımı
(ISC ve DAD verilerinden düzenlenmiştir.)………………………. 20
Şekil 2.6 USAG projesi kapsamında Sığacık Körfezi ve çevresinde ilk 3
aylık sürede kaydedilen (M>2.5) depremler için Zaman- Deprem
Sayısı grafiği………………………………………………………... 24
Şekil 2.7 17 Ekim 2005 Sığacık Körfezi Depremi’nden sonra bölgede ilk 3
ay içerisinde meydana gelen atçı sarsıntıların koordinat ve
derinliğe göre dağılımları. Sarı noktalar bölgede meydana
gelen 5.0’dan büyük depremleri işaret etmekte, kırmızı
noktalar ise bu depremlerden sonra bölgede oluşan artçı
sarsıntı dağılımlarını işaret etmektedir……………………………. 25
Şekil 3.1 Homojen yarı sonsuz ortamda deprem iç merkezinden yayılan
dalgaların seyahat tarzı. Burada V:yarı ortamın hızı; xο, yο, zο:
depremin enlem, boylam ve derinliği; xi, yi, zi: depremi kaydeden i
istasyonunun enlem, boylam ve deniz mesafesinden yüksekliği, tο:
depremin ilk oluş zamanı, ti: deprem dalgasının i istasyonunda
kaydedilmeye başlandığı zamanı göstermektedir………………………… 26
Şekil 3.2 Odak Mekanizması çözümlerine göre fay tipleri . Şekildeki P alanı
sıkışmayı, T alanı ise gerilmeyi göstermektedir.
(http://neic.usgs.gov )………………………………………………. 31
Şekil 3.3 V hacim elemanının içindeki ds birim alanına etkiyen kuvvetler ve
birim alanının normal vektörü……………………………………... 33
Şekil 3.4 Asıl gerilme eksenlerinin (eˆ , eˆ ), θ0döndürülmesi sonucu oluşan
1 2
yeni koordinat sistemi (eˆ′, eˆ′)…………………………………… 34
1 2
Şekil 3.5 Gerilme eksenlerinin büyüklük ve yönlerine göre faylanma
biçimleri ……………………………………………………………… 38
Şekil 4.1 TURKNET Projesi kapsamında kullanılan kısa periyot tek bileşen
(S–13) ve üç bileşen(S-13J) sismometreler………………………... 41
Şekil 4.2 USAG Projesi kapsamında kurulan geniş-band(CMG-3T)

sismometreler……………………………………………………… 41
Şekil 4.3 CMG-3T sismometrelerin düşey bileşenine ait frekans tepkisi ve
Gürültü Modelleme testi sonuçları 42
Şekil 4.4 Orta ve Kuzey Avrupa ile Akdeniz’de veri toplama alt merkezleri 43
vi
ve SeedLink gerçek zaman veri akışı görülmektedir (2003 Ekim
ayındaki durum) www.gfz-potsdam.de/geofon sitesinden alınmıştır…………...

Şekil 4.5 Dünya çapında veri toplama alt merkezleri ve SeedLink gerçek
zamanlı veri akışı (2003 Ekim ayındaki durum)
www.gfz-potsdam.de/geofon sitesinden alınmıştır…………………. 44
Şekil 4.6 GEOFON tarafından kullanılan (a)STS–2 sismometreler ve
koruma üniteleri, (b) STS-2’nin teknik özellikleri………………… 45
Şekil 4.7 GEOFON’a ait sismometreler için yapılan gürültü testleri………... 45
Şekil 4.8 Çalışmada kullanılan geniş band ve kısa periyot istasyonların
dağılım haritası……………………………………………………... 47
Şekil 4.9 SEISAN Veritabanının genel dosyalama diyagramı……………….. 49
Şekil 4.10 FOCMEC programında sonuç olarak verilen odak mekanizması

çözümü……………………………………………………………. 51
Şekil 4.11 FPFIT programı yardımıyla hesaplanan odak mekanizması
çözümünün FPPLOT programı yardımıyla çizilen son haline bir
örnek………………………………………………………………. 54
Şekil 5.1 17 Ekim 2005 depreminin ana şoku ve sonrasında meydana gelen
(M>5.0) depremlerin farklı sismoloji araştırma merkezlerine ait
odak mekanizması çözümleri (EMSC’nin web sitesinden
alınmıştır. http://www.emsc-csem.org/ 02.11.2005)……………. 57
Şekil 5.2 6 Haziran 1992, 10 Nisan 2003 depremleri ile 17 Ekim 2005
tarihinde bölgede meydana gelen ana deprem ve artçı
sarsıntılarına ait(M>=4.0) odak mekanizması çözümleri. ………. 58
Şekil 5.3 Yapılacak gerilme analizi için seçilen bölge çerçeve içinde
belirtilmiştir……………………………………………………….. 61
Şekil 5.4 Bölge’ye ait hesaplanan gerilme analizi Burada S , S veS
1 2 3
değerleri σ, σ ve σ değrelerini temsil etmektedir…………….
62
1 2 3
Şekil 6.1 Yapılan hesaplamalar sonucu bölgede meydana gelen gerilmeler ve
yönleri. Kırmızı oklar sıkışma yönlerini, beyaz oklar ise
açılma(gerilme) yönlerini göstermektedir………………………… 64

vii
ÇİZELGELER DİZİNİ

Çizelge 2.1 İzmir ve yakın çevresinde tarihsel dönemde hasara yol açmış
büyük depremler (İDSDMP’den düzenlenmiştir.)…………………. 16
Çizelge 2.2 İzmir ve yakın çevresinde aletsel dönemde hasara yol açmış büyük
depremler (M>5.0) (Türkelli vd. 1990’dan düzenlenmiştir.)……… 21
Çizelge 3.1 Çalışmada kullanılan kabuk modeli (KALAFAT.D vd. 1987). …… 28
Çizelge 3.2 Hesaplanan R değerine göre bölgede etkin olan faylanma türleri….. 37
Çizelge 5.1 17 Ekim 2005 Sığacık Körfezi Depremi’nden sonra bölgede
meydana gelen (M>4.0) odak mekanizması çözümleri
U:Doğrultu, D:Dalım, E:Eğim ve GS: Gözlem Sayısını
ifade etmektedir……………………………………………………. 59
Çizelge 5.2 Doğanbey Körfezi (1992) ve Seferihisar (2003) Depremlerine ait
lokasyon ve odak mekanizması çözüm sonuçları (Tan ve Taymaz
2002,2003)……………………………………………………….. 59

viii