Sürekli jeodezik verilerdeki kısa-dönem davranışların araştırılması: İsmetpaşa krip örneği
Investigation of transient signal behavior in continous geodetic data: The case study of İsmetpaşa creep
Yazar: ALPAY ÖZDEMİR
Danışman: PROF. DR. UĞUR DOĞAN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Harita Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Geomatik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Jeodezi ve Fotogrametri = Geodesy and Photogrammetry
Dizin: Kuzey Anadolu fay zonu = North Anatolian fault zone

Özet:
Bu tez çalışmasının amacı, Kuzey Anadolu Fayının İsmetpaşa segmentinin yakın alan çevresine kurulan İsmetpaşa sürekli GNSS ağı (ISMENET) istasyonlarına ilişkin zaman serilerindeki geçici sinyaller (transient) ve bu istasyonlardan elde edilen hız alanı kullanılarak segmentin yaklaşık 120 km'lik bir kısmı boyunca güncel krip miktarı, dağılımı, zamansal ve mekansal değişimini belirlemektir.
Bu amaç kapsamında, İsmetpaşa segmenti ve yakın çevresinde meydana gelen krip hızı ve derinliği ilk defa sürekli GNSS istasyonları ile izlenmeye başlanmış ve Kuzey Anadolu Fay hattının İsmetpaşa segmentinin yaklaşık 120 km kısmı boyunca Gerede ve Ilgaz arasında 18 adet GNSS istasyonu tesis edilmiştir. Temmuz 2016 tarihinden itibaren veri toplanmaya başlayan bu istasyonlara ek olarak çalışma bölgesinin yakın çevresinde yer alan 19 adet TUSAGA-Aktif istasyon verileri 12 IGS  istasyonu referans alınarak Bernese v5.2 GNSS yazılımıyla değerlendirilmiştir. Değerlendirme sonucu elde edilen günlük koordinatlar zaman serisi analizi yapılarak ITRF14 Avrasya plakası sabit hız alanı elde edilmiştir. Çalışma bölgesindeki hızlar, fay paralel hızlara dönüştürülerek elastik yer değiştirme modeliyle İsmetpaşa segmenti boyunca krip hızı ve derinliği belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, Bayramören civarında 3 km derinlikte 6.5 ± 0.33 mm/yıl, İsmetpaşa'nın yaklaşık 20 km doğusunda yer alan Akbaş köyü (Çerkeş) civarında 4 km derinlikte 7.8 ± 0.40 mm/yıl ve İsmetpaşa civarında 4 km derinlikte 7.4 ± 0.37 mm/yıl krip hızı elde edilmiştir. Gerede'nin 10 km doğusunda yer alan Yunuslar köyü civarında krip hareketinin gözlenmediği yayımlanan PSInSAR verilerden elde edilen sonuçlarla uyumlu olduğu görülmektedir.
Elastik yerdeğiştirme modeline ek olarak, fay boyunca karşılıklı yer alan ISMENET istasyonlarının ilk 2.5 yıllık verilerinden hızlar kestirildikten sonra her 3 aylık verileri eklenerek yeniden hızları hesaplanmış ve krip hızının hem zamansal hem de mekansal değişimine ait bilgiler elde edilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, genel olarak zaman içinde segment boyunca krip hızının azalma eğiliminde olduğu görülmektedir. Ayrıca krip hızının maksimum değerine Akbaş-Örenli köyü civarında ulaştığı ve bu kısmın doğusuna doğru azalarak Ilgaz civarında yaklaşık 3 ± 0.15 mm/yıl değerlerine kadar azaldığı görülmektedir.
Bölge için gerçekleştirilen InSAR zaman serileri ve kripmetre ölçümleri, İsmetpaşa bölgesinde asismik kaymanın sürekli olarak değil, epizodik bir şekilde davrandığını göstermektedir. Bu sabit dönemlerin, görece hızlı asismik kayma geçici dönemleriyle sırasıyla değiştiği bir hareket sergilemektedir. Dolayısıyla  çalışma bölgesinde meydana gelen epizodik kaymalar dakikaları ve/veya ayları kapsayan bir zaman aralığında gerçekleşebilmektedir. Meydana gelen bu ani kaymaların bölgeye tesis edilen ISMENET istasyonlarından elde edilen GNSS zaman serileriyle belirlemek amacıyla Çok Kanallı Tekil Spektrum Analizi yöntemi uygulanarak 21 Aralık 2019 ve 15 Ocak 2020 tarihleri arasında meydana gelen asismik kayma hareketi belirlenmiştir. Bu analiz sonucunda bölgede maksimum 2.8 mm ve minimum 1.4 mm krip miktarı belirlenmiştir.

Abstract:
The purpose of this thesis study is to determine the transient signals and the current amount, distribution, temporal, and spatial variations of creep along a approximately 120 km section of the İsmetpaşa segment using the time series data from the İsmetpaşa continuous GNSS Network (ISMENET) stations established in the vicinity of the İsmetpaşa section of the North Anatolian Fault Zone.
In the scope of this objective, the creep rate and depth occurring in the İsmetpaşa segment and its vicinity have been monitored for the first time using continuous GNSS stations. A total of 18 GNSS stations have been installed between Gerede and Ilgaz, covering approximately 120 km of the İsmetpaşa segment of the NAF. In addition to these stations, data from 19 TUSAGA-Aktif stations in the vicinity of the study area, with 12 IGS stations as reference, have been evaluated using Bernese v5.2 GNSS software. Daily coordinates obtained from the evaluation were used for time series analysis, resulting in the determination of the ITRF14 Eurasian plate fixed velocity field. The velocities in the study area were transformed into fault-parallel velocities to determine the creep rate and depth along the Ismetpasa segment using the elastic displacement model. According to the obtained results, a creep rate of 6.5 ± 0.33 mm/year at a depth of 3 km near Bayramören, a creep rate of 7.8 ± 0.40 mm/year at a depth of 4 km near Akbaş village (Çerkeş) located approximately 20 km east of Ismetpasa, and a creep rate of 7.4 ± 0.37 mm/year at a depth of 4 km near Ismetpasa were determined. The results are consistent with the published results obtained from PSInSAR data, which indicate no significant creep motion near Yunuslar village located 10 km east of Gerede.
In addition to the elastic displacement model, velocities were estimated from the first 2.5 years of data from the ISMENET stations along the fault. Subsequently, velocities were recalculated by adding quarterly data to observe both the temporal and spatial changes in creep rate. Generally, it is observed that the creep rate decreases along the segment over time. Furthermore, it is observed that the maximum creep velocity is reached near Akbaş-Örenli village and decreases towards the east, reaching approximately 3 ± 0.15 mm/year near Ilgaz.
InSAR time series and creepmeter measurements conducted in the region indicate that aseismic slip in the Ismetpasa region behaves episodically rather than continuously. It exhibits a movement pattern where stationary periods are alternated with relatively rapid transient episodes of aseismic slip. Therefore, these episodic movements in the study area can occur within a time interval ranging from minutes to months. In order to determine these sudden movements using the GNSS time series obtained from the ISMENET stations established in the region, the Multichannel Singular Spectrum Analysis (MSSA) method was applied to determine the aseismic slip motion that occurred between December 21, 2019, and January 15, 2020. As a result of this analysis, a maximum creep amount of 2.8 mm and a minimum of 1.4 mm were determined in the region.