Alıcı fonksiyonlar ve yüzey dalgalarının birlikte ters çözümünden TBZ (Trabzon) sismik istasyonunun kabuk yapısı
Joint inversion of receiver functions and surface waves for crustal structure beneath station TBZ (Trabzon)
Yazar: MURAT ERDURAN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. ÖZCAN ÇAKIR
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeofizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2002
Konu: Jeofizik Mühendisliği = Geophysics Engineering
Dizin: Alıcı fonksiyonlar = Receiver functions ; Kabuk hız yapısı = Crustal velocity structure ; Ters çözüm = Inversion ; Yüzey dalgaları = Surface waves

Özet:
ÖZET Bu çalışmanın öncelikli amacı TBZ (Trabzon) sismik istasyonunun altındaki kabuk hız yapışım ortaya çıkarmaktır. Bu amaçla, TBZ istasyonunda kayıt edilen tele-sismik P dalgalan ve bölgesel yüzey dalgalan birlikte kullanılmıştır. Tele-sismik P dalgalarının ters- evrişiminden hesaplanan alıcı fonksiyonlar tek başına ters-çözüm işleminde kullanıldığında, alışıla gelmiş çok çözümlülük sorunu ile karşılaşılmaktadır. Bu sorunu aşmak için, son yıllarda kullanılmaya başlanılan bir çözüm yöntemi (alıcı fonksiyon ve yüzey dalgası) başarılı bir şekilde uygulanmıştır. Yeni yöntemin en önemli avantajı, alıcı fonksiyon ile yüzey dalgası arasında bir ağırlık sisteminin kurulabilmesidir. Tez çalışmasında kullanılan deprem verileri tamamen tek-istasyon özelliğindedir ve literatürde benzer niteliğe sahip çalışmalar oldukça azdır. Yüzey dalgalan ve alıcı fonksiyonları birlikte ters çözerken dikkat edilmesi gereken en önemli nokta, her iki veri grubunun yaklaşık benzer Jeolojik yapıyı örneklemesidir. Söz konusu veri gruplarının örneklediği kabuk kalınlıkları birbirinden önemli miktarda (örneğin, +10 km) farklı ise, bu çalışmada olduğu gibi, yorumlama aşamasında ayrıca dikkat etmek gerekmektedir. Böyle bir durumda, alıcı fonksiyonlar Moho süreksizliğinin derinliğini doğru olarak verebilir, ancak tekabül eden mutlak sismik hızlar büyük olasılıkla yanlıştır. Bu şekilde ortaya çıkabilecek yanılgı, yüzey dalgası ters-çözüm hız yapışma gerekli müdahale ile kolayca giderilebilir. Yüzey dalgalarının alıcı fonksiyon ters-çözüm işlemine katılmasının bir diğer avantajı ise, istasyon altındaki olası yanal Jeolojik düzensizliklerden kaynaklanan sismik etkileri bastırmasıdır. TBZ sismik istasyonunun doğusunda 30 ±2 km ve batısında ise, 36 ±2 km kabuk kalınlığı saptanmıştır. İstasyonun altındaki sığ makaslama dalgası hızlan oldukça düşüktür (2.45 ±0.18 km/s). Üst kabukta, makaslama dalgası hızı 3.77 ±0.18 km/s olan bir yüksek- hız zonu ve orta kabukta ise, sismik hızı 3.55 ±0.18 km/s olan bir düşük-hız zonu saptanmıştır. Moho süreksizliğindeki hız atlaması 0.5 km/s' den küçüktür ve üst-manto Sn hızı 4.41 ±0.18 km/s olarak karakterize edilmiştir. Anahtar Kelimeler: Alıcı Fonksiyon, Çok Çözümlülük, Kabuk Hız Yapısı, Ters-çözüm, Yüzey Dalgası rv

Abstract:
SUMMARY Joint Inversion of Receiver Functions and Surface Waves for Crustal Structure Beneath Station TBZ (Trabzon) The current study is designed to invert shear-wave velocity structure beneath the seismic station TBZ (Trabzon). For this purpose both receiver functions and surface waves recorded at station TBZ are employed. Receiver functions are obtained from the deconvolution of three-component tele-seismic P waves, and frequently encounter multiple-solution problem when inverted alone. A joint inversion of both receiver functions and surface waves has recently been suggested to eliminate the multiple-solution, and is applied here efficiently. The new method provides a system of equations weighted properly for both data sets. This study is interesting to use all single-station data (both receiver function and surface wave) that is not frequently seen in the literature. It is better if receiver functions and surface waves sample a relatively similar velocity structure when used together. If the crustal thickness both from receiver functions and surface waves is different as much as ±10 km, the user of the method should be extra cautious against a possible misinterpretation such as experienced here. In this case, it is possible that the depth to the Moho discontinuity is estimated correctly, but not the corresponding absolute velocity thereon. One should then adjust the surface wave solution as much as necessary. The addition of relevant surface wave information to the inversion of receiver function is also effective to alleviate possible disturbances from Geological irregularities beneath the station. The crustal thickness beneath station TBZ is estimated to be 30 ±2 km to the east of the station, and 36 ±2 km to the west. Shallow shear- wave velocities are extremely low (i.e. 2.45 ±0.18 km/s). Upper crustal shear-wave velocities are estimated to be around 3.77 ±0.18 km/s (high-velocity-zone), and those in mid-crustal levels, around 3.55 ±0.18 km/s (low-velocity-zone). The velocity jump at Moho is relatively low (i.e. < 0.5 km/s), and the upper mantle Sn velocity is estimated to be 4.41 ±0.18 km/s. Key Words: Receiver Function, Multiple-solution, Crustal Velocity Structure, Inversion, Surface Wave