Doğu anadolu fay hattından alınan toprak 222rn gazının depremlerle olan ilişkisinin belirlenmesi için matematiksel ve istatistiksel modellerin elde edilmesi
Mathematical and statistical models for determination of the relationship between soil 222rn gas taken from east anatolia fault zone and earthquakes
Yazar: MÜCAHİT YILMAZ
Danışman: PROF. DR. FATİH KÜLAHCI
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Depremlerin önceden saptanması konusunda yapılan çalışmalarda, istatiksel analiz ve jeofiziksel metotlardan oldukça fazla yararlanılır. Yeraltından sızan radonun yoğunluğundaki anomaliler jeofiziksel değişimler arasındadır. Yeryüzünün derinliklerinden çıkan radon, depremlerden önce bazı sistematik değişiklikler göstermekte ve yeryüzünde yapılan radon ölçümleri depremlerin önceden saptanmasına yardımcı olma umudu verir. Araştırma bölgesi, Dünyanın sismik olarak en aktif fay hatlarından biri olan Doğu Anadolu Fay hattı üzerindedir. Yaklaşık olarak 300 km uzunluğundaki çalışma bölgesi, 8 istasyondan oluşmaktadır. Bu araştırma, 2007-2010 tarihleri arasında aralıksız gözlemlenen toplam 836.160 toprak 222Rn verisi kullanarak gerçekleştirildi. 222Rn derişimlerinin aylık ortalamaları alınarak 222Rn gazının geleceğe yönelik risk analizi yapıldı. Bununla birlikte, araştırma süresi boyunca istasyonlarda meydana gelen deprem büyüklüklerinden faydalanarak, deprem oluşumu risk değerleri elde edildi. Hesaplanan risk değerleri dağılım fonksiyonlarıyla incelendi ve belirli döngü aralıklarında deprem kestirimlerin yapılması mümkün oldu. Toprak 222Rn gazı derişimi değerleri ile ilgili tarihlerde bölgede meydana gelen deprem büyüklüğü arasındaki ilişki TYV metodu ile incelenerek, deprem-222Rn karakteristikleri elde edildi. Toprak 222Rn gazı derişiminin değişimi, sadece bölgenin jeolojik özelliklerine ve meydana gelen depremlere bağlı olmayıp, aynı zamanda meteorolojik değişkenlerden de etkilenir. Bu nedenle, toprak 222Rn gazının, meteorolojik değişkenler ile olan ilişkisi incelendi. Bu tez çalışmasının temel amacı, gelecekte meydana gelecek depremler belirsizlik içermesine rağmen, geçmiş yıllarda olmuş deprem büyüklükleri ile toprak 222Rn gazı ve meteorolojik değişkenler arasındaki matematiksel ve istatistiksel ilişkilere yönelik modeller oluşturmak ve çalışma alanı içerisinde meydana gelebilecek deprem riskini hesaplamaktır.
Anahtar Kelimeler: 	Radon, Deprem, Deprem Kestirimi, Zaman Serileri, Risk Analizi, Kümülatif Yarıvaryogram, Meteorolojik Değişkenler, Olasılık Dağılım Fonksiyonları

Abstract:
Mathematical and Statistical Models for Determination of the Relationship Between Soil 222Rn Gas Taken from East Anatolia Fault Zone and Earthquakes 

Statistical analysis and geophysical methods are used extensively in earthquake preliminary studies. The anomalies in the intensity of radon leaking from the ground are among the geophysical changes. The radon emerging from the depths of the earth shows some systematic changes before earthquakes, and radon measurements made on earth hope to help predict earthquakes. The research area is on the East Anatolian Fault line, one of the most seismically active fault lines in the world. The working area, which is approximately 300 km long, consists of 8 stations. This study was carried out using a total of 836,160 soil 222Rn data, which was observed uninterruptedly between 2007 and 2010. Monthly averages of 222Rn concentrations were taken and a future risk analysis of 222Rn gas was conducted. However, earthquake occurrence risk values were obtained by taking advantage of earthquake magnitudes that occurred at stations during the research period. The calculated risk values were analyzed by means of distribution functions and it was possible to make earthquake predictions at specific cycle intervals. The relationship between soil 222Rn gas concentration values and the magnitude of earthquake that occurred in the region was analyzed by TYV method and earthquake-222Rn characteristics were obtained. The change in the soil 222Rn gas concentration is not only dependent on the geological characteristics of the region and the earthquakes that are taking place, but also on meteorological variables. For this reason, the relationship between soil 222Rn gas and meteorological variables was investigated. The main purpose of this thesis is to establish models for the mathematical and statistical relationships between earthquake magnitudes and soil 222Rn gas and meteorological variables that have occurred in the past years and to calculate the earthquake risk that may occur in the study area, even though future earthquakes are uncertain.

Key words: Radon, Earthquake, Earthquake Estimation, Time Series, Risk Analysis, Cumulative Semi-Variogram, Meteorological Variables, Probability Distribution Functions