6 Şubat 2023 Kahramanmaraş deprem serisini başlatan olay: Mw 7.0 Narlı Depremi ve yüzey deformasyonu
February 6, 2023, the event that initiated the Kahramanmaraş earthquake series: Mw 7.0 Narlı Earthquake and its surface deformation
Yazar: HAVVA NESLİHAN KIRAY CANİK
Danışman: DOÇ. DR. CENGİZ ZABCI
İstanbul Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Jeoloji Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering
Dizin: Deprem = Earthquake ; Doğu Anadolu fay zonu = Eastern Anatolian fault zone ; Kahramanmaraş-Pazarcık-Narlı = Kahramanmaraş-Pazarcık-Narlı ; Narlı Ovası = Narlı Plain ; Neotektonik = Neotectonic ; Yüzey kırıkları = Surface ruptures

Özet:
İnsanlığın, doğa karşısındaki konumu, yaşama dünyasının koşullarından bağımsız olduğunda, yani üzerinde yaşadığı gezegeni daha iyi anlayabilmesinin en önemli araçlarından biri olan, doğa bilimleri ile ilişkisi kopuk olduğunda yaşam kalitesi ve güvenliği derinden etkilenir. Kıt'asal kabukta gerçekleşen depremler yaşam alanları üzerinde yıkıcı etkiye sahip, doğa olayları olarak kabul edilseler dahi; esasen, gezegenimizin canlılığı, doğal kaynakları ve doğrudan insan yaşamı üzerindeki yapıcı unsurların başında yer alır. Doğal bir jeoloji laboratuvarı olarak görülen fakat doğa karşısındaki konumumuzu belirlemekte zorlandığımız ülkemiz; 6 Şubat 2023 Pazartesi günü 50.000'den fazla yurttaşımızın ölümü ve milyarlarca ABD doları tutarında ekonomik kayba yol açan bir seri depremle sarsılmıştır. Bu depremler; Hatay, Kahramanmaraş, Adıyaman, Malatya, Gaziantep, Adana illeri başta olmak üzere 11 ilimizi şiddetli etkilemiş, Doğu Anadolu, Akdeniz ve İç Anadolu bölgelerinden pek çok ilde hissedilmiştir. 
Bu depremlerin ilki olan Mw 7.0 Narlı Depremi, saat 04.17'de Narlı Fayı (NF)'nda meydana gelmiş ve güneyden kuzeye doğru devam eden yırtılma farklı fay sistemlerinde büyük depremler zincirini başlatmıştır. Narlı Fayı yüzey yırtılması kuzeyde Doğu Anadolu Fayı (DAF)'nda iki yönlü yeni bir kırılmaya ve bu depremlerin en büyüğü olan 6 Şubat Mw 7.8 Pazarcık Depremi'ne neden olmuştur. Pazarcık Depremi'nden 9 saat sonra Mw 7.6 Ekinözü Depremi gerçekleşmiş ve tüm bu olaylar Anadolu Bloğu, Arap Levhası ve Adana-Kilikya-Hatay Havzası'nın sınır yapılarının birleştiği karmaşık bir tektonik sistemde yaklaşık 450 km'lik yüzey yırtılmasına yol açmıştır.
Bu tezde, "çok segmentli" 6 Şubat depremlerinin başlangıç mekanizmasını daha iyi anlayabilmek için Narlı Fayı boyunca gelişen yüzey deformasyonu ve bir makaslama zonunun gelişen tüm yapıları (rn1, R2, P1, P2, Y kırıkları) belgelenmektedir. Belgelenen bu yapılar, saha gözlemlerinde kırık hattının genel yönelimi, geometrisini ve deformasyon zonunun genişlediği alanları el tipi GPS alıcısı ile işaretlenerek, yönlü-konumlu fotoğraflarını ve kırık boyunca atım, çelik metre kullanılarak yer değiştirme ölçümlerini kapsar. Buna ek olarak, NF'nin kırık haritasının üretilmesi ve atım ölçümü için, uzunlukları 1,5 km ile 4 km, genişlikleri 0.7–1 km arasında değişen toplam 19 adet poligonda üç farklı İHA ile Hareketten Yapı (Structure from Motion) tekniğine uygun sistematik olarak 14.986 adet yüksek çözünürlüklü hava fotoğrafından ortofoto ve Sayısal Yükseklik Modelleri (SYM) hazırlanmıştır.
Bu tezde yapılan analizler sonunda toplam uzunluğu 24 km olan NF'nin yan kolları ile birlikte yüzeyde oluşturdukları toplam deformasyonun 40 km olduğu sonucuna varılmıştır. Yer piksel çözünürlükleri 3-7 cm arasında değişen ortofotolar ve SYM'ler yardımı ile birbirinden 8 km'lik bir "boşluk" ile ayrılan 14 km uzunluğundaki güney ve 10 km uzunluğundaki kuzey parçaları olmak üzere iki set yüzey kırığı haritalanmıştır. Bu görüntüler üzerinde sahada gerçekleştirilen 21 atım ölçümüne ek 361 adet yeni ötelenme lokasyonu işaretlenmiştir. 361 adet sol yanal ötelenmenin; 315'i güney, 46'sı ise kuzey kesimindedir. Güney kesimde maksimum sol yanal ötelenme miktarı; bu tezde nasıl hesaplandığı detaylandırılan, lokasyon 88'de bir stabilize yolda 334±10 cm olarak ölçülmüştür. Hesaplama yapılan tüm lokasyonların konum ötelenme miktarı gibi bilgilerinin yer aldığı çizelge yine bu tezde verilmiştir. 
Doğu Anadolu Makaslama Zonu (DAMZ)'nin ana üyelerinden biri olan DAF ile NF'nin birleştiği kama şekilli 6 km2' lik bir alanda uzunlukları 10 m'den 250 m'ye değişen, KG, DB, KD-GB, KB-GD uzanımlı kinematikleri birbirinden farklı kırıklar haritalanmıştır. İki farklı sisteme ait fayların kesiştiği kama şekilli bu alanda; toplam deformasyonun, Prandtl Hücre Modeli'ne benzer çok sayıda farklı kinematik ve farklı doğrultularda kırıklar boyunca dağıldığı bu çalışmada görülmüştür. Buna ek olarak bölgede yapılan detaylı çalışmalar sonucunda, DAF ve NF aynı makaslama zonunun, farklı yapıları (birincil ve ikincil kırıkları) oldukları şeklinde yorumlanmıştır.
Konumu K10°D ile K35°D arasında değişen Narlı Fayı'nda meydana gelen yüzey kırığının büyük bir kısmı Aksu Çayı Havzası'nda yer alır. Ceyhan Nehri'nin önemli kollarından birini oluşturan Aksu Çayı'nın, Gaziantep, Adıyaman ve Kahramanmaraş illerinin kesişim noktasında, başka bir deyişle "Kahramanmaraş Üçlü Eklemi" içerisinde yer almakta olan karstlaşmaya elverişli tektonik kontrollü bir havzaya sahip olduğu bilinmektedir. Bu özelliklere sahip bölgelerde deprem gibi ani yer değiştirmeler sonucunda tetiklenmiş obruklar dünyanın birçok yerinde gözlemlenmiştir. Bunlardan birine örnek olarak NF yüzey kırığının güney kesimi bu tezde incelenmiştir. NF'nin güneyde sonlandığı yer olan Eğlen Köyü ve yakın çevresinde 14 adet farklı boyutlarda, yer yer iç içe geçmiş dairesel/elipsoidal ikincil kırıklar tespit edilmiştir ve ilgili bölümde bu obruklara ait bilgiler sunulmuştur. Bu ikincil kırıkların çaplarının en küçük olanları 42-44 m ile en büyük olanları 171-180 m aralığındadır. Tek başına bir tane dairesel yapı çok sayıda insanın yaşadığı bir köye ciddi hasarlar verebilecek boyutlardadır. 
Bu ikincil kırıklar, başlangıçta bölgede geniş yayılım sunan Eosen yaşlı kireçtaşları göz önüne alındığında tetiklenmiş obruk olarak değerlendirilmiştir. Daha sonra Ağustos 2015 – Şubat 2023 tarihleri arasındaki Sentinel-1 radar verilerinin zaman serilerinden radar bakış yönündeki deformasyon hızları hesaplanmıştır oluşturulmuştur. SBAS analizlerine göre Narlı Fayı yüzey kırığının sönümlendiği Eğlen köyü ve güneyinde Narlı Ovası boyunca sistematik düşey yönlü deformasyon gözlendiği sonucuna ulaşılmıştır.
Tektonik aktivitenin yoğun gözlendiği bir konumda yer alan ülkemizin aktif faylarının, yüzey kırıklarının yerlerinin iyi belirlenmesi ve bunlara ek olarak deprem sırası ve sonrası tetiklenecek diğer yapıların vereceği hasarların da göz önünde bulundurulması bu tezde önerilmektedir.

Abstract:
In the absence of knowledge, human beings are openly exposed to hazards related to natural processes of the Earth. Even though earthquakes in the continental crust are considered to be natural phenomena with devastating effects on habitats, they are in fact one of the most constructive factors on the vitality of our planet, its natural resources and thus directly impacting human life in general. On Monday, February 6th, 2023, our country was shaken by a series of earthquakes that caused the loss of more than 50,000 of our citizens and economic losses of billions of US dollars. These earthquakes severely affected 11 provinces, especially Hatay, Kahramanmaraş, Adıyaman, Malatya, Gaziantep, Adana, and were felt in many other places in the Eastern Anatolia, Mediterranean and Central Anatolia regions.
The first of these events, the Mw 7.0 Narlı Earthquake, occurred at 04.17 (GMT+3) on the Narlı Fault (NF) and the rupture from south to north initiated a chain of large earthquakes on different fault systems. The surface rupture of the Narlı Fault caused bilateral rupturing on the neighbouring East Anatolian Fault (EAF) to the east; triggering the largest of these earthquakes, the February 6 Mw 7.8 Pazarcık Earthquake. The Mw 7.5 Ekinözü Earthquake occurred 9 hours after the Pazarcık Earthquake, and all these events caused about 450 km of surface rupture within a complex tectonic system where the boundary structures of the Anatolian Block, the Arabian Plate and the Adana-Cilicia-Hatay Basin Complex converge.
In this thesis, in order to better understand the initiation mechanism of the 'multi-segment' February 6 earthquakes, the surface deformation along the Narlı Fault is documented with its all structures (R1, R2, P1, P2, Y shears) that developed in a sinistral shear zone. These structures are documented by field observations of the general geometry of the surface ruptures that are recorded using a mobile GPS receiver, oriented photographs, and displacement measurements with a steel meter. In addition, very high resolution UAS-based orthophotos and Digital Surface Models (DSMs) based on 14.986 stereo-photographs were used for the preparation of the detailed rupture map of the Narlı Fault.
As a result of my analyses, the length of the surface rupture reached up to 24 km or even 40 km when its secondary shear structures are taken into account. With the help of orthophotos and DEMs with a ground pixel resolution of 3-7 cm, two sets of surface ruptures, a 14 km long southern section and a 10 km long northern part, which are separated by an 8 km 'gap', were mapped. Using these images, 361 new displacement locations were identified in addition to the 21 slip measurements made in the field. Of the 361 sinistral co-seismic displacements; 315 are in the south and 46 in the north. The maximum left lateral displacement in the southern section was measured as 334±10 cm across a stabilized road at location 88. 
In the wedge-shaped area of 6 km2 where the East Anatolian Fault (EAF), the most prominent member of the Eastern Anatolian Shear Zone (EASZ), and the NF merge, surface breaks with different kinematics ranging from 10 m to 250 m in length and oriented SW, WNW, NE-SW, NW-SE were mapped. In this wedge-shaped area, the total deformation is distributed along the slip lines, similar to the Prandtl Cell Model. In addition, as a result of detailed studies in the region, it was interpreted that EAF and NF are, respectively, the primary and secondary structures of the same shear zone. 
A large part of the surface rupture on the Narlı Fault, is located in the Aksu Basin. Aksu Stream, one of the important tributaries of the Ceyhan River, is known to have a tectonically controlled basin suitable for karstification, located at the intersection of Gaziantep, Adıyaman and Kahramanmaraş provinces, in other words within the "Kahramanmaraş Triple Junction". Sinkholes triggered by sudden displacements such as earthquakes have been observed in many other parts of the Earth in regions with similar characteristics. I documented the southern part of the NF surface rupture as one of the recent examples of those. In and around the village of Eğlen, where the NF rupture terminates to the south, 14 circular/ellipsoidal secondary fractures of different sizes were identified. The smallest of these secondary fractures are 42-44 m in diameter and the largest ones are of 171-180 m in diameter. A single circular structure alone can cause serious damage to a village with several inhabitants.
These secondary fractures were interpreted as triggered sinkholes considering the wide distribution of Eocene aged limestones in the region. According to the SBAS analysis using the time series of Sentinel-1 radar data between August 2015 and February 2023 it can be concluded that a systematic deformation in radar line-of-sight had been taking place at an annual rate along the Narlı Plain south of the Eğlen village.