Deprem mekanizma çözümleri ve gerilme tensörü analizi ile Marmara bölgesinin sismotektonik özelliklerinin incelenmesi
The study of seismotectonic characteristic of Marmara region with focal mechanism solutions and stress tensor analysis
Yazar: ALİ TOLGA ŞEN
Danışman: PROF. DR. HALUK EYİDOĞAN
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeofizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Jeofizik Mühendisliği = Geophysics Engineering
Dizin: Sismogram = Seismogram ; Sismoloji = Seismology ; Sismometre = Seismometer ; Sismotektonik = Seismotectonics ; Stres = Stress

Özet:
Kuzey Anadolu Fayı'nın batı bölümünde Marmara Bölgesi'nde ve Marmara Denizi içerisindeki devamı konusunda farklı görüşler vardır.Bu çalışmada Marmara Bölgesi'ndeki gerilme analizi çalışması için 1912 ? 2009 yılları arasında olmuş depremlerin fay düzlemi çözümleri kullanılmıştır. Çalışmada kullanılan fay düzlemi çözümlerinin 101 tanesi 2006 -2009 yılları arasında TÜRDEP (Türkiye'nin Deprem Riski Yüksek Jeo-Stratejik "ancak tektonik rejimleri farklı" Bölgelerinde Deprem Davranışının Çok Disiplinli Yaklaşımlarla Araştırılması) projesi kapsamında kaydedilen, magnitüdü 2,5 ve daha yukarı depremlerdir. Bu depremlerin P dalgası ilk hareket yöntemi kullanılarak fay düzlemi çözümü yapılmıştır. Böylece 1912 ? 2009 yılları arasında olmuş 360 depremin fay düzlemi çözümlerinden yararlanarak Marmara Bölgesi'ndeki tektonik gerilme tensörleri tüm bölge ve belirlenen sismotektonik alanlar için hesap edilmiştir. Tüm fay düzlemi çözümleri ve bunlardan elde edilen P anlık gerilme eksenleri haritalandırılmıştır. Belirlenen alanlar için elde edilen ana gerilme eksenlerinin (sigma1, sigma2, sigma3) alansal dağılımları değerlendirilerek Marmara Bölgesi'nde süregiden güncel tektonik etkinlikler yorumlanmıştır.Bu tez çalışması sırasında fay düzlemi incelemeleri, gerilme tensörü hesaplamaları ve ilgili harita çizimleri SEISAN, ZMAP, MATLAB, EXCEL programları kullanılarak yapılmıştır.1912 ? 2009 yılları arasında kullanılan sismolojik veri bu zaman aralığında çalıştırılan deprem istasyonlarının sayı, dağılım ve yeteneklerine bağlı olarak zaman, mekan ve büyüklükte tek düze (homojen) değildir. Marmara Bölgesi'ndeki küçük depremlerin (M<5) elde edilebilme kapasitesi ancak 1974 yılından sonra gelişen MARNET, İZİNET ve TÜRDEP projelerinin gelişimine bağlı olarak artmıştır. Özellikle 17 Ağustos 1999 Kocaeli depremi hemen sonrasında güvenilir küçük deprem fay düzlemi çözüm olanakları en yüksek seviyeye çıkmıştır.Bu çalışmada hesaplanan gerilme tensörü değerlerinin alansal dağılımları değerlendirildiğinde şu sonuçlar elde edilmiştir: Marmara Bölgesi'ndeki tüm tensörel değerlere göre Marmara Bölgesi'nde doğrultu atım bileşenli deformasyon (decrochement) baskın bir karakter sergilemektedir. Buna göre Kuzey Anadolu Fayı'nın kuzey Marmara'da baskın karakterini sergilediği söylenebilir. Ayrıca çek ? ayır mekanizmasının da kısmen ve tali olarak işlediğine dair kanıtlar bulunmuştur. Mevcut fay düzlemi çözümleri ve diğer sismolojik bulguların Kuzey Anadolu Fayı'nın güney kolunun varlığına dair tatmin edici örüntüyü sunmadığı görülmektedir. Çınarcık ve Gemlik alanları baskın normal faylanma karakterini ortaya koymaktadır.

Abstract:
There are different views on the western continuation of the North Anatolian Fault in the Marmara Region and the Marmara Sea.In this study, fault plane solutions of the earthquakes occurred between 1912-2009 years were used for stress tensor analysis in the Marmara Region. P wave first motion method was used to find the fault plane solutions for the earthquakes with magnitudes 2.5 and above. 101 earthquakes that were recorded during the implementation of the TURDEP (Multi-Disciplinary Earthquake Researches in High Risk Regions of Turkey Representing Different Tectonic Regimes (TURDEP), project. Thus, tectonic stress tensors were calculated for the whole Marmara Region and the sub-tectonic areas by using the fault plane solutions of total 360 earthquakes that occurred in the time period between 1912-2009. All the fault plane solutions and their instantenous P-axes were mapped. The ongoing evaluation of current tectonic activity in the Marmara Region is interpreted with the spatial distribution of the principal stress axes (sigma1, sigma2, sigma3) for the specified areas. During this study, algorithms such as SEISAN, ZMAP, MATLAB, EXCEL were used for fault plane solution analyses, stress tensor calculations and related mapping. The seismological data is not uniform in time, space and size because of the numbers, locations and capability of the operated earthquake stations in the Marmara Region between 1912-2009 years. Small earthquakes (M <5) in the Marmara Region could have been obtained only after 1974 following the development of MARNET, IZINET, TURDEP projects. Especially, reliable fault plane solutions of small earthquakes with the higher level accureacy has emerged immediately after the 1999 Kocaeli Earthquake.The following results were obtained when the spatial distribution of the calculated stress tensor is evaluated in this study: The overall evaluation of principal stress values in the Marmara Region shows major strike slip regime (decrochement). It is suggested that the North Anatolian Fault exhibits dominant character in the North Marmara Region. Also, there are evidences for partial activity and occurrence of pull-apart mechanisms in this region. Prevalent seismic fault plane solutions and other findings such as seismicity do not give satisfactory pattern for the existence of the southern branch of the North Anatolian Fault. Çınarcık and Gemlik areas reveal dominantnormalfaultingcharacter