2017 AYVACIK - ÇANAKKALE DEPREM ETKİNLİĞİ'NİN BÖLGESEL MOMENT TENSÖR ANALİZİ: İLKSEL SONUÇLAR

Transkript

1 ÖZET: 2017 AYVACIK - ÇANAKKALE DEPREM ETKİNLİĞİ'NİN BÖLGESEL MOMENT TENSÖR ANALİZİ: İLKSEL SONUÇLAR E. Yavuz 1, T. S. Irmak 2, B. Doğan 3, H. Livaoğlu 1, F. Sertçelik 2, E. Şentürk 4, T. Yeken 5 1 Arş. Gör., Jeofizik Müh. Bölümü, Kocaeli Üniversitesi, Kocaeli 2 Doç. Dr., Jeofizik Müh. Bölümü, Kocaeli Üniversitesi, Kocaeli 3 Arş. Gör. Dr., Jeoloji Müh. Bölümü, Kocaeli Üniversitesi, Kocaeli 4 Arş. Gör., Harita Müh. Bölümü, Kocaeli Üniversitesi, Kocaeli 5 Yrd. Doç. Dr., Jeofizik Müh. Bölümü, Kocaeli Üniversitesi, Kocaeli evrim.yavuz@kocaeli.edu.tr 6 Şubat 2017 tarihinde Ayvacık - Çanakkale bölgesinde başlayan deprem etkinliği, 4 adet M 5 ve 27 adet M 4 depremi kapsamaktadır. 1 Mart 2017 tarihine kadar yaklaşık 3300 adet deprem meydana gelmiş ve bu sismik etkinlik bölge halkında paniğe yol açmış olup kırsal alanlarda ciddi hasarlar meydana getirmiştir. Bu çalışma kapsamında, M>4 olan 10 adet depremin moment tensör analizleri 2 farklı algoritma kullanılarak yapılmıştır. Analiz edilen depremlerin odak mekanizma çözümü KB-GD doğrultulu normal faylanmaya işaret etmektedir ve hepsi sığ derinliklerde meydana gelmiştir. Elde edilen odak mekanizmaları, Türkiye nin KB sındaki bu açılma bölgesinin GB ya doğru eğimli (~50 o ) normal faylar tarafından tanımlandığını ve üst kabuğun ~10 km derinliğine kadar sınırlandırıldığını önermektedir. Ayrıca artçı sarsıntı dağılımı bu büyük depremlerin fay segmentinde 15 km civarında yırtılma meydana getirdiğini göstermektedir. Analiz edilen depremler Türkiye nin KB sında yer alan bu bölgede açılma rejiminin K-G yönlü olmadığını K30 o D yönlü olduğunu göstermektedir. Bununla birlikte, daha detaylı yorumlar ve değerlendirmeler çözüm miktarının arttırılması ile bu çalışmanın bir sonraki aşamasında yapılabilecektir. ANAHTAR KELİMELER: Artçı sarsıntı dağılımı, Ayvacık - Çanakkale, deprem etkinliği, normal faylanma. REGIONAL MOMENT TENSOR ANALYSIS OF 2017 AYVACIK ÇANAKKALE EARTHQUAKE SEQUENCE: PRELIMINARY RESULTS E. Yavuz 1, T. S. Irmak 2, B. Doğan 3, H. Livaoğlu 1, F. Sertçelik 2, E. Şentürk 4, T. Yeken 5 ABSTRACT: 1 Arş. Gör., Jeofizik Müh. Bölümü, Kocaeli Üniversitesi, Kocaeli 2 Doç. Dr., Jeofizik Müh. Bölümü, Kocaeli Üniversitesi, Kocaeli 3 Arş. Gör. Dr., Jeoloji Müh. Bölümü, Kocaeli Üniversitesi, Kocaeli 4 Arş. Gör., Harita Müh. Bölümü, Kocaeli Üniversitesi, Kocaeli 5 Yrd. Doç. Dr., Jeofizik Müh. Bölümü, Kocaeli Üniversitesi, Kocaeli evrim.yavuz@kocaeli.edu.tr An earthquake sequence was starting on February 6, 2017 and four with magnitudes larger than 5.0, has struck Ayvacık Çanakkale region and caused severe damages in rural areas. At least 56 earthquakes with magnitude larger than 3.5 have been recorded until March 1, The focal mechanism of the analyzed earthquakes reveal normal faulting with NW-SE direction and all occurred at shallow depths. Obtained focal mechanisms suggest

2 that extension in this region of the NW Turkey, is accomplished by normal faults at angle (~50o) to the SW and confined in the upper ~10 km of the crust. The aftershock distribution also suggest that these largest earthquakes ruptured about 15 km long fault segments. The analyzed earthquakes show extension of this region of the NW Turkey not only in the N - S direction but also in the N30oE direction. However, more detailed comments and interpretations can only be made by increasing the number of solutions in the next step(s) of this study. KEYWORDS: Aftershock distribution, Ayvacık Çanakkale, earthquake sequence, normal faulting. 1. GİRİŞ Deprem (sismik) fırtınası/etkinliği, çok sayıda kümelenmiş sismik olayların belirli bir periyotta dizi halinde meydana gelmesi olarak açıklanmaktadır (Mogi, 1963). Bu aktivite, öncü şok-ana şok-artçı şok şeklinde veya ana şokun büyük olması, ardından gelen artçı şokların sayısının fazla ve büyüklüklerinin küçük olması şeklinde değil büyüklükleri birbirine yakın, çok sayıda ve tek bir dominant sarsıntının meydana gelmemesi şeklinde oluşan olaylar dizisi olarak da ifade edilmektedir. Genel olarak sismik deprem fırtınası veya kayıt altına alınmış deprem etkinlikleri, magmatik sokulumlardan, volkanik aktivitelerden veya termal kaynakların kabuğun deforme olmuş kısımlarındaki hareketlerinden dolayı meydana gelmektedir (Morales ve diğ., 2015; Hiemer ve diğ, 2012). Depremlerin hakim olduğu bölgenin detaylı incelenmesi; kabuk yapısını, tektonik levhaların hareketlerini, lokal faylanmaların türlerini, termal aktiviteyi hatta ileride meydana gelecek deprem aktivitesini tahmin edebilmek için önemli olacaktır (Cheloni ve diğ., 2017; Suarez ve diğ., 2016; Van Noten ve diğ., 2015; Yavuz ve diğ., 2015; Duverger ve diğ., 2015; Villegas Lanza ve diğ., 2015; Balasco ve diğ., 2015; Bisrat ve diğ. 2012; Daniel ve diğ. 2011). Çalışma alanı, genel olarak Batı Anadolu açılma rejiminin etkisi altındadır. Bu etki sonucunda bölgedeki hakimiyet, birbirine çapraz olarak konumlanmış (KB-GD ve KD-GB) doğrultulu lokal fay segmentleri olarak görülmektedir (Kurtuluş ve diğ., 2009). Bölgenin karmaşık tektonizmasını sismolojik olarak açıklayabilmek için meydana gelen depremlerin moment tensör analizlerinin yapılmasına ihtiyaç duyulmaktadır. Bu analiz ile depremlerin fay mekanizmalarının çözümleri yapılabilmekte; aynı zamanda meydana gelen olayın stres dağılımı ve tektonik yapı ile uyumu tespit edilebilmektedir (Doğan ve diğ., 2016; Irmak ve diğ., 2012; Kinscher ve diğ., 2013). Bu nedenle bölgede kayıt edilmiş bazı depremlerin moment tensör çözümleri yapılarak, bu deprem etkinliğinin kökeni (kaynağı) ve bölgenin kabuk yapısı hakkında bilgi edinilmesi amaçlanmıştır. 2. DEPREM ETKİNLİĞİ 6 Şubat 2017 tarihinde en büyüğü Mw=5.3 olarak hesaplanan ve birkaç gün içerisinde 3 adet daha M>5 büyüklüğünde kayıt altına alınan depremler, Çanakkale'nin Ayvacık ilçesinde meydana gelmiş olup, bölge halkında hem büyük bir paniğe hem de kırsal alanlarda hasara neden olmuştur. 6 Şubat 2017 ile 1 Mart 2017 tarihleri arasında (23 gün) yaklaşık 3300 adet deprem kayıtlara geçmiştir. Bu süreçte meydana gelen depremlerin günlere göre dağılımı Şekil 1.'de gösterilmiştir. Bu deprem etkinliği içerisinde büyüklüğü M>4.0 olan 27 adet deprem oluşmuştur.

3 Şekil 1. 6 Şubat Mart 2017 tarihleri arasında meydana gelen depremlerin zamansal dağılımı. Depremlerin sınıflandırılması yerel saate (UTC+3) göre yapılmıştır. Depremlere ait sismik sinyaller, Boğaziçi Üniversitesi Kandilli Rasathanesi ve Deprem Araştırma Enstitüsü Bölgesel Deprem-Tsunami İzleme ve Değerlendirme Merkezi (KRDAE-BDTİM) veritabanından indirilmiştir. M>4.0 olarak kayıt edilen 10 adet depremin moment tensör analizleri, TDMT_INV (Dreger, 2003) ve ISOLA (Sokos ve Zahradnik, 2008; 2013) algoritmaları ile yapılmıştır. İki ayrı yazılımda da kullanılan bir boyutlu (1-B) hız modeli (Akyol ve diğ., 2006) Tablo 1'de verilmiştir. Çözümü yapılan depremlerin odak parametreleri ise Tablo 2'de gösterilmiştir. Örnek olarak TDMT_INV algoritması ile çözümü yapılan tarihli 03:51:39.70 (GMT) oluş zamanlı (Mw=5.3) depremin moment tensör analiz çalışması Şekil 2.'de ve ISOLA yazılımı ile çözümü yapılan tarihli 05:17:08.32 (GMT) oluş zamanlı (Mw=4.3) depremin analizleri Şekil 3.'te gösterilmektedir. Tablo 1. Depremlerin odak mekanizma çözümleri için kullanılan 1-B hız modeli (Akyol ve diğ., 2006) Derinlik (km) Vp (km/sn) Vs (km/sn) Tablo 2. Moment tensör analizi yapılan depremlerin odak parametreleri Tarih Oluş Zamanı (GMT) Enlem ( o K) Boylam ( o D) Derinlik (km) Büyüklük (Mw) Doğrultu 1/2 Eğim 1/2 Kayma Açısı 1/ :51: /282 58/38-69/ :58: /295 58/32-89/ :45: /212 53/38-81/ :24: /266 56/44-60/ :17: * /110 28/63-75/ :55: * /152 46/45-103/ :48: /324 60/40-118/ :18: /289 52/39-83/ :55: * /292 43/47-96/-84

4 :27: /78 80/77-13/-170 *ISOLA yazılımı (Sokos ve Zahradnik, 2008; 2013) ile hesaplanan centroid derinliğidir. Şekil tarihli 03:51:39.70 (GMT) oluş zamanlı Mw=5.3 büyüklüğünde kayıt edilen depremin TDMT_INV (Dreger, 2003) algoritması ile yapılan moment tensör analiz sonuçları görüntüsü

5 Şekil tarihli 05:17:08.32 (GMT) oluş zamanlı Mw=4.3 büyüklüğünde kayıt edilen depremin ISOLA yazılımı (Sokos ve Zahradnik, 2008; 2013) ile yapılan moment tensör analiz sonuçları görüntüsü

6 3. BULGULAR Bölgede 6 Şubat 2017 tarihinde başlamış olan deprem etkinliği, 1 Mart 2017 tarihine (23 gün) kadar incelenmiştir. Büyüklüğü 4'ten fazla olan 10 adet depremin moment tensör analizleri farklı algoritmalar ile çözümlenmiştir (Şekil 4). Elde edilen sonuçlara göre, Türkiye'nin kuzeybatısındaki bu açılma rejiminde güneybatı eğimli (~50 o ) normal fayların ağırlığının yüksek olduğu sonucuna varılmıştır. Odak mekanizma sonuçlarına göre, üst kabuğun yaklaşık 10 km derinliğine kadar depremlerin derinliklerinin değiştiği anlaşılmıştır. Artçı sarsıntı dağılımı ise büyük depremlerin fay segmenti üzerinde 15 km civarında yırtılmaya yol açtığını göstermektedir. Analizler, bölgedeki açılma rejiminin tam olarak K-G yönlü değil de K30 o D yönlü olduğunu göstermektedir. Bu ilksel çalışmanın devamında yapılacak daha detaylı yorumlar ve değerlendirmeler, çözüm miktarının da arttırılması ile sonraki aşamalarda uygulanacaktır. Şekil 4. 6 Şubat - 1 Mart 2017 tarihleri arasında bölgede meydana gelen depremlerin dağılımları, moment tensör analizi yapılmış 10 deprem ve derinlik dağılımlarını gösterir harita

7 KAYNAKLAR Akyol, N., Zhu, L., Mitchell, B.J., Sözbilir, H., Kekovalı, K. (2006) Crustal structure and local seismicity in western Anatolia. Geophys. J. Int. 166:3, Balasco, M., Lapenna, V., Romano, G., Siniscalchi, A., Stabile, T.A. ve Telesca, L. (2015) The Pollino seismic swarm (southern Italy): first results of the ML= 3.6 aftershock recorded by co-located electromagnetic and seismic stations. Boll. Geofis. Teor. Appl. 56:2, Bisrat, S., DeShon, H.R. ve Rowe, C. (2012) Microseismic swarm activity in the New Madrid seismic zone. Bull. Seismol. Soc. Am. 102:3, Cheloni, D., D'Agostino, N., Selvaggi, G., Avallone, A., Fornaro, G., Giuliani, R., Reale, D., Sansosti, E. ve Tizzani, P. (2017). Aseismic transient during the seismic swarm: evidence for longer recurrence of M 6.5 earthquakes in the Pollino gap (Southern Italy)? Scientific Reports 7. Daniel, G., Prono, E., Renard, F., Thouvenot, F., Hainzl, S., Marsan, D., Helmstetter, A., Traversa, P., Got, J.L., Jenatton, L. ve Guiguet, R. (2011). Changes in effective stress during the Ubaye seismic swarm, France. Journal of Geophysical Research: Solid Earth 116:B1. Doğan, B., Irmak, T.S., Karakaş, A., Kalafat, D. (2016). Seismotectonic content by the source parameters of the 10 June 2012 Ölüdeniz-Fethiye (Dodecanese Islands) Mw 6.1 earthquake and aftershocks (southwestern Turkey). Acta Geodaetica et Geophysica 51:1, Dreger, D. S. (2003). TDMT_INV: Time Domain Seismic Moment Tensor INVersion, International Handbook of Earthquake and Engineering Seismology 81B, p Duverger, C., Godano, M., Bernard, P., Lyon-Caen, H. ve Lambotter, S. (2015) The seismic swarm in the western Corinth rift: Evidence for a multiscale pore pressure diffusion process along a permeable fault system. Geophysical Research Letters 42:18, Hiemer, S., Roessler, D., Scherbaum, F. (2012). Monitoring the West Bohemian earthquake swarm in 2008/2009 by a temporary small-aperture seismic array. Journal of Seismology 16:2, Irmak, T.S., Doğan, B. ve Karakaş, A. (2012). Source mechanism of the 23 October, 2011, Van (Turkey) earthquake (Mw= 7.1) and aftershocks with its tectonic implications. Earth, Planets and Space 64:11, Kinscher, J., Krüger, F., Woith, H., Lühr, B.G., Hintersberger, E., Irmak, T.S. ve Barış, Ş. (2013) Seismotectonics of the Armutlu peninsula (Marmara Sea, NW Turkey) from geological field observation and regional moment tensor inversion. Tectonophysics 608, Kurtuluş, C., Doğan, B., Sertçelik, F., Canbay, M. ve Küçük, H.M. (2009). Determination of the tectonic evolution of the Edremit Gulf based on seismic reflection studies. Mar. Geophys. Res. 30, Mogi, K. (1963). Some discussions on aftershocks, foreshocks and earthquake swarms: the fracture of a semiinfinite body caused by an inner stress origin and its relation to the earthquake phenomena. Bull. Earthquake Res. Inst. 41, Morales, J., Azanon, J.M., Stich, D., Roldan, F.J., Perez-Pena, J.V., Martin, R., Cantavella, J.V., Martin, J.B., Mancilla, F. ve Gonzalez-Ramon, A. (2015). The earthquake swarm in the eastern Guadalquivir

8 basin (South Spain): A case of heterogeneous faulting due to oroclinal bending. Gondwana Research 28:4, Sokos, E.N. ve Zahradnik, J. (2008). ISOLA a Fortran code and a Matlab GUI to perform multiple-point source inversion of seismic data. Computers & Geosciences 34.8, Sokos, E.N. ve Zahradnik, J. (2013). Evaluating centroid moment tensor uncertainty in the new version of ISOLA software. Seismological Research Letters 84.4, Suarez, G., Sanchez-Alvaro, E., Lomas-Delgado, E. ve Arvizu-Lara, G. (2016). The 2013 seismic swarm in Chihuahua, Mexico: evidence of active extensional deformation in the Southern Basin and range. Bull. Seismol. Soc. Am. doi: / Van Noten, K., Lecocq, T., Shah, A.K. ve Camelbeeck, T. (2015). Seismotectonic significance of the Walloon Brabant seismic swarm in the Brabant Massif, Belgium. Tectonophysics 656, Villegas Lanza, J.C., Nocquet, J.M., Rolandone, F., Vallee, M., Tavera, H., Bondoux, F., Tran, T.D., Martin, X. ve Chlieh, M. (2015) A Slow Slip and Seismic Swarm Sequence in a Weakly Coupled Subduction Zone in Northern Peru. AGU Fall Meeting Abstracts. Yavuz, E., Çaka, D., Tunç, B., Irmak, T.S., Woith, H., Cesca, S., Lühr, B.G. ve Barış, Ş. (2015) Earthquake Swarm in Armutlu Peninsula, Eastern Marmara Region, Turkey. EGU General Assembly Conference Abstracts 17, 5099.