Adıyaman-Samsat (Türkiye) Bölgesinin Sismik Aktivitesi: İlksel Sonuçlar

Transkript

1 Adıyaman-Samsat (Türkiye) Bölgesinin Sismik Aktivitesi: İlksel Sonuçlar T. Serkan Irmak 1, İlyas Bulut 1*, Bülent Doğan 2, Evrim Yavuz 1 *1 Kocaeli Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Jeofizik Müh. Bölümü, Kocaeli, Türkiye 2 Kocaeli Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Jeoloji Müh. Bölümü, Kocaeli, Türkiye Sorumlu yazar blt.ilyas@outlook.com Özet Adıyaman-Samsat Bölgesi, Bitlis Bindirme Zonu'nun güneyinde ve Arap Levhası'nın kuzey kısmında yer almaktadır. Atatürk Barajı'nı da kapsayan çalışma alanı genellikle karmaşık olmayan bir jeolojiye sahiptir. Çalışma alanının tektonik yapısı Arap-Anadolu Levhaları'nın arasındaki çarpışmanın etkisindedir. Bölgedeki önemli fay zonları sağ ve sol yanal doğrultu atımlı faylar olup, bunlar Adıyaman-Samsat Fay Zonu, Kalecik Fay Zonu, Lice Fay Zonudur. Bölgenin sismik aktivitesine bakıldığında, depremlerin genellikle küçük veya orta büyüklükte meydana geldiği gözlemlenmiştir. Lokal büyüklükleri 5,7, 5,5 ve 5,1 olarak değişen üç adet deprem 2008 ile 2018 yılları arasında meydana gelmiştir. Ayrıca 5.7 lokal büyüklüğündeki deprem bu periyottaki en büyük deprem olarak kaydedilmiştir. Bu çalışmada, yılları arasındaki sismik aktivite analiz edilmiştir. Depremlerin faz okumaları tekrardan analiz edilerek hareket eden düzlemlerin konumları yeniden belirlenmiştir. Bölgede meydana gelen depremlerin odak mekanizma çözümleri P dalgası ilk hareket yöntemi ve moment tensör analizi ile elde edilmiştir. İlksel sonuçlara göre Adıyaman-Samsat bölgesindeki sismik aktivitenin Samsat ilçesine yakın bir bölgede oluştuğu ve deprem dış merkez dağılımlarının baraj gölünden ziyade genellikle karasal alanda oluştuğu belirlenmiştir. Analizleri yapılan depremlerin odak mekanizma çözümleri küçük bir ters bileşenli doğrultu atımlı faylara işaret etmektedir. Bölgedeki fay zonlarının izleri, topografyada belirgin olmayıp Pliyo-Kuvaterner yaşlı birimler deforme edilmemiştir. Bu anlamda depremlerin oluştuğu fay düzlemleri, Neojen öncesi yaşlı birimlerin içerisinde olup reaktive olmuşlardır. Anahtar Kelimeler: Adıyaman-Samsat, sağ ve sol yanal doğrultu atımlı faylanma, odak mekanizması. Abstract Adiyaman-Samsat Region is located to the south of the Bitlis Thrust zone and to the northern part of the Arabian plate. The project area, which includes the Atatürk dam, has usually an uncomplicated geology. The tectonic structure of the study area is under the influence of the convergence between the Arabian- Eurasian plates. The important fault zones (Adiyaman-Samsat Fault Zone, Kalecik Fault Zone, Lice Fault Zone) that affect the region are observed to be dextral and sinistral faults. When looking at the seismic activity of the study area, it is seen that the earthquakes that occur are usually small and mediumsized earthquakes. Three earthquakes with the local magnitudes of 5.7, 5.5 and 5.1 were occurred between Also, the 5.7 local magnitude earthquake is the largest one during this period. In this study, the seismic activity between has been analyzed. Phase readings of earthquakes have been re-analyzed and earthquake locations have been re-located. Focal mechanisms of earthquakes that occur in the region will obtain by using P wave first motion and moment tensor analysis. The preliminary results indicate that the seismic activity of the Adiyaman-Samsat region is located a narrow area close to Samsat town and epicenters are mostly located land rather than dam lake. The focal mechanism of the analyzed events show strike-slip faulting mechanism with a small reverse component. The active fault system in the region is not predominant on the topography and the Plio-Quaternary units are not to be deformed. In this context, fault planes that earthquakes occur, are in pre-neogene units. Keywords: Adiyaman-Samsat, dextral and sinistral faulting, focal mechanism. 1. Giriş 1107

2 Samsat ilçesi Adıyaman iline bağlı olup, Atatürk Baraj bölgesinde bulunmaktadır (Şekil 1). Bölgede 2008, 2017, 2018 yıllarında sırayla ML=5.1, ML=5.7 ve ML=5.5 orta büyüklükte üç adet deprem meydana gelmiştir. Oluşan bu depremler Samsat ilçesine büyük ölçüde zarar vermiş olup, bölgede oluşan depremlerin nedeninin araştırılması için bu projeye başlanmıştır. Çalışma bölgesi Samsat ilçesinin de içinde bulunduğu Atatürk Barajı ve çevresi olarak belirlenmiştir. Projede amacımız depremlerin nedenlerini ortaya çıkarmak ve fay geometrisini belirlemektir. Depremlerin oluş nedenleri akla iki soru işreti getirmektedir. Oluşan depremler ya baraj suyunun statik yükünden kaynaklı ya da Arap plakasının, Anadolu plakasını sıkıştırması sonucu meydana gelmektedir. Bu belirsizliği ortadan kaldırmak için ilk adım olarak 68 adet depreme Kandilli Rasathanesine ait olan zsacwin programı kullanılarak relocation işlemi uygulanmıştır. Yaz döneminde saha gözlemleri yapılarak fayların doğrultuları, eğim yönü ve eğim açıları hesaplanarak hangi jeolojik birimleri kestiği gözlemlenmiştir. 2. Bölgenin Jeolojisi Ve Yapısal Özellikleri Şekil 1. Çalışma Alanının Google Earth Görüntüsü Güneydoğu Toroslar kuşağının kuzey kenarında yer alan inceleme alanında Mesozoyik ten günümüze kadar olan jeolojik zaman aralığında oluşmuş magmatik, metamorfik ve sedimanter kayaçlardan meydana gelmiş çeşitli birimler bulunmaktadır. Söz konusu jeolojik birimlerden en yaşlı olanlarını dağlık alandaki bindirme kuşağında ve yer yer havza tabanında aflore olan Mesozoyik birimleri oluşturmaktadır. Pliyo-Kuvaterner depolarının aşındırıldığı veya faylı alanlarda Eosen kalkerleri antiklinal yapıları olarak ortaya çıkmaktadır. Bunun dışında taban arazi ise tamamen Pliyo-Kuvaterner dolgularından meydana gelmektedir. En genç oluşuklar ise vadi tabanı ve seki sistemlerinde görülen Kuvaterner alüvyonlarıdır (Karadoğan ve Tonbul, 2013). Samsat ve civarında yüzeyleyen jeolojik birimler; baraj gölünün güneyinde tabanda Koçali karmaşığı, bunun üzerinde Üst Kretase - Alt Plaeosen yaşlı Gemav formasyonu, Eosen-Üst Miyosen yaşlı Şelmo formasyonu ve bunların hepsini örten akarsu çökeli niteliğindeki Pliyo-Kuvaterner yaşlı çökellerdir. Samsat ve civarında haritalanan iki önemli doğrultu atımlı fay makaslama zonu oluşturur. Bunlardan biri Samsat kuzeyindeki KB doğrultulu sağ yanal özelliğinde olan Samsat fayı (1), diğeri ise kuzeydoğudaki Lice fayının devamı olan ve KD doğrultulu sol yanal (2) karakterindedir (Şekil.2). 1108

3 Şekil 2. Samsat (Adıyaman) ve civarındaki jeolojik birimler ve bu çalışma ile haritalanan ve türleri belirlenen 1 ve 2 no lu doğrultu atımlı faylar (Karadoğan ve Tonbul, 2013; MTA,2018). Hem Samsat, hem de Lice faylarının birleştiği lokasyon olan Samsat ve civarında aktif fay özelliğinde herhangi bir fay bulunmayıp haritalanan 1 ve 2 no lu doğrultu atımlı faylar bölgedeki ya Miyosen yaşlı veya Paleosen-Eosen yaşlı birimleri deforme eder. Bütün bu deformasyon verileri, en üstteki Pliyo- Kuvaterner yaşlı akarsu çökelleri ile örtülür. Şekil 3. a) Samsat (Adıyaman) kuzeydoğunda Fırat nehri civarındaki fayın, b) Miyosen yaşlı birim içindeki konjuge fayların, c) Pliyo-Kuvaterner yaşlı birim tarafından paralel (boşluklu) diskordans ile örtülen Eosen yaşlı kiltaşı bantlı kumtaşı içinde kalan fayların, d) Samsat-Adıyaman yolu üzerinde Pliyo-Kuvaterner yaşlı birim ile Eosen yaşlı birim arasındaki çökelme ile birlikte oluşan diskordansın, e) Samsat güneybatısında sol yanal doğrultu atımlı fay boyunca oluşan hidrokarbon bantlaşmasının, görünümleri. 1109

4 3. Yöntem Kandilli rasathanesi ve deprem araştırma enstitüsü (KRDAE) tarafından verilen depremleri genellikle hızlı çözümlerdir ve hata miktarları büyüktür. Bu yüzden sismolojik çalışmalarda kullanılması düşünüldüğünde, faz okumalarının mutlaka yeniden yapılması gerekmektedir. Bunun yanı sıra bir depremin yeri ve derinliğinin daha doğru belirlenmesi o depremi kayıt eden istasyon ve sayısı ve bu istasyonların azimutal dağılımlarına bağlıdır. Özelikle, küçük magnitüdlü depremlerde, depremin enerjisinin az olmasından dolayı sadece episantr yakınlarındaki az sayıda istasyon tarafından kayıt edilmesi, küçük depremlerdeki yatay ve düşey hata miktarlarının artmasına ve böylece sismik aktivitenin yanlış yorumlanmasına neden olmaktadır. Bu çalışmada KRDAE tarafından işletilen istasyon verilerine ek olarak AFAD tarafından işletilen istasyon verileri de eklenerek, bir depremi kayıt eden istasyon sayısı arttırılmaya çalışılmış ve deprem yer ve derinlik bilgisi daha doğru olarak hesaplanmıştır (Şekil 4). Şekil 4. Çalışmada Kullanılan KRDAE ve AFAD İstasyonlarının Dağılımı Bu çalışmada, depremlerin yerlerinin belirlenmesinde, HYPO71 (Lee ve Lahr,1972) algoritmasını kullanan bir Windows ara yüzü olan ZSACWin kullanılmıştır (Yılmazer 2018:kişisel görüşme). HYPO71 bir istasyonda kayıt edilen fazların, verilen hız modeline göre, gözlemsel seyahat zamanları ile teorik seyahat zamanları arasındaki farkı en küçük kareler yöntemi ile minimuma indirerek, depremin yerini belirlemeye çalışır. Bu çalışmada hız yapısı olarak Kalafat (1987) kullanılmıştır (Tablo 1). Tablo 1. Bu çalışmada kullanılan hız yapısı (Kalafat, 1987) V P (km/s) Derinlik (km) V P/Vs=1.73 HYPO71 temel olarak Geiger yönteminden (Geiger, 1910; Geiger, 1912) hareket etmektedir. Geiger metodunda 2 boyutlu basit bir problem ele alınmaktadır. Bir odak noktası ve iki istasyon x-z düzleminde kabul edilir (Şekil 5). 1110

5 İstasyon 1 (x 1, z 1) İstasyon 2 (x 2, z 2) Yer Yüzü Noktası (x 0, z 0) İlk Hiposantr Şekil 5. 2 boyutlu bir düzlemde (x z) odak noktası (yıldız) ve 2 istasyonun gösterimi. Odak noktasının (x, z) koordinatları bilinmediğinden, depremin oluş zamanı Watadi diyagramı kullanılarak elde edilmektedir. İstasyonlardaki gözlemsel (O) ve teorik (C) seyahat zamanları arasındaki fark 1 numaralı denklem ile verilmektedir. (0 C) i = (t i T 0 ) T i = t i x dx + t i y dy + t i z dz + dt 0 (1) Burada, i istasyonu, T 0, depremin oluş zamanı, ti seyahat zamanı, Ti hesaplanan seyahat zamanını temsil etmektedir. Çözümü basitleştirmek adına 2 boyutlu bir düzlem kabul ettiğimiz için y düzlemine parametre kaybolacak ve (1) numaralı denklem (2) numaralı denkleme dönüşecektir. (0 C) i = (t i T 0 ) T i = t i dx + t i dz (2) x z Teorik seyahat zamanı iki istasyon için aşağıdaki formül ile hesaplanmaktadır. T i = (x i x 0 ) 2 + (z i z 0 ) 2 / V p (3) x ve z ye göre kısmi türevlerin hesaplanabilmesi içi aşağıdaki formüller kullanılır. t i x = (x i (x 0 + 1) 2 + (z i z 0 )) 2 / V p T i (4) t i z = (x i x 0 ) 2 + (z i (z 0 + 1)) 2 / V p T i (5) Başlangıç parametreleri ile çözüme başlandıktan sonra elde edilen kısmi türev değerlerinin başlangıç parametrelerine eklenmesi ile yeni odak noktası koordinatları belirlenir. Bu işlem (O-C)=min oluncaya kadar devam eder ve depremin nihai lokasyonu elde edilir (Şekil 6) İstasyon 1 İstasyon

6 YerYüzü İlk Hiposantr (x 0, z 0) 4. Sonuçlar Ve Tartışma Şekil 6. İterasyon Sonucunda Bulunan Yeni Odak Noktası. Bu çalışmada, yılları arasında meydana gelmiş 68 adet depremin, KRDAE ve AFAD istasyonlarındaki kayıtlarının faz okumalarını ZSACWin programı yeniden yapılarak, yerleri yeniden belirlenmiştir (Şekil 7). Şekil 7. 5 Mayıs 2018 Kovanoluk-Samsat Depremine ait zsacwin Programı Ekran Görüntüsü 68 depremi kayıt eden istasyonlardaki fazlar tekrar okunması ile birlikte, meydana gelen depremlerin KRDAE tarafından oluşturulan katalog bilgilerinin aksine, daha sığ derinlikte ve Samsat fayı civarında olduğu gözlenmiştir (Şekil 8). Ancak baraj gölüne düşebilecek depremlerin oluşum mekanizmasında Atatürk barajı baraj gölü etkisinin, Samsat civarında daha geniş alana sahip olması nedeniyle buradaki faylar üzerinde oluşturacağı su yükünün göl tabanı batimetrisi ile birlikte su hacmi hesaplanmadan bilinemeyeceği düşünülmektedir. Ayrıca, yapılan saha gözlemlerinde ise bölgede var olan fayların Miyosen yaşlı birimleri kestiği, Plio-Kuvaterner yaşlı genç birimler ile örtüldüğü gözlemlenmiştir. 1112

7 Teşekkür Şekil 8. KRDAE Tarafından Anons Edilen ve Bu Çalışmada Yerleri Belirlenen Depremler Yazarlar, çalışmada kullanılan depremleri son kullanıcıya açtıkları için KRDAE ve AFAD a teşekkür ederler. Kaynaklar Karadoğan, S. ve Tonbul, S. (2013). Adıyaman Havzasının jeomorfolojik özellikleri, Akademik Sosyal Araştırmalar Dergisi, 1(1), Lee, W. H. K., & Lahr, J. C. (1972). HYPO71: A computer program for determining hypocenter, magnitude, and first motion pattern of local earthquakes (No ). US Geological Survey,. Geiger, H., & Nuttall, J. M. (1912). XL. The ranges of the α particles from uranium. The London, edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science, 23(135), Kalafat, D., Gürbüz, C., & Üçer, S. B. (1987). Batı Türkiye de kabuk ve üst manto yapısının araştırılması. Deprem Araştırma Bülteni, 59, (Ziyaret Tarihi 5 Aralık 2018). 1113