Kuzey Anadolu Fay Zonunun Kinematiği

Transkript

1 Kartal, Kadirioğlu, Zünbül Kuzey Anadolu Fay Zonunun Kinematiği Kartal, R. F. (1), Kadirioğlu, F. T. (1), Zünbül, S. (1) (1) AFAD, Deprem Dairesi Başkanlığı, Ankara Sorumlu Yazar: Kartal, R. F., Alp-Himalaya deprem kuşağı üzerinde yer alan Anadolu levhasını şekillendiren üç önemli fay sistemi mevcuttur. Bu fay sistemlerinden ilki Doğu Anadolu Fay Zonu (DAFZ) olup, güneydoğusundaki Arabistan Levhası ile kuzeybatısındaki Anadolu Levhası arasında gelişmiştir. İkinci fay sistemi, yaklaşık doğu-batı doğrultulu olan Kuzey Anadolu Fay Zonudur (KAFZ). KAFZ, doğuda Karlıova dan başlayıp batıda Biga Yarımadası ve Saros Körfezine kadar yaklaşık 1200 km uzunluğu ile Türkiye nin kuzeyini kateder. Üçüncü fay sistemi ise DAFZ ile KAFZ arasındaki Anadolu bloğunun batı kısmında gelişen Ege Graben Sistemidir (EGS). KAFZ üzerinde son yüzyılda 1912 Şarköy-Mürefte, 1939 Erzincan, 1942 Tokat, 1943 Çankırı, 1944 Gerede, 1999 Kocaeli ve Düzce depremleri gibi önemli depremler meydana gelmiştir. Sunulan bu çalışma ile aletsel dönemin başlangıcından ( ), 2014 yılı sonuna kadar olan zaman diliminde KAFZ üzerinde meydana gelen deprem aktivitesi incelenmiştir. KAFZ ye 50 km uzaklıktaki noktaların oluşturduğu poligon, çalışma alanı olarak belirlenmiştir. Söz konusu alan içerisinde meydana gelen ve aletsel büyüklüğü 6.0 ve daha büyük olan depremlerin odak mekanizması çözümlerinden, deprem anındaki hareketin yönü belirlenmiş (x kayma vektörü), oluşan yüzey kırıkları ile ilişkisi irdelenmiştir. Aletsel büyüklüğü 4.0 ve daha büyük olan depremlerden fay düzlemi çözümü yapılanların KAFZ üzerinde oluşturdukları kümeler belirlenmiştir. Bu kümelerin her biri için asal gerilme eksenlerinin yönleri tespit edilmiş, böylece KAFZ nin, sıkışma ve açılma bölgeleri ortaya konulmuştur. Bu çalışmalardan elde edilen sonuçlar ışığında KAFZ nin kinematiği farklı bir açıdan değerlendirilmiştir. Anahtar Kelimeler: Kuzey Anadolu Fay Zonu, aletsel dönem deprem aktivitesi, yüzey kırığı, odak mekanizması. 19. Aktif Tektonik Araştırma Grubu Çalıştayı, Ekim 2015 Sakarya Üniversitesi, Jeofizik Mühendisliği Bölümü, Sakarya.

2 1. GİRİŞ Atlantik Okyanus ortası sırtının iki tarafa doğru yayılmasına bağlı olarak, Afrika-Arabistan levhaları kuzeykuzeydoğuya doğru hareket etmektedir. Diğer taraftan Kızıldenizin kuzeydoğu-güneybatı yönünde bugün de devam eden deniz tabanı yayılması nedeni ile Arabistan levhası kuzeye doğru itilerek Avrasya levhasının altına doğru dalmaya zorlanmaktadır. Bütün bu hareketler sonucunda Türkiye anakarasında üç önemli fay sistemi (Doğu Anadolu Fay Zonu, Kuzey Anadolu Fay Zonu, Ege Graben Sistemi) gelişmiştir. Aletsel dönemde bu faylar üzerinde çok sayıda yıkıcı deprem meydana gelmiş, oldukça fazla can ve mal kaybı yaşanmıştır. Özellikle Kuzey Anadolu Fay Zonu (KAFZ) üzerinde 1939 Erzincan depremi ile başlayan yıkıcı deprem serisi 1999 depremleri ile 20. yüzyıl için nihayetlenmiştir [1]. 2. ANA TEKTONİK YAPILAR 2.1 Doğu Anadolu Fay Zonu (DAFZ) DAFZ yaklaşık 550 km uzunluğunda birbirine paralel ya da oblik fay serilerini içeren kuzeydoğu yönelimli doğrultu atımlı bir faydır [2-18]. İlk olarak Allen tarafından tanımlanmıştır [19]. Bu fay sistemi Arap ve Afrika plakaları arasındaki sınırda ve Anadolu ile Avrasya plakaları arasındaki sınırda transform fay şeklindedir. KAFZ ın eşleniği olarak anılmaktadır. DAFZ, Karlıova birleşim noktasından başlar ve Türkoğlu kavşağına kadar yaklaşık kuzeydoğu-güneybatı doğrultulu devam eder. Bu noktadan itibaren kuzeykuzeydoğu-güneygüneybatıya yönelerek Amik Gölü nün kuzeyine kadar Amanos Dağlarının doğu sınırını belirleyerek devam eder [20] (Şekil-1). 2.2 Kuzey Anadolu Fay Zonu (KAFZ) KAFZ, Türkiye'nin kuzeyinde, orta seviyedeki doğrultu atımca baskın bir deformasyon kuşağının şekillenmesi ile oluşan [21-23], dünyadaki en geniş aktif doğrultu atımlı faylardan birisidir. KAFZ, Ege Denizi nin kuzeyinde Saros Körfezi nden Doğu Türkiye de Karlıova ya kadar, kabaca Karadeniz güney sahiline paralel bir şekilde yaklaşık 1200 km boyunca uzanır. Kıyıya yaklaşık 100 km uzaklıkta düzenli bir şekilde devam eder ve Ege Tafrojeni [24-26] ile Doğu Anadolu Yüksek Platosunu [27-29] birleştirir [30]. KAFZ, Marmara Denizi içerisinde iki ana kola ayrılır. (1) Kuzey kol Marmara Denizi ni bir uçtan öbür uca geçer ve KAFZ ın en aktif segmentidir. 17 Ağustos 1999 depremi bu kol üzerinde meydana gelmiştir. (2) Güney kol ise Marmara Denizi nde güneybatı doğrultusu ile Ege Denizi ne doğru uzanır [31] (Şekil-1). 2.3 Ege Graben Sistemi (EGS) Ege Bölgesinin jeodinamik evriminde önemli bir rol oynar. Bölgedeki hendek yapısı sistem boyunca çeşitlilik gösterir. Sistemin doğu kısmı transform fayların aksine hareket eder [31-32]. EGS doğu-batı doğrultulu normal faylar ile sonlandırılmış birçok bloktan meydana gelir. EGS içerisindeki çöküntü alanları kuzeyden güneye doğru; Edremit Körfezi, Bakırçay-Simav, Gediz-Küçük Menderes, Büyük Menderes ve Gökova Körfezi olarak sıralanabilir. Bölgedeki ana sıkışma KKB-GGD ve ana çekme yönü ise KKD-GGB yönlüdür [33](Şekil-1). 2

3 Şekil-1. Yenilenmiş Türkiye Diri Fay Haritası [20]. 3. KUZEY ANADOLU FAY ZONUNUN ALETSEL DÖNEM DEPREM ETKİNLİĞİ KAFZ'ye 50 km uzaklıkta bulunan noktaların oluşturduğu poligon çalışma alanı (Şekil-2) olarak belirlenmiştir. Sunulan bu çalışmada, çalışma alanı içerisinde döneminde meydana gelen ve aletsel büyüklüğü 4.0 ve daha büyük olan depremler tercih edilmiştir dönemi için Kadirioğlu ve diğ. kataloğu [34], dönemi için ise Başbakanlık AFAD Deprem Dairesi Başkanlığı kataloğu kullanılmıştır [35]. 3.1 Aletsel Büyüklüğü 7.0 ve Daha Büyük Olan Deprem Etkinliği KAFZ üzerinde alestsel dönemde meydana gelen ve aletsel büyüklüğü 7.0 ve daha büyük olan depremlerin kronolojik sırası Tablo 1'de verilmiştir. Tablo 1'e göre KAFZ üzerinde aletsel dönem verilerine göre ilk meydana gelen deprem 1912 Şarköy-Mürefte depremidir İzmit ve Düzce depremleri ise KAFZ üzerinde 20. yüzyıl içerisinde meydana gelen son depremlerdir (Şekil-3). Tablo 1. KAF üzerinde aletsel dönemde meydana gelen ve aletsel büyüklüğü 7.0 ve daha büyük olan depremler. Date Hour Minute Second Lat Lon Depth Mg.Type M City District MS 7.4 TEKİRDAĞ Şarköy MS 7.1 TOKAT Almus MS MS 7.9 ERZİNCAN Merkez MS 7.0 TOKAT Erbaa MS 7.2 ÇANKIRI Ilgaz MS 7.3 KARABÜK Eskipazar MS 7.2 ÇANAKKALE Yenice MS 7.1 DÜZCE Gölyaka MS 7.0 BURSA Karacabey Mw 7.6 KOCAELİ İzmit Mw 7.1 DÜZCE Merkez 3

4 Şekil-2. Çalışma alanı. Şekil-3. Aletsel dönemde KAF üzerinde meydana gelen ve M >= 7.0 olan depremlerin dağılımı. Bilindiği üzere KAFZ Düzce den sonra iki kola ayrılmaktadır. Kuzey kol İzmit Körfezinden geçip Marmara Denizinin kuzey kıyısına paralel olarak Saros Körfezine kadar uzanırken, güney kol ise İznik Gölü güneyini sınırlayıp yaklaşık D-B yönünde Marmara Denizinin güneyini sınırlayarak Erdek Körfezine kadar devam edip, buradan GB yönünde Edremit Körfezine kadar uzanmaktadır (Şekil-2). Bu nedenle KAFZ ın Düzce den sonraki kısmı üzerinde meydana gelen ve aletsel büyüklüğü 7.0 ve daha büyük olan 4

5 depremleri değerlendirirken iki sınıfa ayırmak gerekir. Kuzey kol üzerinde 1912 depreminden sonra 1999 depremine kadar söz konusu büyüklükte bir deprem meydana gelmemiştir. Ancak güney kol üzerinde aynı zaman dilimi içerisnde iki büyük deprem (1953 Yenice-Gönen depremi Ms=7.2, 1964 Manyas depremi Ms=7.0) meydana gelmiştir. Bu durum, güney kolun söz konusu zaman diliminde ve sözü edilen büyüklükte daha fazla deprem ürettiğini gözler önüne sermektedir. KAFZ'ın Karlıova üçlü birleşiminden başlayıp Saros Körfezine kadar uzanan kısmında ise 1939 Erzincan depremi ile başlayan yıkıcı deprem serisi, 1942, 1943, 1944, 1957 ve 1999 depremleri ile devam etmiştir. Bu depremlerin odak mekanizması çözümleri de KAFZ nin tektonik yapısı ile örtüşmektedir (Şekil-4). Şekil-4. Aletsel dönemde KAF üzerinde meydana gelen ve M >= 7.0 olan depremlerin odak mekanizması çözümleri. Bilindiği üzere meydana gelen bir depreme ait yapılan odak mekanizması çözümünden birçok bilgi elde edilebilir. Bu bilgilerden bazıları, depreme kaynaklık eden fayın doğrultusu, eğimi, kayma açısı ve deprem anındaki kayma hareketinin yönü (X kayma vektörü) olarak sıralanabilir. Bu noktadan hareketle KAFZ üzerinde meydana gelen ve aletsel büyüklüğü 7.0 ve daha büyük olan depremler için yapılmış olan odak mekanizması çözümleri kullanılmış ve X kayma vektörlerinin yönleri hesaplanmıştır. Buna göre 1939, 1953, 1957 ve 1999 depremlerinde sağ yanal hareket gözlenirken 1912, 1942, 1943 ve 1944 depremlerinde ise sol yanal hareket gözlenmiştir (Şekil-5) depremi için hesaplanan kayma vektörünün yönü GD olmakla birlikte, yüzey kırığı buna zıt yönde gelişmiştir. Oysa beklenen kayma hareketi, Anadolu Bloğunun hareketi ile yöndeş olmasıdır. Keza benzer durum 1957 ve 1999 depremleri için de söz konusudur. 3.2 Aletsel Büyüklüğü 6.0 ve Daha Büyük Olan Deprem Etkinliği Aletsel büyüklüğü 6.0 ve daha büyük olan depremler için hesaplanan kayma vektörlerinde de benzer durum ortaya çıkmıştır (Şekil-6) depreminden sonra o bölgede meydana gelen M>=6.0 olan depremlerden dış merkez koordinatı Anadolu Bloğu üzerinde olanların tamamında kayma yönü GD yönlüdür. Bu durum, bölgedeki küçük blokların hareketi ile açıklanabilir. Başka bir deyişle, üçlü birleşim bölgesindeki sıkışma ve açılmaya bağlı olarak gelişen ve GD yönlü hareket eden bloğun varlığından söz edilebilir. 5

6 1942 depremi yaklaşık 50 km lik yüzey kırığı [38] oluşturmuş ve deprem dış merkez koordinatından itibaren KB yönünde gelişmiştir. Bu da deprem için hesaplanan kayma vektörü ile aynı yönlüdür depremi için hesaplanan kayma vektörü batı yönlü olsa da, depremin oluşturduğu yüzey kırığı bunun aksi yönünde gelişmiştir. Şekil-5. M >= 7.0 olan depremler için hesaplanan X kayma vektörleri depreminde yaklaşık 110 km lik [38] yüzey kırığı gelişmiştir. Deprem için hesaplanan kayma vektörü batı yönünde olsa da, yüzey kırığı fay hattı boyunca deprem dış merkez koordinatının sağ ve solunda yaklaşık eşit miktarda gelişmiştir depreminin yaklaşık 20 km doğusunda meydana gelen ( , Ms=6.9) depreme ait kayma vektörü GGB yönlü olarak hesaplanmıştır. 1942, 1943 ve 1944 depremleri için hesaplanan kayma vektörleri birlikte değerlendirildiğinde, söz konusu vektörlerin Anadolu Bloğunun batı yönlü hareketi ile uyumundan söz edilebilir depremi yüzey kırığının yaklaşık sonlandığı nokta ile 1944 depremi yüzey kırığının başladığı noktanın kuzeyinde ( , Ms=6.0) ve güneyinde ( , Mw=6.0) iki deprem meydana gelmiştir. Her iki depreme ait kayma vektörleri yaklaşık birbirine zıt yönlü (KKD-GGB) olarak elde edilmiştir. Dolayısı ile bu bölgede KKD-GGB zıt yönlü hareketten söz etmek oldukça yerinde olacaktır. KAFZ nin Düzce den sonra iki kola ayrıldığı bilinmektedir. Kuzey kolun Düzce den İzmit Körfezine kadar olan kısmında 1943 (Ms=6.6), 1957 (Ms=7.1), 1967 (Ms=6.8) ve 1999 (Mw=7.6, Mw=7.1) depremleri meydana gelmiştir. Söz konusu depremler için hesaplanan kayma vektörleri, doğu yönlü olarak elde edilirken; güney kol üzerinde meydana gelen 1953 (Ms=7.2) ve 1964 (Ms=7.0) depremlerinin kayma vektörleri ise KD yönlü olarak elde edilmiştir. Arabistan Levhasının KD yönlü hareketi Anadolu Bloğunun batıya kaçmasına neden olmaktadır. Çünkü Anadolu Bloğu, kuzeyindeki Avrasya Levhasına göre oldukça küçük hacme sahiptir. Bu nedenle Avrasya Levhasının, Anadolu Bloğuna göre daha durağandır. Dolayısı ile her ne kadar KAFZ sağ yanal doğrultu atımlı tektonik yapıya sahip olsa da zon içerisinde meydana gelecek ve aletsel büyüklüğü 6.0 ve daha büyük bir deprem anındaki kayma hareketinin sol yönlü olması beklenir. Nitekim 1942, 1943 ve 1944 depremlerindeki kayma hareketi sol yönlüdür. Ancak 1939, 1957 ve 1999 depremlerinde sağ yölü kayma 6

7 hareketi söz konusudur. Sağ yönlü kayma hareketine kaynak olarak, KAFZ içerisinde depremlerin meydana geldiği bölgelerdeki küçük bloklar gösterilebilir. Şekil-6. M >= 6.0 olan depremler için hesaplanan X kayma vektörleri. 3.3 Aletsel Büyüklüğü 4.0 ve Daha Büyük Olan Deprem Etkinliği Çalışma alanında tarihleri arasında aletsel büyüklüğü 4.0 ve daha büyük 1210 deprem kayıtlara geçmiştir. Depremlerin dış merkezleri belirli bölgelerde yoğunlaşmaktadır. Bu yoğunlaşma, özellikle aletsel büyüklüğü 7.0 ve daha büyük olan depremlerin dışmerkezleri etrafında gözlenmektedir (Şekil-7). Bu ise beklenen bir durumdur. Çünkü, sözü edilen büyüklükte veya daha büyük bir depremden sonra, o bölgede çok sayıda artçı depremin meydana gelmesi olasıdır. Öte yandan deprem sayılarının yıllara göre değişimi (Şekil-8) incelendiğinde ise 1960 yılına kadar M >= 4.0 olan deprem sayısının 20 yi geçmediği görülecektir. Oysa 1960 yılına kadar çalışma alanı içerisinde M >= 7.0 olan 9 deprem meydana geldiği ve bu depremler nedeni ile can ve mal kayıplarının yaşandığı kayıtlara geçmiştir. Bu büyüklükteki depremlerden sonra M >= 4.0 olan deprem sayısının azlığı ancak sismik istasyon sayısının yetersiz olması ile açıklanabilir. Türkiye de sismik istasyon kurulumu 1989 yılından sonra başlamıştır. Aslında bu bilgi Şekil-8 de 1990 yılına kadar olan deprem sayısındaki azlığı açıklamak için yeterlidir. 7

8 Şekil-7. Çalışma alanı içerisinde meydana gelen ve aletsel büyüklüğü 4.0 ve daha büyük olan depremlerin dış merkez dağılımları. Şekil-8. Çalışma alanı içerisinde döneminde meydana gelen ve aletsel büyüklüğü 4.0 ve daha büyük olan depremlerin yıllara göre dağılımı. 4. FAY DÜZLEMİ ÇÖZÜMLERİ VE ASAL GERİLME EKSENLERİ 4.1 Fay Düzlemi Çözümleri Bir önceki bölümde M >= 4.0 ve daha büyük olan depremlerin dışmerkez dağılımlarından bahsedilmiş ve depremlerin belirli bölgelerde yoğunlaştığından söz edilmişti. Bu bölümde ise depremlerin yoğunlaştığı 8

9 kümeler belirlenmiş, her küme içerisindeki depremlerden fay düzlemi çözümü yapılmış olanlar seçilmiştir (Şekil-9). Şekil-9. Çalışma alanı içerisinde döneminde meydana gelen ve aletsel büyüklüğü 4.0 ve daha büyük olan depremlerden fay düzlemi çözümü yapılmış olan depremlerin oluşturduğu kümeler. Belirlenen kümelerdeki fay düzlemi çözümleri ayrı ayrı değerlendirilmiş ve bölgenin tektonik yapısı ile ilişkisi irdelenmiştir. Ayrıca kümenin işgal ettiği bölgenin sıkışma ve açılma yönleri Zmap programı [39] kullanılarak belirlenmiştir. Yöntem olarak ise yine bu programdaki Michael [40-44] metodu tercih edilmiştir. Kümeler doğudan batıya doğru Triple Junction, Erzincan Region, Amasya Region, Bolu Region, İzmit Region, East Marmara Region, Balıkesir Region West Marmara Region ve Saros Gulf Region olarak isimlendirilmiştir (Şekil-9) Triple Junction Aletsel büyüklüğü 4.0 ile 7.9 arasında değişen 67 deprem kullanılmıştır. Depremler daha çok Karlıova üçlü birleşim noktasında yoğunlaşmış, buradan itibaren KB yönünde saçılmıştır. Fay düzlemi çözümlerinde genel olarak sağ yanal doğrultu atım karakteri gözlenmiştir. Ancak 1939 depremi dış merkez koordinatından itibaren GD yönünde meydana gelen ve aletsel büyüklüğü 6.0 ve daha büyük olan depremlerin fay düzlemi çözümlerinde az da olsa ters bileşenin varlığı söz konusudur. Bu durum Karlıova üçlü birleşim noktasında yerini normal bileşene bırakmıştır. Triple Junction kümesini oluşturan depremlere ait fay düzlemi çözümleri genel olarak değerlendirildiğinde, bölgenin tektonik yapısı ile uyumlu olduğu görülecektir (Şekil-10). Bölgedeki en büyük asal gerilme ekseni σ 1= /7.3 ve en küçük asal gerilme ekseni σ 3=72 /9.6 yatay konumda, ortaç gerilme ekseni ise σ 2=-70.1 /77.8 düşey konumdadır (Şekil-11). Bu verilere göre bölge KKB-GGD yönlü sıkışırken DKD-BGB yönlü açılmaktadır. 9

10 Şekil-10. Triple Junction kümesini oluşturan depremlerin fay düzlemi çözümleri. Şekil-11. Triple Junction bölgesi için hesaplanan asal gerilme eksenleri Erzincan Region Erzincan Region olarak belirlediğimiz kümede depremlerin dışmerkezleri KAFZ nin yaklaşık km GB sinde olacak şekilde dağılmıştır. Küme, aletsel büyüklükleri arasında değişen 12 depremden oluşmaktadır. Depremlere ait fay düzlemi çözümleri KAFZ nin genel karakterini yansıtmaktadır (Şekil-12). Bölgedeki en büyük asal gerilme ekseni σ 1= 26.9 /30.3 ve en küçük asal gerilme ekseni σ 3=-68.5 /9.1 yatay konumda, ortaç gerilme ekseni ise σ 2= /58 düşey konumdadır (Şekil-13). Bu verilere göre bölge DGD-BKB yönlü açılırken KKD-GGB yönlü sıkışmaktadır. Hakim kuvvet σ 3 olarak ortaya çıkmaktadır. 10

11 Şekil-12. Erzincan Region kümesini oluşturan depremlere ait fay düzlemi çözümleri Amasya Region Şekil-13. Erzincan Region için hesaplanan asal gerilme eksenleri. Amasya Region kümesi, aletsel büyüklükleri arasında değişen depremlerden oluşmaktadır. En büyük deprem 1942 tarihinde meydana gelen ve aletsel büyüklüğü 7.0 olan Erbaa-Tokat depremidir. Bu küme içim toplamda 7 depremin fay düzlemi çözümlerine ulaşılmış ve bölgenin tektonik yapısı ile uyumlu olduğu görülmüştür (Şekil-14). Bölgedeki en büyük asal gerilme ekseni σ 1= /6.1 ve en küçük asal gerilme ekseni σ 3=66.8 /11.5 yatay konumda, ortaç gerilme ekseni ise σ 2= /76.9 düşey konumdadır (Şekil-15). Bu verilere göre bölge KKB-GGD yönlü sıkışma daha baskın olarak gözlenirken, DKD-BGB yönlü açılma daha çekinik gözlenmiştir. 11

12 Şekil-14. Amasya Region kümesini oluşturan depremlere ait fay düzlemi çözümleri Bolu Region Şekil-14. Amasya Region için hesaplanan asal gerilme eksenleri ve 1944 depremlerinin de bulunduğu bölgede aletsel büyüklüğü arasında değişen 87 depremin kaydına rastlanmıştır. Ancak bu depremlerden sadece 13 ünün fay düzlemi çözümüne ulaşılmıştır. Bolu Region kümesinin oturduğu alanda KAFZ ye yaklaşık dik doğrultuda uzanan Dodurga Fayı mevcuttur ve söz konusu kümeyi oluşturan depremlerin bir kısmına bu fay kaynaklık etmiştir. Dodurga Fayı sol yanal doğrultu atımlı bir fay olması, KAFZ nin ise sağ yanal doğrultu atım özelliği taşıması nedeni ile hesaplanacak olan asal gerilme eksenleri bölgedeki sıkışma ve açılma hakkında sağlıklı bilgi vermeyecektir. Zira fay düzlemi çözümleri de bunu açık bir şekilde göstermektedir (Şekil-15). Bu nedenle 12

13 Bolu Region kümesini değerlendirirken, KAFZ kaynaklı depremler ve Dodurga Fayı kaynaklı depremler olmak üzere iki bölüme ayırmanın yararlı olacağı düşünülmüştür. Şekil-15. Bolu Region kümesini oluşturan depremlere ait fay düzlemi çözümleri. Bu amaçla Dodurga Fayı kaynaklı depremlere ait fay düzlemi çözümleri kullanılarak yapılan hesaplamalara göre en büyük asal gerilme ekseni σ 1= /72.7 düşey konumda, en küçük asal gerilme ekseni σ 3= /6.8 ve ortaç gerilme ekseni ise σ 2=-22.1 /15.8 yatay konumdadır (Şekil-16). Buna göre Dodurga Fayının bulunduğu bölge BGB-DKD yönlü açılmaktadır. Şekil-16. Bolu Region Dodurga Fayı çevresi için hesaplanan asal gerilme eksenleri. KAFZ kaynaklı depremlere ait fay düzlemi çözümleri kullanılarak yapılan hesaplamalara göre en büyük asal gerilme ekseni σ 1= /22.1 ve en küçük asal gerilme ekseni σ 3=29.1 /39.5 yatay konumda, ortaç gerilme ekseni ise σ 2=167.7 /42.3 düşey konumdadır (Şekil-17). Bu sonuçlar bölgenin BKB-DGD yönünde baskın sıkışmanın, KKD-GGB yönlü çekinik açılmanın etkisinde olduğunu göstermektedir. 13

14 Şekil-17. Bolu Region KAFZ çevresi için hesaplanan asal gerilme eksenleri İzmit Region İzmit Region olarak adlandırılan bu küme KAFZ nin güney ve kuzey kol olarak iki kola ayrıldığı alanı da içine almaktadır. Kümeyi oluşturan depremlerin dışmerkez dağılımları daha çok kuzey kol üzerinde yoğunlaşmaktadır. Söz konusu depremlerden sadece 32 sinin fay düzlemi çözümlerine ulaşabildiğimiz bölge aynı zamanda 1957 ve 1999 depremlerine de ev sahipliği yapmıştır ve 1999 depremlerine ait fay düzlemi çözümleri KAFZ nin genel tektonik yapısı ile örtüşse de, aletsel büyüklüğü arasında değişen depremlere ait fay düzlemi çözümleri, bölgenin tektonik karmaşasını daha net ortaya koymaktadır (Şekil-18). Şekil-18. İzmit Region kümesini oluşturan depremlere ait fay düzlemi çözümleri. Bölgedeki en büyük asal gerilme ekseni σ 1= -34 /38.9 ve en küçük asal gerilme ekseni σ 3= /5.1 14

15 yatay konumda, ortaç gerilme ekseni ise σ 2=135.5 /50.5 düşey konumdadır (Şekil-19). Bu verilere göre bölgede KD-GB yönlü açılma baskın olarak öne çıkarken, KB-GD yönlü sıkışmanın etkisi de göz ardı edilmemelidir East Marmara Region Şekil-19. İzmit Region KAFZ çevresi için hesaplanan asal gerilme eksenleri. Kümeyi oluşturan depremlere ait fay düzlemi çözümlerinde doğrultu bileşenin yanında normal bileşenin daha baskın konuma geldiği görülmüştür. Marmara Denizi doğusunun tektonik yapısı göz önüne alındığında, bu beklenen bir durumdur. Çünkü Çınarcık Segmenti ve bu segmentin güneyinde yine bu segmente yaklaşık paralel uzanan tektonik yapılarıın KD ye eğimli oldukları bilinmektedir (Şekil-20). Şekil-20. East Marmara Region kümesini oluşturan depremlere ait fay düzlemi çözümleri. 15

16 Kümeyi oluşturan depremlerin işgal ettiği alandaki en büyük asal gerilme ekseni σ 1= 5.1 /79.8 düşey konumda; en küçük asal gerilme ekseni σ 3= /7.9 ve ortaç gerilme ekseni ise σ 2=133.2 /6.3 yatay konumdadır (Şekil-21). Bu verilere göre bölgede KD-GB yönlü açılma söz konusudur Balıkesir Region Şekil-21. East Marmara Region için hesaplanan asal gerilme eksenleri. Kümeyi oluşturan depremlere kaynaklık eden faylar, GB dan DGD ye doğru bir yay çizecek şekilde birbirine paralel konumlanmışlardır. Genel yapıları sağ yanal doğrultu atımlı olmakla beraber, genel doğrultularının DGD ye yöneldiği bölgelerde K ve KD ye eğimli normal bileşen de gözlenebilir (Şekil-22). Şekil-22. Balıkesir Region kümesini oluşturan depremlere ait fay düzlemi çözümleri. Kümeyi oluşturan depremlerin işgal ettiği alandaki en büyük asal gerilme ekseni σ 1= /11.4 ve en küçük asal gerilme ekseni σ 3=14.4 /1.2 yatay konumda; ortaç gerilme ekseni σ 2=-81.3 /78.5 ise düşey 16

17 konumdadır (Şekil-23). Bu verilere göre bölgede KKD-GGB yönlü açılma baskın olarak gözlenirken, DGD- BKB sıkışma çekinik olarak gözlenmiştir West Marmara Region Şekil-23. Balıkesir Region için hesaplanan asal gerilme eksenleri. KAFZ nin kuzey kolu üzerinde yer alan bu küme, 1912 Şarköy-Mürefte depremine de ev sahipliği yapmaktadır. Kümeyi oluşturan depremlere ait fay düzlemi çözümlerinin genel yapısında, güneye eğimli sağ yanal doğrultu atım bileşen gözlenmiştir. Bu genel yapı KAFZ nin genel tektonik yapısı ile uyum içindedir (Şekil-24). Şekil-24. West Marmara Region kümesini oluşturan depremlere ait fay düzlemi çözümleri. 17

18 Kümede aletsel büyüklüğü 4.0 ve daha büyük olan çok sayıda deprem olmasına karşın, sadece 14 depremin fay düzlemi çözümü bilgilerine ulaşılmıştır. Bu bilgilere göre bölgedeki en büyük asal gerilme ekseni σ 1= /56.2 düşey konumda, en küçük asal gerilme ekseni σ 3=60.2 /13.2 ve ortaç gerilme ekseni σ 2=158.2 /30.1 yatay konumdadır (Şekil-25). Bu verilere göre bölgede DKD-BGB yönlü açılmanın etkisindedir Saros Gulf Region Şekil-25. West Marmara Region için hesaplanan asal gerilme eksenleri. Ege Denizinin kuzeyi ile Saros Körfezinin batı kısmını içine alan küme, genel olarak normal bileşenli sağ yanal doğrultu atımlı faylara ev sahipliği yapmaktadır (Şekil-26). Şekil-25. Saros Gulf Region kümesini oluşturan depremlere ait fay düzlemi çözümleri. 18

19 Kümeyi oluşturan depremlere ait fay düzlemi çözümlerine göre bölgedeki en büyük asal gerilme ekseni σ 1= /73.5 düşey konumda, en küçük asal gerilme ekseni σ 3= /5.8 ve ortaç gerilme ekseni σ 2=-39.7 /15.3 yatay konumdadır. Bölgede KD-GB yönlü açılma söz konusudur (Şekil-26). 4.2 Asal Gerilme Eksenleri Şekil-26. Saros Gulf Region için hesaplanan asal gerilme eksenleri. Kümeleri oluşturan depremlere ait fay düzlemi çözümleri kullanılarak, her kümeyi oluşturan bölge için sıkışma ve açılma (asal gerilme eksenlerinin) yönleri belirlenmiştir. Buna bağlı olarak da faylanma yapıları ortaya konmuştur. Saros Körfezinden İzmit Körfezine kadar olan kısım ile Dodurga Fayı çevresinde normal faylanma gözlenirken, diğer kısımlarda doğrultu atımlı faylanma gözlenmiştir. Asal gerilme eksenleri ayrıntılı olarak incelendiğinde ise kimi bölgelerde sıkışma (σ 1), kimi bölgelerde ise açılma (σ 3) daha baskın olarak ortaya çıkmıştır. Triple Junction kümesi için hesaplanan asal gerilme eksenlerine göre bölgede doğrultu atımlı faylanma söz konusu iken, baskın kuvvet, bölgeyi KKB-GGD yönünlü sıkıştırmaktadır. Erzincan Region kümesinde ise baskın kuvvet bakımından durum değişmiştir. Bu küme için de yine doğrultu atımlı faylanma yapısı elde edilmiş ancak hakim kuvvetin DGD-BKB yönlü açılma olduğu görülmüştür. Suluova ve Ezinepazarı Segmentlerini de içine alan Amasya Region kümesinde baskın kuvvetin KKB-GGD yönlü sıkışma olduğu ve doğrultu atımlı faylanma yapısı ile bölgenin tektoniğinin kontrol edildiği söz konusudur. Dikkat çekici durum ise, Triple Junction kümesi için elde edilen asal gerilme eksenlerinin yönleri ile benzerlik göstermesidir. Bunun anlamı, Arabistan Plakasının KD yönlü hareketi nedeni ile Anadolu Bloğundaki sıkışmanın, Karlıova üçlü birleşim noktasından Suluova ve Ezinepazarı Segmentlerine kadar devam ettiğidir. Bolu Region kümesini oluşturan depremlerin dışmerkez dağılımları (Şekil-15) ile depremlere kaynaklık eden fayların genel tektonik yapıları dikkate alınmış ve kümenin kapladığı alan için iki farklı asal gerilme ekseni hesaplanmıştır. Dodurga Fayı kaynaklı depremler kullanılarak yapılan hesaplamaya göre bölgede DKD-BKB yönlü açılma söz konusudur. KAFZ kaynaklı depremler kullanılarak yapılan hesaplamada ise sağ yanal doğrultu atımlı faylanma söz konusu iken, BKB-DGD yönlü sıkışma, bu faylanmada etkin rol oynamaktadır. Aynı zamanda Amasya Region kümesinde gözlenen sıkışma yönü KKB-GGD dan BKB- DGD ye yönelmiştir. Bu kısım, Anadolu Bloğunun batıya kaçış hareketinin biraz daha serbestlendiği kısım olarak adlandırılabilir. Başka bir deyişle, Avrasya Plakasına Anadolu Bloğunun en çok kuvvet uyguladığı bölge olarak da nitelendirilebilir. 19

20 Bolu Region kümesinin batısında yer alan İzmit Region kümesi için yapılan hesaplamalara göre bölge, sağ yanal doğrultu atımlı faylanmanın, KD-GB yönlü açılma ile kontrol edildiği görülmüştür. East Marmara Region kümesinin kapladığı alan, KD-GB yönlü açılma ile kontrol edilen tektonik yapılardan oluşmaktadır. Dolayısı ile söz konusu kümede, çalışma tarih aralığı içerisinde meydana gelen depremlere kaynaklık eden fayların normal fay karakterinde olduğu söylenebilir. Marmara Denizinin batı kısmını oluşturan West Marmara Region kümesi için hesaplanan asal gerilme eksenlerine göre bölge DKD-BKB yönlü açılmaktadır. Saros Gulf Region kümesi için yapılan hesaplamalardan da benzer sonuçlar elde edilmiş ancak açılma yönü, KD-GB olarak bulunmuştur. Dolayısı ile İzmit Region kümesinde gözlenen açılmanın KAFZ nin kuzey kolu boyunca Saros Körfezine kadar devam ettiği söylenebilir. Balıkesir Region kümesinin üyesi olan tektonik yapılar KD-GB genel doğrultulu olup sağ yanal doğrultu atmılı birbirine paralel uzanan bir dizi faylardır. Oysa bu küme için hesaplanan asal gerilme eksenlerine göre, kümenin kapladığı alan KKD-GGB yönlü açılmanın baskın olduğu sağ yanal doğrultu atımlı faylanma ile kontrol edilmektedir. Dolayısı ile her ne kadar bölgedeki tektonik yapılar KD-GB doğrultulu olsa da genel hareketin daha global ölçekte geliştiği aşıkardır (Şekil-27). Şekil-27. KAFZ için hesaplanan asal gerilme eksenleri. 5. SONUÇLAR VE TARTIŞMA KAFZ nin Karlıova üçlü birleşim noktasından Suluova ve Ezinepazarı Segmentlerine kadar olan kısmındaki hakim sıkışma, Arabistan levhasının Kuzey-kuzeydoğu yönlü hareketi ile açıklanabilir. KAFZ, Amasya dan sonra dışbükey bir yapı ile KB-GD dan KD-GB ye yönelmektedir. Bu kısım aslında doğudaki sıkışmanın serbestlenmeye başladığı bölge olarak da nitelendirilebilir. Çünkü Dodurga Fayının genel doğrultusu ile bu fay için hesaplanan asal gerime eksenleri de buradaki serbestlenme hareketini destekleyici yöndedir. Zira bu noktadan itibaren batıya doğru, açılma hakim konuma geçmiştir. Öte yandan Bolu ve çevresinde gözlenen BKB-DGD yönlü sıkışma KAFZ nin orta kesiminde bir rotasyon hareketinin varlığına işaret etmektedir, ki 1953 ve 2000 depremlerine ait kayma vektörleri de bu hareketi destekleyici yöndedir. 20

21 Balıkesir Region kümesini oluşturan tektonik yapıların genel doğrultuları ile uyumsuz olan KKD-GGB yönlü açılma, hareketin daha büyük ölçekte gerçekleştiği şeklinde yorumlanabilir. Başka bir deyişle hesaplamalarda kullanılan depremlerin sığ odaklı, gözlenen tektonik yapıların ise daha derin odaklı yapılar olduğu söylenebilir. KAYNAKLAR [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] Kartal, R. F. (2010). Olasılık ve İstatistik Yöntemler ile Amasya İlinin Sismik Tehlikesinin Tahmini. Yüksek Lisans Tezi. Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü. Şengör, A. M. C., Görür, N. and Şaroğlu, F. (1985). Strike-slip faulting and related basin formation in zones of tectonic escape: Turkey as a case study, Strike-slip Deformation, Basin Formation, and Sedimentation. Soc. Econ. Paleont. Min. Spec. Pub. 37 (in honor of J. C. Crowell), Westaway, R. (1994). Present-day Kinematics of the Middle East and Eastern Mediterranean. Journal of Geophys. Res. 99, Dewey, J. F., Hempton, M. R., Kidd, W. S. F., Şaroğlu, F., Şengör, A. M. C. (1986). Shortening of Continental Lithosphere: The Neotectonics of Eastern Anatolia a Young Collision Zone. in: Coward, M. O., Rise, A. C., (Eds.), Collisional Tectonics, Geological Society Special Publication no. 19, Geological Society, pp. 3 36, London. Hempton, M. R. (1987). Constraints on Arabian Plate Motion and Extensional History of The Red Sea. Tectonics 6, Arpat, E., Şaroğlu, F. (1972). The East Anatolian Fault System: Thoughts on it s Development. Min. Res. Expl. Inst. Turkey Bull., 78, Taymaz, T., Jackson, J., Mckenzie, D. P. (1991). Active Tectonics of the North And Central Aegean Sea. Geophy. J. Inter., 106, Arpat, E., Şaroğlu, F. (1975). Türkiye deki Bazı Önemli Genç Tektonik Olaylar. Bull. Geol. Soc. Turkey 18, [in Turkish with English abstract]. Hempton, M. R., Dewey, J. F., Şaroğlu, F. (1981). The East Anatolian Transform Fault: Along Strike Variations in Geometry and Behaviour. EOS Transac. 62, 393. Hempton, M. R., Dunne, L. A., Dewey, J. F. (1983). Sedimentation in Active Strike-Slip Basins, Southern Turkey. J. Geol. 91, Hempton, M. R. (1984). Result of the Detailed Mapping Near Lake Hazar (eastern Taurus Mountains). in: Tekeli, O., Göncüoğlu, M. C., (Eds.), Geology of the Taurus Belt. Min. Res. Expl. Inst. Turkey Publ., pp Hempton, M. R. (1985). Structure and Deformation History of Bitlis Suture Near Lake Hazar, Southeastern Turkey. Bull. Geol. Soc. Am. 96, Muehlberger, R. W., Gordon, M. B. (1987). Observations on the Complexity of the East Anatolian Fault, Turkey. J. Struct. Geol. 9, Taymaz, T., Eyidoğan, H., Jackson, J. (1992). Source Parameters of Large Earthquakes in the East Anatolian Fault Zone (Turkey). Geophys. J. Inter. 106, Lybérıs, N., Yürür, T., Chorowıcz, J., Kasapoğlu, E., Gündoğdu, N. (1992). The East Anatolian Fault: an Oblique Collisional Belt. Tectonophysics 204, Şaroğlu, F., Emre, Ö., Boray, A. (1992). Türkiye nin Diri Fayları ve Depremsellikleri. Min. Res. Expl. Inst. Turkey Report No. 8174, (in Turkish). Şaroğlu, F., Emre, Ö., Kuşçu, İ. (1992). The East Anatolian Fault Zone of Turkey. Annal. Tecton. 6, Şaroğlu, F., Emre, Ö., Kuşçu, İ. (1992). Active Fault Map of Turkey. General Directorate of Mineral and Research Exploration of Turkey Publication. Allen, C. R. (1969). Active Faulting in Northern Turkey. Division of Geological Science. California Institute of Technology Contribution No Emre, Ö., Duman, T. Y., Özalp, S., Elmacı, H., Olgun, Ş ve Şaroğlu, F. (2013). Türkiye Diri Fay Haritası. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü Özel Sayı Serisi. Ankara-Türkiye. 21

22 Ketin, İ. (1948). Über die tektonisch-mechanischen Folgerungen aus den grossen [21] anatolischen Erdbeben des letzten Dezenniums. Geol. Rund. 36: Şengör, A. M. C. (1979a). The North Anatolian Transform Fault: its age, offset and tectonic [22] significance. J. Geol. Soc. London 136: Şengör, A. M. C., Natal in B. A. (1996). Palaeotectonics of Asia: Fragments of a synthesis. In The Tectonic Evolution of Asia, Rubey Colloquium. ed. A Yin, M Harrison, pp [23] Cambridge: Cambridge Univ. Press. Taymaz, T., Jackson, J., McKenzie, D. (1991). Active tectonics of the north and central Aegean Sea. Geophys. J. Int. 106: Taymaz, T., Jackson, J., McKenzie, D. (1991). Active tectonics of the north and central [24] Aegean Sea. Geophys. J. Int. 106: Özeren, M. S. (2002). Crustal structure and forces in continental deformation. PhD thesis. [25] Univ. Cambridge. Fitzwilliam Coll., 255 pp. Yılmaz, Y., Genç, S. C., Gürer, F., Bozcu, M., Yılmaz, K., ve diğ. (2002). When did the western Anatolian grabens begin to develop? In Tectonics and Magmatism in Turkey and [26] Surrounding Area. ed. E Bozkurt, JAWinchester, JDA Piper, pp Geol. Soc. London, Spec. Publ. No Şaroğlu, F. (1985). Doğu Anadolu nun Neotektonik Dönemde Jeolojik ve Yapısal Evrimi. PhD [27] thesis. İstanbul Univ., Fen Bilim., Enst. İstanbul. 240 pp.+7 foldouts. Koçyiğit, A., Yılmaz, A., Adamia, S., Kuloshvili, S. (2001). Neotectonics of East Anatolian [28] Plateau (Turkey) and Lesser Caucasus: implications for transition from thrusting to strikeslip faulting. Geodin. Acta 14: Şengör, A. M. C., Özeren, S., Genç, T., Zor, E. (2003). East Anatolian high plateau as a [29] mantle-supported, northsouth shortened domal structure. Geophys. Res. Lett. 30: Şengör, A. M. C., Tüysüz, O., İmren, C., Sakınç, M., Eyidoğan, H., Görür, N., Pichon, X. L., [30] Rangin C. (2005). The North Anatolian Fault: A New Look. Annu. Rev. Earth Planet. Sci.33: [31] Bozkurt, E. (2001). Neotectonics of Turkey-a Synthesis. Geodinamica Acta, 14, Le Pichon, X., Angelier, J., Aubouin, J., Lybéris, N., Monti, S., Renard, V., Got, H., Hsu, K., Marty, Y., Mascle, J., Mathews, D., Mitropoulos, D., Tsoflies, P., Chronis, G. (1979). From [32] Subduction to Transform Motion: A Seabeam Survey of The Aegean Trench System, Earth Planet. Sci. Lett., 44, [33] Demirtaş, R., Erkmen C. (2000). Deprem ve Jeoloji, Jeoloji Mühendisleri Odası, Ankara. F. Tuba Kadirioğlu, Recai F. Kartal, Tuğbay Kılıç, Doğan Kalafat, Tamer Y. Duman, Tuba [34] Eroğlu Azak, Selim Özalp, Ömer Emre. (Baskıda). An Improved Earthquake Catalogue (M 4.0) for Turkey and Its Near Vicinity ( ). [35] Ketin, İ. (1966). 6 Ekim 1964 Manyas depremi esnasında zeminde meydana gelen tansiyon [36] çatlakları. T. J. K. Bült., Cilt X, sayı 1-2, Ankara. Taymaz T., Jackson J. and Mckenzie, D. (1991). Active Tectonics of the North and Central [37] Aegean Sea Geophys. J. Int., Tay_GJI1991a. Pondard, N., Armijo, R., King, G. C. P., Meyer, B., Flerit, F. (2007). Fault interactions in the [38] Sea of Marmara pull-apart (North Anatolian Fault): earthquake clustering and propagating earthquake sequences. Geophys. J. Int Wyss, M., Wiemer, S. and Zuniqa, R. (2001). ZMAP A tool for Analyses of Seismicity [39] Patterns. Michael, A. J. (1984). Determination of Stress From Slip Data: Faults and Folds, 89, [40] 11526, 1984, Journal of Geophysical Research. Michael, A. J. (1987a). Stress rotation during the Coalinga aftershock sequence, 92, [41] 7979, Journal of Geophysical Research. Michael, A. J. (1987b). Use of Focal Mechanisms to Determine Stress: A Control Study, 92, [42] , Journal of Geophysical Research. Michael, A. J., Ellsworth, W. L., Oppenheimer, D. (1990). Co-seismic stress changes induced [43] by the 1989 Loma Prieta, California earthquake, 17, , Geophysical Research Letters. 22

23 [44] Michael, A. J. (1991). Spatial variations of stress within the 1987 Whittier Narrows, California, aftershock sequence: new techniques and results, 96, , Journal of Geophysical Research. 23