ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ YÜKSEK LİSANS TEZİ

Transkript

1 ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ YÜKSEK LİSANS TEZİ ŞARKÖY DENİZALTI KANYONU NDA (BATI MARMARA DENİZİ) GEÇ KUVATERNER SEDİMANTASYON: TEKTONİK VE DENİZ SEVİYESİ DEĞİŞİM SÜREÇLERİNİN ETKİLERİNİN ARAŞTIRILMASI Evrim ULUADAM JEOLOJİ MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI ANKARA 26 Her hakkı saklıdır

2 ÖZET Yüksek Lisans Tezi ŞARKÖY DENİZALTI KANYONU NDA (BATI MARMARA DENİZİ) GEÇ KUVATERNER SEDİMENTASYON: TEKTONİK VE DENİZ SEVİYESİ DEĞİŞİM SÜREÇLERİNİN ETKİLERİNİN ARAŞTIRILMASI Evrim ULUADAM Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Jeoloji Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman: Prof. Dr. Mustafa ERGİN Bu tez çalışmasının amacı, Marmara Denizi nin batısında, sığ ve dar Çanakkale Boğazı ile derin Tekirdağ Çukuru arasında kalan Şarköy Kanyonunda geç Kuvaterner tektonik ve deniz seviyesi değişim süreçlerinin etkilerini araştırmaktır. Bu kapsamda 22 yılında MTA Sismik 1 Araştırma Gemisi ve TÜBİTAK desteği (YDABAG-12Y113 nolu proje) ile 5 hat üzerinde sismik yansıma profili ve 12 nokta istasyonda sediment karotları alınmıştır. Karot sedimentlerinde tane boyu, organik karbon, karbonat, su içeriği ve 14 C yaşlandırma analizleri yapılmıştır. Takriben son 5 yılda (Orta Holosen den beri) biriken ve genelde düşük karbonat (<%12 CaCO 3 ) ve çoğunluğunu silt+kil tane boyu kırıntılıların oluşturduğu çamur, kanyonda hakim sediment türüdür. Nispeten yüksek organik karbon miktarları (%1-2), organik üretim, karasal girdi, ortamsal koşullar ve belki de yan deniz girdileri gibi karmaşık ve birleşik süreçlere işaret etmektedir. Su miktarları hem diyajenetik hem de tektonik sıkışma süreçleri ile izah edilebilir. Kanyonu olası etkileyen fay hareketleri sismik yansıma profillerinde de görülebilmektedir. 26, 7 Anahtar Kelimeler: Marmara Denizi, Şarköy Kanyonu, sediment, Holosen, su miktarı, organik karbon, tane boyu i

3 ABSTRACT Master Thesis LATE QUATERNARY SEDIMENTATION IN THE SUBMARINE ŞARKÖY CANYON (WESTERN MARMARA SEA): INVESTIGATION OF EFFECTS OF THE TECTONISM AND SEA-LEVEL CHANGE PROCESSES Evrim ULUADAM Ankara University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Geological Engineering Supervisor: Prof. Dr. Mustafa ERGİN The main purpose of this thesis work is to investigate the influences of late Quaternary tectonic and sea level change processes in the Şarköy Canyon which is situated between the shallow and narrow Çanakkale Strait and the deep Tekirdağ Basin, in the Western Marmara Sea. In this context, in the year 22, along 5 tracklines seismic reflection profiles and at 12 stations gravity core sediments were taken onboard the R/V MTA Sismik 1 and with support of TUBITAK (Project YDABAG-12Y113). Grain size, organic carbon, carbonate, water content and 14 C aged analysis were carried out on core sediments. Low carbonate (<%12 CaCO 3 ) mud with silt+clay sized clastics are major sediment types deposited during the last 5 years (since middle Holocene) in the canyon. Relatively high organic carbon contents (1-2%) indicate combinations of various effects such as organic productivity terrestrial input, depositional conditions and maybe inflows from adjacent seas. Water contents can explain both diagenetic and tectonic compaction processes. Possible fault activities in the canyon can be seen on seismic reflection profiles. 26, 7 Key Words: Marmara Sea, Şarköy Canyon, sediment, Holocene, water content, organic carbon, grain size. ii

4 TEŞEKKÜR Bu tez çalışması TÜBİTAK-MTA-ANKARA ÜNİVERSİTESİ işbirliğinde ve Ulusal Deniz Araştırmaları Deniz Jeolojisi ve Jeofiziği programı kapsamında yürütülen daha geniş bir projenin (YDABAG-12Y113) alt bölümünü teşkil etmektedir. Proje, TÜBİTAK ve MTA tarafından desteklenmiştir. Tez çalışma süresi boyunca bilgisi ve tecrübesiyle bana yardımcı olan çalışmanın her aşamasında değerli görüş ve katkılarıyla beni yönlendiren, desteğini hiçbir zaman esirgemeyen danışman hocam Sayın Prof. Dr. Mustafa ERGİN e saygı ve şükranlarımı sunarım. Laboratuarda sediment analizlerinde (tane boyu, CaCO 3, organik karbon) yardımını esirgemeyen Sayın Yrd. Doç. Dr. Şeref KESKİN e teşekkür ederim. Tezin batimetri haritasının hazırlanmasında, sismik kayıt veri işleminde ve sismik profil yorumlamasında yardımcı olan MTA Deniz Araştırmaları Koordinatörü Jeofizik Mühendisi Kerim SARIKAVAK a, tezin arazi çalışmalarında yardımlarını gördüğüm R/V MTA Sismik I gemisi çalışanlarına teşekkür ederim. Tezin değişik aşamalarında, büyük desteğini ve yardımını gördüğüm Sayın Prof. Dr. İlyas YILMAZER e (Van, Yüzüncü Yıl Üniversitesi), Jeoloji ve İnşaat Yük. Mühendisi Sayın Özgür YILMAZER e (Yılmazer Eğitim ve Mühendislik Ltd. Şti.) teşekkürü bir borç bilirim. Tez çalışması boyunca yardımını ve desteğini gördüğüm arkadaşım Jeoloji Mühendisi Handan GÜNEL e, Jeoloji Yük. Müh. Sezen DİKER e, iş arkadaşım Jeofizik Mühendisi Coşkun BULUT a teşekkür ederim. Tez çalışması boyunca beni maddi ve manevi olarak destekleyen babam Bekir ULUADAM a, annem Leyla ALSANCAK a, halam Semiha ULUADAM a ve amcam Sadık ULUADAM a en derin duygularla teşekkürlerimi sunarım. Evrim ULUADAM Ankara, Şubat 26 iii

5 İÇİNDEKİLER ÖZET......i ABSTRACT...ii TEŞEKKÜR......iii SİMGELER DİZİNİ...v ŞEKİLLER DİZİNİ...vi ÇİZELGELER DİZİNİ......viii 1. GİRİŞ Amaç ve Kapsam Çalışma Alanının Genel Özellikleri Morfoloji Hidrografi ve akarsu drenaj rejimi Jeoloji Oluşum Gelişim ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR MATERYAL VE YÖNTEM Sismik Yansıma Profillerinin Alınması Sediment Örneklerinin Alınması Karot Sedimanlarının Su Miktarı Tayini Karot Sedimanlarının C-14 Yaş Tayini Karot Sedimanlarının Tane Boyu, Karbonat ve Organik Karbon Analizleri ARAŞTIRMA BULGULARI Sismik Verilerin Yorumlanması Karot Sedimanlarının C-14 Yaş Analizi Karot Sedimanlarının Dış Görünüm-Fiziksel Özellikleri ve Tane Boyu Dağılımı Karot Sedimentlerinde Su Miktarı Dağılımı Karot Sedimanlarının Karbonat Dağılımı Karot Sedimentlerinde Organik Karbon Dağılımı Organik Karbon, Karbonat, Tane Boyu ve Su Miktarları Arası İlişkiler SONUÇLAR...63 KAYNAKLAR...64 EK 1 Analiz akım şeması...68 ÖZGEÇMİŞ...69 iv

6 SİMGELER DİZİNİ km kilometre m metre cm santimetre mm milimetre ml mililitre ka kilo yaş (1 yıl) derece dakika " saniye μ mikron φ fi K Kuzey D Doğu KD Kuzeydoğu GB Güneybatı KKD Kuzeykuzeydoğu GGB Güneygüneybatı G.Ö. Günümüzden öncesi Corg CaCO 3 Organik karbon Karbonat (kalsiyum karbonat) TBS KAF KAFZ Türk Boğazlar Sistemi Kuzey Anadolu Fayı Kuzey Anadolu Fay Zonu EİEİ MTA TUBİTAK YDABÇAG Elektrik İşleri Etüt İdaresi Maden Tetkik Arama Genel Müdürlüğü Türkiye Bilimsel ve Teknik Araştırma Kurumu Yer, Deniz, Atmosfer ve Çevre Bilimleri Araştırma Grubu v

7 ŞEKİLLER DİZİNİ Şekil 1.1 Çalışma alanının yerbulduru haritası Şekil 1.2 Marmara Denizi nin önemli morfolojik yapıları Şekil 1.3 Şekil 1.4 Şekil 1.5 Şekil 1.6 Şekil 1.7 Şekil 1.8 Şekil 1.9 Ege Denizi, Marmara Denizi ve Karadeniz arasında akıntılı su dolaşımı Marmara Denizi nde üst ve alt akıntıların dağılımı Marmara Denizi ne dökülen başlıca akarsular Marmara Bölgesinin aktif tektonik haritası... 1 Kuzey Marmara nın Geç Pliyosen, Geç Miyosen, Orta Miyosen, Erken Miyosen paleocoğrafik haritası Çalışma alanı ve çevresinin sadeleştirilmiş jeoloji haritası Batı Marmara Denizi nin paleocoğrafik haritası Şekil 1.1 Marmara Denizi için uygulanan deniz seviyesi değişim kronolojisi Şekil 1.11 Son buzul maksimumdan günümüze kadar Marmara Şekil 3.1 Şekil 3.2 Şekil 4.1 Şekil 4.2 Şekil 4.3 Şekil 4.4 Şekil 4.5 Şekil 4.6 Şekil 4.7 Şekil 4.8 Şekil 4.9 Denizi nden su değişimini gösterir paleoşinografik grafik MTA SİSMİK-1 Araştırma Gemisi Çalışma alanı (Şarköy Kanyonu ve civarı) ile sismik hatlar ve sediman karot yerlerini gösteren harita Sismik profiller SH1 ve SH Sismik profil SH Sismik profil SH Sismik profil SH ŞA1 nolu karotun litolojisi ŞA2 nolu karotun litolojisi ŞA3 nolu karotun litolojisi ŞA4 nolu karotun litolojisi ŞA5 nolu karotun litolojisi Şekil 4.1 ŞA6 nolu karotun litolojisi Şekil 4.11 ŞA7 nolu karotun litolojisi Şekil 4.12 ŞA8 nolu karotun litolojisi Şekil 4.13 ŞA9 nolu karotun litolojisi vi

8 Şekil 4.14 ŞA1 nolu karotun litolojisi Şekil 4.15 ŞA12nolu karotun litolojisi Şekil 4.16 ŞA13 nolu karotun litolojisi Şekil 4.17 ŞA1, ŞA2, ŞA3 nolu karotlarda su miktarı dağılımı Şekil 4.18 ŞA4, ŞA5 ve ŞA6 nolu karotlarda su miktarı dağılımı Şekil 4.19 ŞA7, ŞA8 ve ŞA9 nolu karotlarda su miktarı dağılımı Şekil 4.2 ŞA1 ve ŞA12 nolu karotlarda su miktarı dağılımı Şekil 4.21 ŞA13 nolu karotda su miktarı dağılımı...5 Şekil 4.22 İncelenen sedimentlerde su miktarları ve çamur oranlarının karşılaştırılması...52 Şekil 4.23 ŞA1, ŞA2, ŞA3, ŞA4 ve ŞA5 nolu karotlarda karbonat miktarı dağılımı Şekil 4.24 ŞA6, ŞA7 ve ŞA8 nolu karotlarda karbonat miktarı dağılımı Şekil 4.25 ŞA9, ŞA1 ve ŞA12 nolu karotlarda karbonat miktarı dağılımı Şekil 4.26 ŞA13 nolu karotda karbonat miktarı dağılımı Şekil 4.27 ŞA1, ŞA2, ŞA3 ve ŞA4 nolu karotlarda organik karbon miktarı dağılımı Şekil 4.28 ŞA5 ve ŞA6 nolu karotlarda organik karbon miktarı dağılımı Şekil 4.29 ŞA7, ŞA8, ŞA9 ve ŞA1 nolu karotlarda organik karbon miktarı dağılımı Şekil 4.3 ŞA12 ve ŞA13 nolu karotlarda organik karbon miktarı dağılımı Şekil 4.31 İncelenen sedimentlerde organik karbon, karbonat, tane boyu ve su miktarı oranlarının karşılaştırılması vii

9 ÇİZELGELER DİZİNİ Çizelge 3.1 Şarköy Kanyonu ve civarından alınan sismik profil hatlarının başlangıç ve bitiş konumları Çizelge 3.2 Şarköy Kanyonu ve civarından alınan sediment karotları ve konumları...24 Çizelge 4.1 İncelenen sedimentlerde karbonat, organik karbon, silt+kil ve su miktarları arasında ilişki katsayısı matriksi viii

10 1. GİRİŞ 1.1 Amaç ve Kapsam Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Jeoloji Mühendisliği Anabilim Dalı nda yüksek lisans tezi olarak sunulan bu çalışmada, Şarköy Denizaltı Kanyonu nda (Güneybatı Marmara Denizi) Geç Kuvaterner tektonizma ve deniz seviyesi değişim süreçleri araştırılmıştır. Bu çalışmanın amacı, Marmara Denizi batısında yer alan Şarköy Kanyonu ve civarında Holosen döneminde süregelen neotektonizmanın ve deniz seviyesi değişimlerinin etkilerini, deniz tabanında sıkışma, gevşeme, kayma, çökme, yükselme gibi heyelan riskli ve türbiditik akma alanlarını ve boyutlarını, Güneybatı Marmara Denizi nde Geç Pleyistosen/Erken Holosen erozyonal dokanağı (paleokıyı, paleoplaj gibi), Şarköy Kanyonu nu Geç Pleyistosen/Erken Holosen de besleyen akarsuların paleodrenaj sistemlerini sediment analizleri ve sismik profil verileri ile araştırmak ve belirlemektir. Tez çalışması, arazi, laboratuvar ve büro çalışmalarından oluşmaktadır. Arazi çalışmaları MTA SİSMİK-1 Araştırma Gemisi ile Ağustos 22 yılında Şarköy Denizaltı Kanyonu ve yakın çevresinden TÜBİTAK-MTA-Ankara Üniversitesi Jeoloji Mühendisliği Bölümü işbirliğinde, YDABAG-12Y113 no.lu proje olarak Ulusal Deniz Araştırmaları-Deniz Jeolojisi ve Jeofiziği Programının Marmara Denizi kapsamında gerçekleştirilmiştir. Çalışma alanı olan Şarköy Denizaltı Kanyonu ve yakın civarında MTA SİSMİK-1 Araştırma Gemisi ile ağırlıklı karot ile belirlenen istasyonlar arasından seçilerek 12 istasyondan sediment örnekleri ve 5 adet toplam 65 km uzunluğundaki hat üzerinde de sismik profiller alınmıştır. Bu çalışmada kullanılan karot örneklerinin tanımlamaları, petrografi, jeokimya ve yaş tayini (C-14) analizleri yapılmıştır. 1

11 1.2 Çalışma Alanının Genel Özellikleri Çalışma alanı, Marmara Denizi nin güneybatısında 4 52, 4 75 K ile 27 24, D enlem ve boylamları arasında yer almaktadır (Şekil 1.1). Güneybatıda dar ve sığ Çanakkale Boğazı nı kuzeydoğuda derin Tekirdağ Çukuruna bağlayan bir sualtı vadisine benzeyen çalışma alanına bu proje çerçevesinde, kolaylık olsun diye Şarköy Kanyonu adı verilmiştir. Bu nedenle, çalışma alanı Şarköy Kanyonu olarak adlandırılacaktır. Şarköy Kanyonu doğuda Marmara Adası, güneyde Biga Yarımadası, güneybatıda Gelibolu Yarımadası, güneydoğuda Paşalimalı Adası ve batıda Şarköy Hoşköy kıyıları ile de sınırlıdır (Şekil 1.1). 2

12 Şekil 1.1 Çalışma alanının yerbulduru haritası. Alttaki batimetri haritası MTA (24) den hazırlanmıştır 3

13 1.2.1 Morfoloji Marmara Denizi nin önemli morfolojik yapıları şelf, yamaç, orta çukur düzlükleri ve yükselim sırtları olup (Şekil 1.2), şelf ve yamaçlar yer yer vadi, kanal ve kanyon türü yapılarla kesilmiş veya yarılmıştır (Le Pichon et al. 21, Gazioğlu et al. 22). Kuzey şelf 1883 km 2 lik bir alanı kaplar ve genişliği 5 1 km olup, güneye doğru,4 ve,7 eğimlidir. Şelf kenarı 1 m su derinliğindedir. Genelde kıyıya paralel uzanan kuzey şelfi batıda Ganos Dağ Sistemi önünde daralarak kaybolmaktadır. Kuzey şelfin en geniş bölgesi (12 km) İstanbul Boğazı girişinde ve Prenses Adaları civarındadır. Kuzey şelf, doğuda İzmit Körfezi girişinde sona ermektedir (Gazioğlu et al. 22). Kuzey şelf kenarında 7 eğimle başlayan yamaçlar, derin düzlükte 4 ye kadar meyil göstermekte iken, batıda Ganos Dağ Sistemi önünde 3 ye kadar yükselen değerler vermektedir (Gazioğlu et al. 22). Güney yamaçların eğimleri 4-8 arasında değişmekte ve batıda Çanakkale Boğazı na doğru uzanarak Ganos Dağ Sistemi önünde kuzey yamaç ile birleşmektedir. Marmara Denizi nin diğer önemli morfolojik yapıları doğu batı yönünde uzanan ve derinlikleri m arasında değişen dört çukur ve bunların arasındaki yükselim veya sırtlardır. Bu çukurluklar, doğudan batıya doğru Çınarcık, Silivri veya Kumburgaz, Orta Marmara ve Tekirdağ Çukurlarıdır. En batıdaki Tekirdağ Çukuru nun en derin yeri 1133 m dir (Gazioğlu et al. 22). Morfolojik olarak, Şarköy Kanyonu Marmara Denizi nin güneybatı şelfi ve üst yamaç üzerinde yer almakta ve takriben 5 6 m su derinliğinden başayarak 35 m su derinliğine kadar uzanmaktadır (Şekil 1.1). GB KD eksenli Şarköy Kanyonu nun uzunluğu takriben 19,5 km, genişliği ise Şarköy Kara Burun ve Hoşköy Marmara Adası arasında 15 km kadardır. 4

14 Şekil 1.2 Marmara Denizi nin önemli morfolojik yapıları (Le Pichon et al. 21) Hidrografi ve akarsu drenaj rejimi İstanbul Boğazı ile Karadeniz e, Çanakkale Boğazı ile Ege Denizi ve Akdeniz e bağlanan Marmara Denizi bu yan denizlerin fiziksel, biyolojik ve kimyasal özelliklerinden oldukça etkilenmektedir. Marmara Denizi nin oşinografik olarak en önemli özelliği, Türk Boğazlar Sistemi yoluyla az tuzlu ( 18) Karadeniz suyunun üst tabakayı, tuzlu ( 38,5) Akdeniz suyunun alt tabakayı teşkil ettiği ve birbirine nazaran ters yönde aktıkları, bir sürekliçift-tabakalı su rejimine sahip olmasıdır (Şekil 1.3). Bu tabakanın derinliği su yüzeyinden itibaren yaklaşık 2-25 m civarındadır (Ünlüata et al. 199). 5

15 Şekil 1.3 Ege Denizi, Marmara Denizi ve Karadeniz arasında akıntılı su dolaşımı (Beşiktepe et al den değiştirilerek alınmıştır) Parantez içi değerler tuzluluğu (binde olarak) göstermektedir. İstanbul Boğazı nın Marmara çıkışı bölgesine göre 3-4 kadar yükselen yüzey tabakası tuzluluğunun Marmara Denizi boyunca değeri çoğunlukla arasındadır. Bu sabit yapı, Çanakkale Boğazı nın en dar yeri olan Nara Burnu ile Ege Denizi çıkışı arasındaki bölgede tuzluluk 4-5 birim kadar artarak, seviyelerine ulaşmakta ve İstanbul Boğazı nda olduğu gibi, ara yüzey doğrusal olarak yükselmektedir. Ege Denizi nden Çanakkale Boğazı na giren oksijence zengin Akdeniz suları burada bir miktar değişime uğrayarak derin Marmara basenine girerken kendi yoğunluk seviyelerine kadar batmaktadır (Beşiktepe et al. 1994). Bu nedenle, Ege Denizi nde hidrografik şartlara bağlı olarak, yıl boyunca Ege Denizi nden Marmara Denizi alt tabakasına bir oksijen girdisi olmakta, böylece Karadeniz e benzer oksijensiz derin su koşulların ortaya çıkması bir dereceye kadar önlenmektedir. İstanbul Boğazı ndan bir türbulans jeti olarak çıkan yüzey akıntısı İstanbul Boğazı nın Marmara Denizi ne bağlandığı üçgen biçimindeki bölgede genellikle güney yönünde akmaktadır (Beşiktepe et al. 1994, Şekil 1.4). Bozburun Yarımadası civarına kadar gelen bu akıntılar daha sonra antisiklonik bir kavis çizerek kuzeybatı istikametinde Marmara Denizi nin Trakya kıyılarına doğru dönmektedir. Kuzey kıyılarına kadar ulaşan akıntılar, daha sonra kıyı boyunca kıvrımlar yaparak Çanakkale Boğazı girişine doğru ilerlemektedir. Ayrıca, büyük bir kavis yapan bu akıntı sisteminin içinde doğu 6

16 Marmara Havzası nı dolduracak şekilde bir antisiklonik döngü bulunmaktadır. Batı Marmara da ise batı yönünde ilerleyen kıyısal akıntı sisteminin varlığı Marmara Denizi ndeki tuzluluk dağılımlarından açıkça görülmektedir. Şekil 1.4 Marmara Denizi nde üst ve alt akıntıların dağılımı (Beşiktepe et al. 1994) Üstte Karadeniz ve altta Akdeniz su kütlelerinin hareketleri 7

17 Şarköy Kanyonu na doğrudan boşalan önemli akarsular bulunmamaktadır (Şekil 1.5). Bununla beraber, Çanakkale Boğazı üzerinden gelen Ege Denizi girdisi, Marmara Denizi kıyısal erozyonu güneyden akan Biga ve Gönen Nehirleri, güneybatıdan akan Karamenderes, Ergöz ve Karanlık Dereleri, güneydoğudan akan Kocasu Deresi ve kuzeydoğudaki bazı dereler (Süleymanlı, Bağlar, Kınık, Kova ve Haram Dereleri gibi) batı Marmara Denizi ne sediment yükü taşıyabilirler (Ergin et al. 1991, EİEİ 1993, Beşiktepe et al. 1994, Okay ve Ergün 25). Ancak kuzeydeki derelerin genellikle kuru oldukları bilinmekte ve bunlarla ilgili sediment taşınım verisi bulunmamaktadır. Marmara Denizi ne boşalan akarsuların akaçlama havzaları kuzeyde km 2, güneyde ise km 2 olup, en önemlisi güneydeki Kocasu Nehridir (Şekil 1.5). Şekil 1.5 Marmara Denizi ne dökülen başlıca akarsular (EİEİ 1993 den alınmıştır) 8

18 1.2.3 Jeoloji Elde edilebilir mevcut verilere (Yaltırak vd. 2, Yaltırak 22, Yaltırak ve Alpar 22, Yaltırak vd. 22, Okay vd. 24) göre, doğrudan Şarköy Kanyonu nun oluşumu ve gelişimi ile ilgili bir çalışanın varlığı bilinmemektedir. Bununla beraber, derin Tekirdağ Çukuru ile sığ ve dar Çanakkale Boğazı arasında kalan bu kanyonun Miyosen den günümüze dek süregelen karmaşık tektonik ve sedimentasyon süreçlerinin etkisinde oluşmuş veya gelişmiş olabileceği anlaşılmaktadır Oluşum Tekirdağ Çukuru ile Çanakkale Boğazı arasında kalan Şarköy Kanyonu nun oluşumu, büyük bir olasılıkla tektonik kökenli olup, doğrultu atımlı Kuzey Anadolu ve Ganos Faylarının bükülme, sıkışma ve genişleme gibi (Şeki 1.6) Pliyosen den günümüze kadar süregelen karmaşık süreçler ile izah edilebilir. Nitekim, Anadolu levhasının batıya kaçışı ve Ege de sola bükülüp, dönerek genişlemeli tektonik rejimin başlaması bu süreçlerin önemli safhalarıdır. Gerek bu çalışmada elde edilen ve gerek ise önceki araştırıcıların eserlerinde de (Smith et al. 1995, Yaltırak 22 gibi) görüleceği üzere, Çanakkale Boğazı ve Tekirdağ havzasını içine alan batı Marmara Denizi nde çok sayıda aktif faylar mevcuttur. Bu fayların etkisi ile bilhassa kanyonun kuzey, batı ve güney kenarları son 225 yılda, yılda ~,4 mm olarak yükselmektedir (Yaltırak et al. 22). Pliyosen yaşlı Tekirdağ Çukuru, aktif bir doğrultu atımlı ve yarı graben havza olup, Kuzey Anadolu Fayı nın bir parçası olan Orta Marmara Fayı nın Ganos Fayına doğru ilerlemesi (Şekil 1.6) ve genişlemeli bir büklümü boyunca oluşmuştur (Yaltırak 22, Yaltırak ve Alpar 22, Okay et al. 24, Seeber et al. 24). Çanakkale Boğazı ise Pliyosen de doğrultu atımlı Kuzey Anadolu Ganos Fayları nın, Gelibolu Yarımadası üzerinde sola doğru yanal bükülmesi sonucu, Eceabat ve 9

19 Çanakkale arasında KKD GGB yönlü bir fay sisteminin gelişmesi ile oluşmuştur (Yaltırak et al. 2). Bu evrede Gelibolu ve Biga Yarımadaları bölgesel yükselmiştir. Şekil 1.6 Marmara Bölgesinin aktif tektonik haritası (Okay et al. 2, çeşitli araştırıcılardan derlenmiştir) Gelişim Karasal stratigrafik korelasyon ve iki denizel sondaj (Doluca-1 ve Işıklar-1) verilerine (Yaltırak 1995, Elmas ve Meriç 1996, Görür et al. 1997, Barka vd. 1999, Sakınç et al. 1999, Gökaşan 2) göre çalışma alanını oluşturan Şarköy Kanyonu ve civarında Erken Orta Miyosen döneminde menderesli ve örgülü akarsu ile göl koşullarının hakim olduğu anlaşılmaktadır (Şekil 1.7). Karasal çevresi yükselmekte ve aşınmakta olan bu ortamlarda konglomera, kumtaşı ve çamurtaşı ile yer yer kömür ve volkanik aratabakalı bir istif ( Gazhanedere Formasyonu ) çökelmiştir. Akarsu göl koşulları, Orta Miyosen sonuna kadar devam etmiştir (Şekil 1.7 ve 1.8). 1

20 Şekil 1.7 Kuzey Marmara nın Geç Pliyosen, Geç Miyosen, Orta Miyosen, Erken Miyosen, paleocoğrafik haritası (Sakınç et. al. 1999) 11

21 Şekil 1.8 Çalışma alanı ve çevresinin sadeleştirilmiş jeoloji haritası (Yaltırak 1995, Siyako et. al. 1989, MTA.1/5. Türkiye Jeoloji Haritası Marmara paftasından sadeleştirilmiştir) Çalışma alanına ilk acısu- deniz girişimi Geç Miyosen de (kimi yazarlara göre Akdeniz, kimi yazarlara göre de Paratetis kökenli) gerçekleşmiştir. Çalışma alanı ve Çanakkale Boğazı nı da içine alan batı Marmara Denizi nin ilk defa Geç Pliyosen de Akdeniz ve 12

22 Marmara arasında bir su yolu haline gelmiş olabileceği belirtilmiştir. Bununla beraber bu dönemde de Marmara Denizi çoğu zaman Paratetis etkisi altında bir tatlı su gölü halinde bulunmuştur. Pleyistosen ve Holosen dönemlerinde küresel iklim ve deniz seviyesi değişimlerine bağlı olarak Akdeniz Marmara Karadeniz su bağlantıları zaman zaman gelişmiş veya kesilmiştir (Şekil 1.9). Değişen bu ortamsal koşullara bağlı olarak da, yer yer erozyonal aşınma veya depolanma süreçleri hakim olmuştur. Değişik yöntemlerle elde edilen verilere (Imbrie et al. 1984, Elmas ve Meriç 1996, Skene et al. 1998, Aksu et al. 1999) göre günümüzden takriben 45, 35, 25, 15 ve 18 yılları öncesi nisbi deniz seviyesi günümüzdeki konumundan 9 12 m daha aşağıdaydı (Şekil 1.1), yani bugünkü şelf alanlarında alçak su seviyesine bağlı ve/veya karasal ortamsal koşullar hakimdi. Küresel deniz seviyesi eğrisine göre (Şekil 1.1, Skene et al. 1998), günümüzden takriben 8 yıl önce, deniz seviyesi günümüzdeki konumunda veya buna çok yakındı. Son Würm buzullaşması ile birlikte, deniz seviyesi değişmeye başlamış ve en düşük seviyesine (-12 / -13 m) günümüzden 18 yıl önce (son maksimum buzullaşma) ulaşmıştır (Imbrie et al. 1984, Aksu et al. 1987, Fairbanks 1989). G.Ö yıllarında bugünkü Marmara Denizi (kanyonda 8 m su derinliğinden daha sığ alanları dahil) Akdeniz su düzeyinin düşmesi, Çanakkale ve İstanbul Boğazlarındaki suların çekilmesi sonucu bir göl halindedir (Şekil 1.11) (Stanley and Blanpied 198, Smith et al. 1995, Aksu et al. 22, Hiscott ve Aksu 22, Mudie et al. 22). 13

23 Şekil 1.9 Batı Marmara Denizi nin paleocoğrafik haritası (Yaltırak et al. 22) Şekil 1.1 Marmara Denizi için uygulanan deniz seviyesi değişim kronolojisi (Aksu et al. 1999, çeşitli araştırmacılardan derlenmiştir) 14

24 Şekil 1.11 Son buzul maksimumdan günümüze kadar Marmara Denizi nden su değişimini gösterir paleoşinografik grafik (Kaminski et al. 22) 15

25 Bu Marmara Gölü nün bu dönemdeki su seviyesi Çanakkale Boğazındaki -7 / -8 m derinlikteki eşikle / sığlıkla kontrol edilmekteydi. Su aşındırması ile kazılmış şelf ve yamaçları derinleştirilmiş vadi ve kanallar, kanyon oluşumları, bugün açık denizde kalmış ve gömülü paleosahiller kıyılar, şelf kenarı delta oluşumları alçak su seviyesine bağlı süreçlerin ürünleridir (Ergin vd. 1997, 1999, Aksu vd. 1999, Bayhan vd. 21) Küresel ısınma ile birlikte deniz seviyesi Akdeniz de tekrar yükselmeye başlamış ( Flandriyen Transgresyonu ) ve G.Ö. 18 yılında -12 / -13 metrelerden, G.Ö. 12 yılında Çanakkale Boğazı ndaki -7 / -8 m eşiğine kadar ulaşmıştır (Şekil 1.11) (Stanley and Blanpied 198, Aksu et al. 1999, Çağatay et al. 2, Aksu et al. 22, Caner and Algan 22, Hiscott and Aksu 22, Kaminski et al. 22, Major et al. 22, Mudie et al. 22, Tolun et al. 22). Yukarıdaki araştırıcılara göre, yükselmeye devam eden deniz seviyesi G.Ö. 12 yılında Çanakkale Boğazı ndaki sığlıkları veya eşikleri aşarak, Marmara Denizi ne girmiştir. Bunun sonucu olarak da, Marmara Denizi nde daha önceden alçalan deniz seviyesinin geride bıraktığı ve bugünkü / -1 m su derinlikleri arasında kara haline gelen alanlar (Şarköy Kanyonu nun üst kısımları dahil) tekrar denizin ilerlemesi ve yükselmesi ile su altında kalmıştır. Bu sığ su koşullarında, kaba taneli kırıntılılar ve yer yer algli serpulid biyohermleri birikmeye başlamıştır. G.Ö yıllarında Kuzey Avrupa buzullarının erimesi sonucu Karadeniz suları da yükselerek İstanbul Boğazı üzerinden Marmara Denizi ne girmiş ve G.Ö. 6 4 yılına kadar bu denizde birincil organik madde üretiminin artmasına neden olmuştur. Bu dönemlerde, Marmara Denizi nde organik maddece zengin ve yeşilimsi siyahımsı sapropel türü sediment ( Marmara Alt Sapropeli ) çökelmiştir (Çağatay et al. 1999, 2, Tolun et al. 22, Abrajano et al. 22, Caner and Algan 22, Aksu et al. 22, Hiscott and Aksu 22, Sperling et al. 23). Diğer bir sapropel oluşumu ( Marmara Üst Sapropeli ) ise G.Ö yılları arasında gelişmiştir (Çağatay et al. 1999, 2, Caner and Algan 22, Tolun et al. 22). 16

26 Günümüz Marmara Denizi tabanının büyük bir kısmı Birim A (Hiscott et al. 22) veya Birim I (Çağatay et al. 2) diye tanımlanan ve çoğunlukla da silisiklastik çamur türü sedimentleri ile örtülüdür. 17

27 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Çalışma alanı Şarköy Kanyonu nda gerçekleştirilmiş çalışmalar ve verileri oldukça sınırlı olup, bunlar genelde Marmara Denizi nin oluşum ve gelişimi ile Karadeniz Akdeniz arasındaki iklimsel değişimlere bağlı su geçişlerine yöneliktir. Geçmişten günümüze kadar yayınlanmış elde edilebilir araştırma sonuçları veya verileri aşağıda özetlenmiştir: Ergin et al. (1991), Çanakkale Boğazı ve kanyonunda (Dardanelles Canyon) alınan yüzeysel sedimentler ile çökelme ortamında hakim topografik, hidrolojik ve biyolojik koşullar farklılıklarını tartışmışlardır. Bodur and Ergin (1994), kanyondan aldıkları tek bir kısa karot ve çok sayıda yüzeysel sediment örneklerinin bazı jeokimyasal özelliklerini araştırmışlardır. Ergin et al. (1993, 1994), Pb 21 ve sedimenter organik karbon verileri ile kanyonda sediment birikim hızını hesaplamışlardır. Smith et al. (1995), kanyon ve yakın civarından alınan TPAO sismik verileri ile Kuzey Anadolu Fayı nın batı Marmara ucundaki tektonizma ve sedimantasyonu incelemişlerdir. Bu çalışmada günümüzden yıl önceki son maksimum buzullaşması, Marmara Denizi nin çevre denizlerle irtibatının kesilmesi ve Çanakkale Boğazı tabanındaki -6/-7 m deki eşik sığlıklar ile bunlara bağlı deniz tabanı morfolojileri ele alınmıştır. Wong et al. (1995), sismik veriler yardımı ile kanyon bölgesi dahil, Marmara Denizi nin neotektonik yapısı ve oluşumunu izah etmişlerdir. Yaltırak (1995), kanyonun kuzey kenarı ve bilhassa Ganos Fayı nın güneyinin jeolojisini sedimanter ve tektonik özellikleri açısından incelemiştir. 18

28 Elmas ve Meriç (1996), Çanakkale Boğazı nı ayıran Gelibolu ve Biga yarımadalarında gerçekleştirdikleri paleontoloji çalışmalarına dayanarak geç Miyosen den günümüze Marmara Akdeniz Bağlantısını ve bunu denetleyen tektonizmayı açıklamışlardır. Ergin et al. (1997), kanyondan aldıkları yüzeysel sediment örneklerinde yaptıkları petrografik çalışmalarla, geç Kuvaterner deki son deniz seviyesi değişimine bağlı eski sahillerin varlığına değinmişlerdir. Burada günümüz -4/-8 m su derinliklerinde bulunan ve Pleyistosen/Holosen sınırını temsil eden kaba taneli sediment alanları mevcuttur. Görür et al. (1997), kanyonu da içine alan tüm Marmara Denizi nin geçmişten günümüze paleocoğrafyası ve çökelme ortamlarını bu çalışmalarında sunmuşlardır. Aksu et al. (1999), kanyonda gerçekleştirilen boomer sismik yansıma profillemeleri ile Geç Pleyistosen erozyonel yüzeyleri üzerine birikmiş transgresif çamur birikimlerini tespit etmişlerdir. Bu araştırıcılar ayrıca trangresif Holosen birikimi altında sığ deniz koşullarına ait çapraz tabakalı kum çökellerinin varlığını göstermişlerdir. Ergin et al. (1999), kanyon başından alınan iki karot üzerinde yapılan sedimanter çalışmalar ile erken Holosen sığ deniz koşulları ve tane boyu üzerine etkenleri incelemişlerdir. Ergin and Bodur (1999), Çanakkale Boğazı ve doğu kanyonundaki etkin topografik, terijenik, bentonik ve akıntı koşullarının silt sedimantasyonu üzerine etkilerini yüzeysel sediment analizleri ile araştırmışlardır. Okay et al. (1999) ve Seeber et al. (24), sismik veriler yardımı ile kanyonun Kuzey kenarında aktif Ganos Marmara fay kıvrımını ve bu gelişmeye bağlı yükselme, çökme ve Pliyo Kuvaterner syn transform fay - sedimantasyon süreçlerini belirlemişlerdir. 19

29 Bayhan et al. (21), yüzeysel kanyon sedimentlerinin minerolojik bileşimini araştırarak, sonuçları bölgede hakim ve değişen denizel ve karasal koşullara bağlamışlardır. Hiscott and Aksu (22), yüksek ayırımlı sığ sismik ve C 14 yaşlandırılmış sediment karot verileri ile Marmara Denizi nin Geç Kuvaterner birikimlerini ortaya koymuşlardır. Son yıl önceki takriben -1/-11 m derinlikteki paleoşelf kenarları ve delta oluşumları, sapropel birikimleri ve Ege Marmara Karadeniz arasındaki su geçiş ve dolaşımları ile bunların sedimenter izleri bu çalışmada belirtilmiştir. Mudie et al. (22), polen analizlerine göre çalışma alanı ve yakın civarı G.Ö yıllarında Würm Pleniglasiyel, döneminden başlayarak, günümüz geç Holosen Interglasiyel dönemine kadar iklimsel değişimlerin etkisinde kaldığı vurgulanmıştır. Yaltırak et al. (22), paleontolojik, arazi gözlemi, oksijen izotop ve radyo izotop yaşlandırma verilerine dayanarak Çanakkale Boğazı ve kanyonun batı kenarı dahil, batı Marmara Denizi nin geç Pleyistosen de tektonik yükselmeye maruz kaldığını belirtmişlerdir. Yaltırak (22), Yaltırak and Alpar (22), jeolojik araştırmaları ve deniz sismik verileri ile Marmara Denizi ve çevresinin son 3,5 milyon yıldaki tektonik evrimini açıklamışlardır. 2

30 3. MATERYAL VE YÖNTEM Bu çalışmada kullanılan malzemeler, TÜBİTAK ça desteklenen YDABAG-12Y113 no.lu proje kapsamında alınmıştır. 22 yılı Ağustos ayında MTA SİSMİK-1 Araştırma Gemisi (Şekil 3.1) ile Marmara Denizi nin batısında ve özellikle de Şarköy Hoşköy Marmara Adası Kara Burun arasında kalan kanyon türü bir denizel alanda 12 sediment karotu ve 5 sismik yansıma profili alınmıştır. Sediment karotları ve sismik profillerinin alındığı yerler Şekil 3.2 de gösterilmiştir. Seçilen sediment örneklerinde ise tane boyu, karbonat miktarı, su miktarı, organik karbon, ve C-14 yaş tayini analizleri yapılmıştır. Şekil 3.1 MTA SİSMİK-1 Araştırma Gemisi 21

31 Şekil 3.2 Çalışma alanı (Şarköy Kanyonu ve civarı) ile sismik hatlar ve sediman karot yerlerini gösteren harita (MTA 24 den değiştirilerek alınmıştır) 22

32 3.1 Sismik Yansıma Profillerinin Alınması Çalışma alanını kapsayan alanda, 5 adet toplam 65 km uzunluğundaki hat üzerinde sismik yansıma verileri alınmıştır (Çizelge 3.1). Çizelge 3.1 Şarköy Kanyonu ve civarından alınan sismik profil hatlarının başlangıç ve bitiş konumları Sismik Hat Başlangıç Koordinatları Bitiş Koordinatları SH1 27,4625; 4,695 27,3817; 4,631 SH2 27,3817; 4,631 27,275; 4,585 SH3 27,2475; 4,633 27,333; 4,5233 SH4 27,45; 4, ,333; 4,667 SH5 27,379; 4, ,517; 4,65 Sismik yansıma verileri SYNTRAK-48MSTP kayıt sistemi ve 15 m uzunluğundaki sismik kablo ünitesi (streamer) ile 6,25 m grup aralığı, 1 msec. örnekleme aralığı, 3sec. kayıt uzunluğu ve 25 m atış aralığında 24 kanal sismik veri toplanmıştır. Enerji kaynağı olarak da 4 adet hava tabancası kullanılarak toplam 6 in 3 hacimde ve 1PSI basınçtaki hava ile yüksek frekansta enerji sağlamak amacı yaklaşık 3 m penetrasyonlu ve nispeten yüksek çözünürlüklü sismik kayıtlar alınmıştır. Sismik hatların üç tanesi kuzeybatı-güneydoğu doğrultulu ve kanyonu dik olarak kesmektedir. Sismik profiller üzerinde yapılan sismik fasiyes analizleri için Tardu ve Baysal 1995 den derlenmiş esas ve yorumlar kullanılmıştır. 23

33 3.2 Sediment Örneklerinin Alınması Sediment örnekleri ağırlıklı serbest düşme karotiyerleri ile sismik veriler ışığında, kanyonun tüm morfolojik derinliklerini temsil edecek şekilde belirlenen istasyonlar arasından seçilerek toplam 12 nokta istasyondan alınmıştır (Şekil 3.2). Alınan karot örnekleri 1m aralıklarla kesilmiş ve numaralandırılmıştır. Çizelge 3.2 de karot örneklerinin konumları, su derinlikleri ve sediman kalınlıkları verilmiştir. Çizelge 3.2 Şarköy Kanyonu ve civarından alınan sediment karotları ve konumları Karot No Koordinatlar Enlem (K) Boylam (D) (º, ') (º, ') Su Derinliği (m) Sediment Kalınlığı (cm) ŞA1 4,524 27, ,1 ŞA2 4,588 27, ,1 ŞA3 4, , ,1 ŞA4 4, ,45 73,5 ŞA5 4, , ,9 ŞA6 4, , ,5 ŞA7 4, , ,6 ŞA8 4,755 27,354 6,9 ŞA9 4, ,4123 1,1 ŞA1 4, , ,1 ŞA11 4, , ,9 ŞA12 4, ,484 92,1 ŞA13 4,675 27,445 92, Örnek alınamadı Çizelge 3.2 de görüldüğü gibi Karot ŞA11 istasyonunda karot tutucusunun ağzı eğildiğinden dolayı karot örneği alınamamıştır. Zemin sert ve kaba taneli malzemeden 24

34 meydana geldiğinden dolayı aynı lokasyonda atılmış olan kepçeden de çok az miktarda kaba taneli malzeme alınabilmiştir. Alınabilen karotlar fiziki dış görünümleri (sediment doku, renk, yapısı ve litojenikbiyojenik içerikleri) tespit edilmiştir. Fiziki görünümleri belirlenen karotlardan değişimin olduğu kısımlardan alınan örnekler petrografik ve jeokimyasal analizler için ayrılmıştır (Ek 1). 3.3 Karot Sedimanlarının Su Miktarı Tayini 12 lokasyondan alınan örnekler üzerinde su miktar tayinleri yapılmıştır. Su miktar tayini ve porozite hesaplamalarına ait yöntemler Proceedings of the Ocean Drilling Program, Initial Reports larda sunulan Explanatory Notes da açıklanmaktadır (Whitmarsh et al. 1998). Bu raporda verilen su miktarı değerleri için gemide alınan taze ve ıslak örnekler laboratuvarda 24 saat 15 C de kurutulmakta ve ıslak kuru ağırlık arasındaki fark su miktarı olarak hesaplanmaktadır. Daha sonra ise tuz düzeltmesi (salt correction) gibi düzeltmelerde yapılabilmektedir. Önemli bir fark oluşturmayacağı düşüncesiyle, tuz düzeltmesi yapılmamıştır. 3.4 Karot Sedimanlarının C-14 Yaş Tayini Radyokarbon yaş tayini için seçilen ŞA2 (27-28 cm), ŞA9 ( cm) ve ŞA1 ( cm) nolu karotların alt seviyelerinden elde edilen sediment örnekleri USA Arizona Üniversitesi Radyokarbon laboratuvarında C 14 yaş tayini analizine tabi tutulmuştur. Ölçümlerde 14 C yarıyıl ömrü 557 yıl ve referans yılı A.D. 195 olarak kabul edilmiş, sonuçlar 13 C düzeltilmiş olarak verilmiştir. 3.5 Karot Sedimanlarının Tane Boyu, Karbonat ve Organik Karbon Analizleri Tane boyu analizlerinde Müller (1967) ve Folk (198) de belirtilen standart petrografik yöntemler kullanılmıştır. Yaklaşık 15 2 gr. kurutulmuş sediman örneği 1 ml. lik 25

35 beherde Calgon lu saf su çözeltisinde bir gece bekletilmiştir. Daha sonra 23 mesh no.lu (.63 mm Ø) elek üzerinde saf su ile yıkanmış, elek üzerinde kalan 63 µ dan büyük taneler (kum:.63 2 mm; çakıl > 2 mm) küçük cam kaplarda tutularak sonradan fırında 6 ºC de ısıtılmış ve tamamen kurutulduktan sonra tartılmıştır. Elek altında kalan malzemeler (silt:.63.2 mm; kil: <.2 mm) ise Atterberg silindirlerinde ve Stokes yasasına göre silt kil ayrımına tabi tutulmuştur (Müller 1967, Folk 198). Toplam karbonat analizleri için Müller (1967), Loring and Rantala (1992) de belirtilen gazometrik volumetrik yöntem kullanılmıştır. Bu yöntemin temeli, sedimentteki karbonatın HCI asit ile tepkimeye bırakılması ve ortaya çıkan CO 2 gazının hacimsel oranının bulunması prensibine dayanır. Kurutulup öğütülen sediment örneğinden 1 gr kadar alınır ve önceden hazırlanmış 5 ml % 1 HCI asit ile erlen mayerde reaksiyon oluşmasına bırakılır. Çıkan CO 2 gazı, renklendirilmiş su yüzeyine basınç yapar ve dereceli cam boru üzerinde yükselmesini sağlar. Bu değer okunur ve aşağıdaki formül yardımı ile % CaCO 3 hesaplanır. % CaCO 3 = [(b/x ort ) * 1]/a (Y 1 /X 1 ) + (Y 2 /X 2 ) + ( Y 8 /X 8 ) = A/8 = X ort a= örnek ağırlığı b= örneğin asitle reaksiyonu sonucu dereceli su borusunda su yükselimi X 1 = standart 1 (.2 gr) ağırlığı Y 1 = standart 1 in asitle reaksiyonu sonucu dereceli su borusunda su yükselimi X ort = standartların su yükselmesine oranının ortalaması Karbonat analizinin doğruluğu ±.5 % ağırlık olarak verilmektedir (Müller 1967). Sedimentin toplam organik karbon miktarı, Gaudette et al de belirtilen yaş kimyasal-titrasyon yöntemiyle ölçülmüştür. Bu yöntemde, öğütülmüş ve kurutulmuş.5 26

36 gr sediment örneği erlen mayere konur ve üzerine 1 ml dikromat çözeltisi konur ve karıştırılır. Sonra örneğe 2 ml % 98 lik H 2 SO 4 eklenir ve karıştırılır. 2 ml saf su ile seyreltilir. Örnek üzerine 1 ml H 3 PO 4 (% 85),.2 gr NaF ve 1 ml difenilamin indikatorü eklenir. Örnek sonra.5 N Fe (NH 4 ) 2 (SO 4 ) 2 H 2 O çözeltisi ile 8 ml saf suda çözünür ve içine 14 ml H 2 SO 4 ilave edilir ve saf su ile 1 ml ye tamamlanmış çözelti ile titre edilir. Titrasyonun bittiği dönüm noktası kahverengi yeşilden yeşile ve mavimsi griye, son olarak da parlak yeşile dönüşmesiyle belirlenir. Analizde blank ve standart numunelerde kullanılır. Örneklerdeki organik karbonun yüzdesi aşağıdaki formülle hesaplanır: % Org C = 3.951/g (1 T/S) g = örnek ağırlığı T = demir çözeltisi örnek titrasyonu (bürette okunan değer ml) S = demir çözeltisi blank titrasyonu (bürette okunan değer ml) Organik karbon analizinin doğruluğu ±.25 % ağırlık olarak verilmektedir (Gaudette et al. 1974). Gerek karbonat, gerekse organik karbon analizlerinde ölçümlerin doğruluk ve hassasiyeti, içeriği önceden belirlenmiş standart örnekler hazırlanarak incelenmiştir. Standart sapma sonuçlarının oldukça iyi olduğu ( % 1.5) gözlenmiştir. 27

37 4. ARAŞTIRMA BULGULARI 4.1 Sismik Verilerin Yorumlanması SH1 ve SH2 profilleri yaklaşık 2 km uzunluğunda olup Şarköy Kanyonu nu kuzeydoğu-güneybatı yönünde kesmekte ve kanyon ekseni boyunca uzanmaktadır (Şekil 3.2). Sediment örnekleme istasyonları ŞA2, ŞA5 ve ŞA1 bu sismik hat üzerinde bulunmaktadır. -2., 4.-6., 6.-8., 8.-1., , , km lerde belirlenen faylar (Şekil 4.1) kanyonu KB-GD doğrultusunda kesen tektonik faaliyetlere işaret etmektedir. Paralel yansımalı sismik birimlerin altında kaotik yansımalı daha yaşlı birimler yer almaktadır km ler arasında vadi veya kanyon gibi görünen morfolojik yapı, Şarköy Kanyonu nun aşağısını temsil etmektedir (Şekil 4.1). Şekil 4.1 Sismik profiller SH1 ve SH2 (Profillerin konumu için Şekil 3.2. ye bakınız) Oklar fay hareketlerini göstermektedir Profil SH3 (Şekil 3.2) Şarköy Kanyonu nun baş kısmını KB-GD doğrultusunda kesmekte ve hat üzerinde ŞA1, ŞA2 ve ŞA3 nolu karot alma yerleri bulunmaktadır (Şekil 3.2). 2-4., 4-6., 6-8., 8.-1., ve 14. km lerde faylar belirlenmiştir (Şekil 4.2). Profil SH3 de deniz tabanı morfolojisi oldukça düzgün görünmektedir. 28

38 Şekil 4.2 Sismik profil SH3 (Profilin konumu için Şekil 3.2. e bakınız) Oklar fay hareketlerini göstermektedir Profil SH4 (Şekil 3.2) KB-GD doğrultusunda alınmıştır. SH4 hattı üzerinde ŞA4, ŞA13, ŞA5, ŞA6 ve ŞA7 nolu karot alma istasyonları bulunmaktadır (Şekil 3.2). 4., 6., 6.-8., 8.-1., km lerde faylar belirlenmiştir (Şekil 4.3). Şekil 4.3 Sismik profil SH4 (Profilin konumu için Şekil 3.2. ye bakınız) Oklar fay hareketlerini göstermektedir SH5 profili çalışma alanının aşağı kısımlarını KB-GD doğrultusunda kesmektedir (Şekil 3.2). SH5 hattı üzerinde ŞA9 ve ŞA1 nolu sediment örnekleme istasyonları bulunmaktadır (Şekil 3.2). Profilin km leri arasında Şarköy Kanyonu nun Tekirdağ Çukuru na geçişini gösteren kanyon veya vadi yapısı çok belirgin görülebilmektedir (Şekil 4.4). Şelf fasiyesleri genelde iç şekilleri paralel, dış şekilleri 29

39 yaygı ve örtü, kama, bank ve mercek yapılarıyla temsil edilmektedir. Şelfteki biyojenik yığışımlar/oluşumlar ise sismik profilde kümbetimsi ve kaotik bir özellik göstermektedir. Bu nedenle profilde yaklaşık 11. km de görülen engebeli sismik fasiyesler kitlesel sediment hareketlerinden kaynaklanabilmektedir. Şekil 4.4 Sismik profil SH5 (Profilin konumu için Şekil 3.2. ye bakınız) Oklar fay hareketlerini göstermektedir Sonuç olarak; çalışma alanı ve kenarlarından alınan sismik profillerde deniz tabanının çok sayıda faylar ile kesildiği, Şarköy Kanyonu nun aktif tektonizma altında bulunduğu görülebilmektedir. 4.2 Karot Sedimanlarının C-14 Yaş Analizi ŞA2 nolu karotun cm seviyesi yıl G.Ö.; ŞA9 nolu karotun cm seviyesi yıl G.Ö. ve ŞA1 nolu karotun cm seviyesi yıl G.Ö. olarak tespit edilmiştir. İncelenen karotların en alt kısımlarında elde edilen bu yaş verilerine göre, sedimentlerin Geç Pleyistosen/Holosen veya Holosen yaşlı olduğu söylenebilir. Yine bu verilere göre, karotların en alt veya yaşlı bu seviyelerinin 3

40 günümüzden yıl önce Marmara Denizi bir göl halinde iken çökelmeye başladığı söylenebilir. 4.3 Karot Sedimanlarının Dış Görünüm-Fiziksel Özellikleri ve Tane Boyu Dağılımı Karot ŞA1 Kara Burun ve Marmara Adası arasında 62 m su derinliğinden alınmıştır (Şekil 3.2, Çizelge 3.2). Sediment renkleri grimsi açık yeşil koyu yeşil arasında değişmektedir. Sedimentlerin % 1-9 arasında değişen çakıl kum oranlarına sahiptir. Silt ve kilden oluşan çamur oranları % arasında değişmektedir. Silt % 35-45; kil % oranlarında bulunmaktadır. Sedimanların tüm karot boyunca benzer oranlarda ince taneli malzeme içermesine karşın takriben 121 cm derinlikten aşağıya doğru çakıl ve kum hafifçe artmaktadır. Ayrıca tabanındaki karot tutucu (core catcher) oldukça yüksek oranda kaba taneli malzeme içermektedir. Bu nedenle de 29 cm den daha derinden örnek alınamamışdır (Şekil 4.5). Karot ŞA2 kanyonun baş kısmından 99,1 m su derinliğinden alınmıştır (Şekil 3.2, Çizelge 3.2). Genelde karot sedimentleri ince taneli çamur türü olup, karot tabanında nispeten bol kaba taneli malzemeye rastlanılmaktadır. Karot ŞA2 sedimentleri grimsi yeşil koyu yeşil renkler sergilemektedir. Karotun en üst kısmından (-5 cm), 271 cm derinliğe kadar %,1 3 arasında değişen çakıl+kum miktarları cm derinlikte % 19 ve cm derinlikte ise % 55 e varmaktadır. Silt+kil oranları ise % 45 1, silt % 14 45; kil % arasında değişmektedir. Karot tabanındaki catcher yüksek oranda kaba taneli malzeme içermektedir (Şekil 4.6). Daha önceden yapılan başka bir çalışmada da (Ergin et al. 1999), yakın bir istasyon karotunun en alt kısımlarında erken Holosen sığ deniz/eski sahil koşullarına ait kaba tanece zengin sedimanlar tespit edilmiştir. Karot ŞA3 kanyonunun kuzeybatı kenarında, Şarköy Hoşköy arası açıklarında 62 m su derinliğinde alınmıştır (Şekil 3.2, Çizelge 3.2). Karot ŞA3 sedimentleri yeşilimsi sarımtrak, yeşilimsi gri ve grimsi koyu yeşil arasında değişen renklere sahiptir (Şekil 4.7). -5 cm olan karotun en üst kısmından cm derinliğe kadar çakıl+kum 31

41 miktarları %,9 2,7 arasında değişmekte olup bu derinlikten sonra, cm de % 5,7 ye ve cm derinlikte ise % 7,9 a kadar artmaktadır. Silt+kil karışımı oranları % 29-99, silt % 15 66, kil ise % arasında değişmektedir. Karot tabanında catcher da kaba taneli malzeme oranı oldukça yüksektir (Şekil 4.7). Şekil 4.5 ŞA1 nolu karotun litolojisi 32

42 Şekil 4.6 ŞA2 nolu karotun litolojisi 33

43 Şekil 4.7 ŞA3 nolu karotun litolojisi 34

44 Karot ŞA4 Marmara Adası nın güneybatısında, Ekinlik Adası kuzeybatısında 73,5 m su derinliğinde alınmıştır. Karot ŞA4 314 cm kalınlığında sediment içermektedir (Şekil 3.2, Çizelge 3.2). Silt ve kil den oluşan çamur oranları % 82-95; kil %51 64; silt % ve çakıl+kum % 5-18 arasında değişmektedir. Karot sedimentlerinde hakim tane boyu silt+kil karışımı çamur olup, oranları karot boyunca pek değişmemektedir. Benzer şekilde sedimentlerin çakıl ve kum oranları da tüm karotda değişmemektedir (Şekil 4.8). Karot ŞA5, Hoşköy Ekinlik Adası arasında kanyon ekseninin orta kısmında ve 137 m su derinliğinden alınmıştır (Şekil 3.2, Çizelge 3.2). Karot ŞA5 sedimentlerinin silt+kil karışımı oranları % 97 99; silt % 35 47; kil % 51 64; çakıl+kum oranları ise %,1 3 arasında değişmekte ve karot boyunca önemli salınımlar görülmemektedir. Karot ŞA5 sedimentleri ince taneli çamur türüdür (Şekil 4.9). Karot ŞA6 Hoşköy ün güneydoğu açıklarında, 85,5 m su derinliğinden alınmıştır (Şekil 3.2, Çizelge 3.2). Karot ŞA6 sedimentlerinde silt+kil karışımı oranları %83 99; silt % 29 68; kil %3 67; çakıl+kum oranları ise % 1 18 arasında değişmektedir. 2, 25 cm derinlikleri hariç, çoğu seviyelerinde silt ve kil oranları oldukça sabit görünmektedir. Karotta yer yer (13, 23 ve 28 cm) kaba taneli seviyelere rastlanılmaktadır (Şekil 4.1). Yeşilimsi gri grimsi yeşil renkler hakimdir. Karot ŞA7, Hoşköy açıklarında, 77 m su derinliğinden alınmıştır (Şekil 3.2, Çizelge 3.2). Sedimentteki çakıl+kum oranı % 2-19; silt+kil den oluşan çamur oranları % 81 98; silt % 42 62; kil ise % arasında değişmektedir. Karot ŞA7 sedimentleri genelde karot boyunca ince taneli çamur türüdür, ve nispeten yüksek çakıl+kum oranları 12 cm derinlikte görülmektedir. Ayrıca, karot tabanında bulunan karot tutucuda (catcher) nispeten sert çamur gözlenmiştir (Şekil 4.11). Karot ŞA8 nolu karot, Hoşköy ün kuzeydoğusunda, 61 m su derinliğinden alınmıştır (Şekil 3.2, Çizelge 3.2). Karot ŞA8 sedimentlerinin çakıl+kum oranları % 2 6; silt+kil miktarları % 94 98; silt % 58-63; kil ise % arasında değişmektedir. Karot ŞA8 35

45 sedimentleri ince taneli çamur türü olup silt ve kil oranları da karot boyunca pek değişmemektedir (Şekil 4.12). Şekil 4.8 ŞA4 nolu karotun litolojisi 36

46 Şekil 4.9 ŞA5 nolu karotun litolojisi 37

47 Şekil 4.1 ŞA6 nolu karotun litolojisi 38

48 Şekil 4.11 ŞA7 nolu karotun litolojisi 39

49 Şekil 4.12 ŞA8 nolu karotun litolojisi Karot ŞA9, Hoşköy ün doğusunda 1 m su derinliğinden alınmış olup (Şekil 3.2, Çizelge 3.2), sedimentlerin çakıl+kum miktarları % 3 65; silt+kil den oluşan çamur oranları % 35 97; silt % 13 48; kil ise % 19 6 arasında değişmektedir. Karot ŞA 9 sedimentlerinden de kaba taneli malzemeler bazı seviyelerde (3, 13 ve 23.cm) oldukça yaygındır. Buna karşın silt ve kil oranları karot boyunca önemli değişim göstermemektedir (Şekil 4.13). 4

50 Şekil 4.13 ŞA9 nolu karotun litolojisi 41

51 Karot ŞA1, Hoşköy Marmara arasında 245 m su derinliğinden alınmıştır (Şekil 3.2, Çizelge 3.2). Sedimentde yeşilimsi renk hakimdir. Karot ŞA1 sedimentleri % 1 7 oranlarında çakıl+kum; silt ve kil karışımından oluşan çamur oranları % 93 99; % silt ve % kil boyu malzeme içermektedir. Bu karotun sedimentleri genellikle çamur türü olarak tanımlanmaktadır. Tane boyu dağılımında karot boyunca çok büyük değişiklikler görülmemektedir (Şekil 4.14). ŞA11 nolu istasyonda zeminin sert ve kaba taneli malzemelerden oluşmasından dolayı sediment alınamamıştır (Şekil 3.2). 42

52 Şekil 4.14 ŞA1 nolu karotun litolojisi 43

53 Karot ŞA12, Hoşköy Marmara Adası arasında Marmara Adası na daha yakın yerden 92 m su derinliğinden alınmıştır (Şekil 3.2, Çizelge 3.2). Karot ŞA12 de hakim renk sarımtrak yeşilidir. Karot sedimentleri oldukça kaba taneli olup % oranlarında çakıl+kum; % oranlarında silt+kil karışımı; % oranlarında silt ve % oranlarında kil boyu malzeme içermektedir. Tane boyu oranları karot boyunca pek değişmemektedir (Şekil 4.15). Şekil 4.15 ŞA12 nolu karotun litolojisi Karot ŞA13 nolu karot, Marmara Adası nın batısında, 93 m su derinliğinden alınmıştır (Şekil 3.2, Çizelge 3.2). Karot genelde sarımtrak yeşilimsi gri yeşil renklere sahiptir. Karot ŞA13 sedimentleri % 1 7 oranlarında çakıl+kum; % silt+kil karışımı; % 33 5 silt ve % kil içermektedir. ŞA13 nolu karotun sediment türü de kil ve silt karışımından oluşan çamur olup, karot boyunca önemli değişimler belirgin değildir (Şekil 4.16). 44

54 Şekil 4.16 ŞA13 nolu karotun litolojisi 45

55 Sonuçta, çalışma alanında biriken hakim sediment türünün silt ve kilce zengin çamur olduğu anlaşılmaktadır. Büyük bir olasılıkla, kıyı erozyonu ve akarsu drenajı ve belki de kısmen Çanakkale Boğazı akıntıları gibi süreçler denize kırıntılı malzeme sağlamaktadır. Gri sarı ve yeşil tonlarda değişen sediment renkleri ise çeşitli organik, inorganik (yeşilimsi klorit, sarımtrak limonit gibi) bileşenler ile ortamsal koşullardaki (oksik, anoksik gibi) farklılıklara bağlanabilir. Çakıl ve kum boyu malzemeler genelde kırıntılılardan oluşmakta fakat yer yer pelesipod, gastropod, kalkerli alg, bryozoa gibi bentik kavkılar da önemli miktarlarda görülebilmektedir. 4.4 Karot Sedimentlerinde Su Miktarı Dağılımı Karot ŞA1 sedimentlerinde su miktarları % arasında değişmektedir. Su miktarının karotun üst 5 cm derinliğinde % 59 oranından, 126 cm derinliğinde % 44 oranına kadar azaldığı görülmektedir. Karotun 126 cm derinliğinden daha aşağılarda ise % arasında oldukça sabit görünmektedir (Şekil 4.17). Buna paralel olarak sedimentin silt oranlarında çok az bir azalma, kil oranlarında ise artma görülebilir. Çakıl ve kum oranları üstten 126 cm derinliğe kadar çok düşük değerlerden (% 1), 126 cm den aşağıya doğru çok hafif bir artışla 29 cm derinlikte % 9 a çıkmaktadır (Şekil 4.5). Karot ŞA2 sedimentlerinde su miktarları % 42 6 arasında değişmekte olup genelde karotun üst kısımlarından aşağıya doğru azalmaktadır. Su miktarı 5 cm derinlikte % 58 oranından, cm derinlikte % 42 oranına düşmektedir. En yüksek su miktarı değeri (% 6) cm derinlikte görülmektedir (Şekil 4.17). Karot tane boyu oldukça ince tanelidir ve çamur türü sediment hakimdir. Sedimentlerin çakıl ve kum miktarları tüm karotun büyük bir kısmında % 1 3 arasında değişmekte olup cm derinliklerde % ye kadar çıkmaktadır (Şekil 4.6). Karot ŞA3 sedimentlerinde su miktarları % arasında değişmektedir cm derinliklerindeki değer hariç karotun üst kısımlarından alt kısımlarına doğru su miktarları azalmaktadır (Şekil 4.17). Bu dağılıma paralel olarak, silt oranları üstten 46

56 aşağıya doğru çok hafif bir azalma ve tekrar artış göstermektedirler. Genelde % 1-4 arasında pek değişmeyen çakıl oranları, cm derinlikte % 14 e ve cm derinlikte % 71 e çıkmaktadır (Şekil 4.7) Su Mktarı (%) ŞA cm Su Miktarı (%) ŞA cm Su Miktarı (%) ŞA cm Şekil 4.17 ŞA1, ŞA2, ŞA3 nolu karotlarda su miktarı dağılımı Karot ŞA4 sedimentleri % oranları arasında su içermektedir cm deki % 28 değeri hariç, su miktarları genelde üstten aşağıya doğru azalmaktadır (Şekil 4.18). Karot ŞA4 % 5-18 oranlarında kum ve çakıl içermekte olup çamurca zengin sediment türü hakimdir (Şekil 4.8). Karot ŞA5 sedimentleri %15-26 miktarlarında su içermektedir. Su miktarlarının genelde karotun üst kısımlarından aşağıya doğru azaldığı görülmektedir (Şekil 4.18). Kil ve siltin egemen olduğu bu karot sedimentlerinde yüzeyden derinlere doğru önemli değişimler mevcut değildir (Şekil 4.9). 47