19 MAYIS 2011 SİMAV DEPREMİNİN UZAK-ALAN KAYITLARIYLA İNCELENMESİ

Transkript

1 25-27 Eylül 2013 MKÜ HATAY ÖZET: 19 MAYIS 2011 SİMAV DEPREMİNİN UZAK-ALAN KAYITLARIYLA İNCELENMESİ E. Budakoğlu 1 ve M. Utkucu 2 1 Araştırma Görevlisi, Jeofizik Müh. Bölümü, Sakarya Üniversitesi, Esentepe Kampüsü, Serdivan 2 Doçent Doktor, Jeofizik Müh. Bölümü, Sakarya Üniversitesi, Esentepe Kampüsü, Serdivan ebudakoglu@sakarya.edu.tr Çalışmada, 2011 Simav depreminin kaynak özellikleri telesismik uzaklıklarda kayıt edilmiş 34 P ve 7 SH dalga şekli Nokta-Kaynak modellemesi yöntemi kullanılarak incelenmiştir. Nokta-kaynak modellemesi, faylanmanın çok küçük bir doğrultu atım bileşenine sahip baskın olarak normal faylanma mekanizmalı olduğunu ve yüzey iz düşümü merkeziyle çakışan 8 km derinlikte konumlanmış, sismik momenti 7.7x10 24 dyne-cm (M w =5.9) olan tek bir nokta-kaynak ile modellenebileceğini göstermiştir. Düğüm düzlemlerinden hangisinin fay düzlemi olduğu belirlenememiştir. Her iki düğüm düzlemi de kaynak civarında haritalanan fayların uzanımları ile az çok uyuşmaktadır. Ancak GD eğimli düğüm düzleminin (doğrultu= 84 o, eğim=43 o, rake= -119 o ) fay düzlemi seçilmesi halinde sağ-yanal bileşenin varlığı Simav Fay Zonunun (SFZ) sağ-yanal karakteri ile uyuşmaktadır. Bu durumda deprem olasılıkla Simav ovasını sınırlayan normal-sağ yanal bileşenli faylardan biri tarafından üretilmiş olabilir. ANAHTAR KELİMELER: Simav fayı, Nokta-Kaynak modellemesi, Uzak-Alan dalga şekilleri. 1.GİRİŞ Anadolu'nun içinde yer aldığı Alp-Himalaya dağ oluşum kuşağı, Afrika/Arabistan ve Hindistan Levhalarının kuzeye doğru hareket etmeleri ve Avrasya Levhası ile çarpışmaları sonucunda oluşmaktadır (Şekil 1a). Bu plakaların sıkışması nedeni ile batıya doğru kaçmaya zorlanan Anadolu plakasının hareketi, Batı Anadolu da kuzey-güney yönlü genişlemeler sonucu Ege graben sistemini oluşturmuştur. Batı Anadolu da, Ege Denizi ne dik, birbirlerine paralel uzanımlı ova ve dağları oluşturan faylar bulunmaktadır. İç Batı Anadolu da bulunan Simav Fay Zonu (SFZ) bir çöküntü alanı oluşturmaktadır ve bu alan Simav Grabeni olarak bilinmektedir (Emre ve Duman, 2011; Bekler vd., 2011; Zülfikar vd., 2011, Emre vd., 2012). SFZ, Batı Anadolu nun açılma rejimi içerisinde tektonik anlamda önemli bir yere sahip unsurlarından biri de Simav Fay Zonu dur (Şekil 1b). Simav Fay Zonu, genel doğrultusu batı-kuzeybatı doğu-güneydoğu (BKB-DGD) gidişli olan, Sındırgı (Balıkesir)-Sincanlı (Afyon) arasında uzanan 220 km uzunlukta ve sağ yönlü doğrultu atımlı diri bir fay sistemidir. Batıdan doğuya doğru Sındırgı, Simav, Şaphane, Banaz ve Sincanlı olarak adlandırdığımız beş alt fay segmentinden oluşur. Fay sistemi içerisinde gelişmiş en büyük yapısal çöküntü olan Simav Ovası, Simav ve Şaphane Fayları arasındaki sağa sıçramalı büklümde gelişmiş açılmalı bir havza olarak biçimlenmiştir. Bu havzanın kuzeydoğu kenarı bir seri normal faylardan oluşmuş Naşa Fay Zonu tarafından sınırlanır (Emre ve Duman, 2011; Bekler vd., 2011; Zülfikar vd., 2011, Emre vd., 2012). Kütahya çevresinde geçtiğimiz yüzyılda birçok tahribat yaratan deprem meydana gelmiştir. Bunlardan en önemlileri, 1928 Emet Depremi (M s =6.2), 1944 Şaphane Depremi (M s =6.2), 1970 Gediz Depremi (M s =7.2) ve 1970 Çavdarhisar (M s =5.9) depremleridir (Şekil 1b). Bu depremler son yüzyılda bölgede ağır hasar yapmış 1

2 25-27 Eylül 2013 MKÜ HATAY depremlerdir. Hasar üreten depremlerden bir diğeri ise çalışmaya konu olan 19 Mayıs 2011 Simav depremidir (Şekil 1b). Simav depremi, 19 Mayıs 2011 tarihinde yerel saat ile :50 de o K o D episantır lokasyonunda ve 8 km derinlikte meydana gelmiş bir depremdir (KRDAE). Bu depreme ait farklı sismolojik gözlem merkezlerinin kaynak parametreleri Tablo 1 de verilmiştir. Şekil 1. a) Türkiyenin genel tektonik unsurlarını gösteren harita. Barka ve Kandisky-Cade (1988) den derlenmiştir. b) Simav ve yakın çevresinde 1900 den sonra meydana gelen magitüdü 5.0 dan büyük depremleri ve tektonik unsurları gösteren harita. Aktif faylar Şaroğlu vd. (1992) den derlenmiştir. Tablo Mayıs 2011 Simav depremi için önceki çalışmalardan elde edilen kaynak parametreleri. Doğrultu (o) Eğim (o) Kayma Açısı (o) Mo (x10 24dyne-cm) Magnitüd (Mw) Enlem (o) Boylam (o) Derinlik (km) KRDAE DD1 DD DDB DD1 DD USGS DD1 DD HARV NOA DD1 DD2 DD1 DD KRDAE: Kandilli Rasathanesi ve Deprem Araştırma Enstitüsü; USGS: Amerikan Jeolojik Araştırmalar Kurumu; DDB: Deprem Dairesi Başkanlığı; HARV: Harvard GCMT; NOA: Atina Ulusal Gözlemevi Bu çalışmada, 2011 Simav depreminin nokta-kaynak özellikleri telesismik uzaklıklarda kayıt edilmiş dalga şekilleri kullanılarak incelenmesi amaçlanmaktadır. 2

3 25-27 Eylül 2013 MKÜ HATAY 2. KULLANILAN VERİ Çalışmada, 2011 Simav depreminin kaynak özelliklerinin incelenmesi için telesismik uzaklıklarda kayıt edilmiş 34 P ve 7 SH dalga şekli kullanılmıştır. Sayısal ortamdaki bu veriler internet aracılığıyla IRIS GDSN web sayfasından indirilmiş ve 0.5 s aralıklarla yeniden örneklenerek Hz aralığında bant-geçişli filtre ile filtrelenmiştir Simav depreminin rapor edilmiş büyüklüğü (Tablo 1) ve aşağıdaki bölümlerde sunulan model tanımlaması (kırılma hızı ve model fay düzlemi boyutları) dikkate alınarak, nokta-kaynak telesismik analizi için 20 sn lik bir veri uzunluğu seçilmiştir. 3. YÖNTEM Nokta kaynak modellemesi için Kikuchi ve Kanamori (1991) tarafından geliştirilmiş bir yöntem kullanılmıştır. Yöntemin uygulanması için doğrultu ve eğim boyunca 2 km aralıklara sahip 10x6 nokta kaynaklı bir noktakaynak gridi faylanmayı temsil için oluşturulmuştur (Şekil 2). Nokta-kaynak gridinin başlangıç doğrultusu 290o olarak seçilmiştir. Kırılma hızı 3 km/sn alınmış ve 2 sn yükselim ve düşümlü üçgen kaynak zaman fonksiyonu sentetik sismogramların hesaplanmasında Tablo 2 de verilen kabuksal hız modeli ile birlikte kullanılmıştır. Tablo Mayıs 2011 Simav depremi analizinde kullanılan kabuksal hız modeli (Tezel vd., 2010 dan geliştirilerek kullanılmıştır). Kalınlık ρ (gr/cm3) Vp (km/sn) Vs (km/sn) (km) Şekil Mayıs 2011 Simav depremi uzak alan nokta-kaynak modellemesi için kullanılan nokta kaynak gridleri. Nokta-kaynak modellemesi için seçilen referans noktası (RN) ve modelleme sonucunda bulunan kaynak konumu gösterilmiştir. 3

4 25-27 Eylül 2013 MKÜ HATAY 4. BULGULAR VE TARTIŞMA Telesismik kayıtlarla yapılan nokta-kaynak analizinde dalga şekillerini modelleyebilmek için giriş parametreleri değiştirilerek birçok deneme yapılmıştır. Bu denemeler sonucunda 2011 Simav depremi dalga şekilleri tek nokta kaynakla tatmin edici bir şekilde modellenebildiği görülmüştür. Nokta-kaynak modelinden üretilen sentetik simogramlarla gözlenmiş dalga şekillerinin karşılaştırması Şekil 3 de verilmiştir. Depremin faylanmasını tanımlayan bu tek nokta-kaynak uzaysal olarak, kırılmayı temsil için oluşturulan nokta kaynak gridinin üzerinde seçilen referans noktasıyla aynı konumda bulunmuştur. Depremin 8 kilometresindeki odak noktası referans noktası olarak alındığı için kırılmanın odak ve yakın civarında gerçekleştiği yorumlanmıştır (Şekil 2). Elde edilen kaynak mekanizması 2011 Simav depremi için küçük bir doğrultu atım bileşeni olan baskın normal faylanma önermektedir (Şekil 3). Elde edilen bu faylanma türü bölgenin hakim tektonik rejimi ile uyum göstermektedir. Düğüm düzlemlerinin hangisinin fay düzlemi olduğuyla alakalı tespit için depremin oluştuğu bölgede bulunan yerel faylar incelendiğinde her iki düğüm düzleminin gerek uzanım gerekse de eğim yönü olarak uyuşan fayların mevcut olduğu görülmüştür. Bununla birlikte, GD eğimli düğüm düzlemi (doğrultu= 84o, eğim=43o, rake= -119o) fay düzlemi olarak kabul edilirse çözümün önerdiği sağ-yanal bileşen SFZ nin mevcut sağ yanal doğrultu atım karakteriyle uyuştuğu görülmektedir. Elde edilen çözüm için hesaplanan sismik moment 7.7x1024 dyne-cm dir (Mw=5.9). Şekil Mayıs 2011 Simav depreminin çözümünde elde edilen kaynak zaman fonksiyonu, odak mekanizması çözümü ve gözlemsel-sentetik dalga şekillerinin karşılaştırılması. Üsttekiler gözlemsel ve alttakiler sentetik (hesaplanan) dalga şekillerini göstermektedir. Kayıtların üstündeki numaralar, gözlenmiş kayıtların ve + maksimum değerleri oranının alet büyütmesine bölümünü ifade etmektedir. Altta verilen numaralar ise istasyonlara ait olan azimut değerlerini göstermektedir. 4

5 25-27 Eylül 2013 MKÜ HATAY Şekil 4. Modelleme sonucunda 19 Mayıs 2011 Simav depremi kırılmasını temsil ettiği belirlenen nokta-kaynağın konumu ve kaynak mekanizması çözümü. Bu deprem sonrası meydana gelen diğer bazı önemli depremlerin dış merkezlerinin de (siyah yıldızlar) gösterilmiş olduğuna dikkat ediniz. Diğer taraftan KD eğimli düğüm düzlemi fay düzlemi olarak seçildiği takdirde çözüm küçük faylanma bileşeni olarak sol yanal doğrultu atımlı faylanma önermektedir ki bu durumda SFZ nin sağ yanal karakteriyle bir çelişki söz konusudur. Sonuç olarak, 2011 Simav depremi İç Batı Anadolu daki açılma şeklindeki tektonik rejimin varlığını ve SFZ nin diriliğini ortaya koymaktadır. Nitekim bu depremden sonra Kütahya nın Hisarcık ilçesi Tokat köyünde aletsel büyüklüğü Ml=5.1 büyüklüğünde büyüklüğündeki depremin yanı sıra 16 Nisan 2012 de Kütahya nın Simav İlçesine bağlı İnlice köyü civarında aletsel büyüklükleri Ml= 4.8 ve Ml= 4.7 olan orta şiddette iki deprem meydana gelmiş olması bu diriliğin ilave kanıtlarını oluşturmaktadır (Şekil 4). Bu durum, SFZ ve yakın civarının deprem tehlike potansiyeli hakkında bir fikir verirken bu fay zonu ile ilgili sismotektonik çalışmaların önemini de gündeme getirmektedir. KAYNAKLAR Barka, A.A and And Kandisky-Cade, K., (1988). Strike-slip fault geometry geometry in Turkey and its influence on earthquake activity, Tectonics, 7, Bekler, T., Demirci, A., Özden, S., ve Kalafat, D., (2011). Simav Ve Emet Fay Zonlarındaki Depremlerin Optimum Kaynak Parametrelerinin Analizi, 1. Türkiye Deprem Mühendisliği ve Sismoloji Konferansı, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Ankara. Emre, Ö., ve Duman, T.Y., (2011). 19 Mayıs 2011 Kütahya (Simav) Depremi (Mw=5.8) Ön Değerlendirmesi, Jeolojik Etüdler Dairesi, MTA, Ankara, Türkiye. 5

6 25-27 Eylül 2013 MKÜ HATAY Emre, Ö., ve Duman, T.Y., Özalp, S. ve Doğan, A., (2012). Simav fayı ve 19 Mayıs 2011 Simav Depremi (Mw=5.8), 65.Türkiye Jeoloji Kurultayı, MTA, Ankara, Türkiye. Incorporated Research Institutions for Seismology web sayfası ( Kandilli Rasathanesi ve Deprem Araştırma Enstitüsü (KRDAE) ( Kikuchi, M. and Kanamori, H., (1991). Inversion of complex body waves-iii, Bull. seism. Soc. Am., 81, Şaroglu, F.,Ö. Emre, and I. Kuşçu, (1992). Türkiye diri fay haritasi, Maden Tetkik Arama Genel Müdürlüğü, Ankara, Turkey. Tezel, T., Shibutani, T. ve Kaypak, B., (2010). Crustal structure variation inwestern Turkey inferred from the receiver function analysis, Tectonophysics492(2010) , doi: /j.tecto Zülfikar, C., Kamer, Y. ve Vuran, E., (2011). 19 Mayıs 2011 Kütahya-Simav Depremi, Kandilli Rasathanesi ve Deprem Araştırma Enstitüsü, Boğaziçi Üniversitesi, Haziran, 2011 İstanbul. 6