707 DEÜ DENİZ BİLİMLERİ VE TEKNOLOJİSİ ENSTİTÜSÜNÜN İZMİR KÖRFEZİNDE YAPTIĞI 3 BOYUTLU VE 4 BOYUTLU ÇALIŞMALAR Prof.Dr. Günay ÇİFÇİ gunay.cifci@deu.edu.tr Yrd.Doç.Dr. Seda OKAY Doç.Dr. Aynur KONTAŞ Prof.Dr. Erdem SAYIN Prof.Dr. Derman DONDURUR Prof.Dr. Filiz KÜÇÜKSEZGİN Doç.Dr. Asl KAÇAR Araş.Gör.Dr. Canan ERONAT GİRİŞ İzmir Körfezinde 1980-2013 y llar aras nda yap lan bilimsel çal şmalar Fizikokimyasal veri toplama (s cakl k, tuzluluk, iletkenlik, çözünmüş oksijen, ph, Iş k geçirgenliği), Kimyasal veri toplama (besin elementleri, klorofil-a, sediment ve organizmada ağ r metaller), Biyolojik veri toplama (fekal koliform, fitoplankton, zooplankton, ihtiyoplankton, makrobentik canl lar), Ak nt Modeli, Sualt görüntüleri olmak üzere İzmiri etkileyecek olan aktif iki fay sistemi İzmir ve Uzun ada faylar n n 2 boyutlu Jeofizik Sismik ve 3 boyutlu Jeofizik akustik verileri kapsamaktad r. 1994 y l ndan 2012 aras ölçümler sonucunda Iş k geçirgenliği değerlerinde, ar tman n da etkisiyle, 2000 y l ndan sonra gözle görülür bir iyileşme izlenmiştir. Nitrat+nitrit konsantrasyonlar nda zamana bağl genel bir düşüş eğilimi olduğu saptanm ş olup mevsimsel azal p çoğalmalar izlenmiştir. İzmir Körfezi biyolojik çeşitliliğinin belirlenmesi amac yla gerçekleştirilen çal şmada hamsi türünün dominant durumda olduğu gözlenmiştir. 2012 y l nda Körfezde dikkat çeken önemli bir durum da bu zamana dek rastlanmam ş olan y lan bal ğ türüne ait postlarvan n tespit edilmiş olmas d r. Bu türe ait larva Uzunada yak nlar nda bulunmuştur. Bu durum Körfezde birtak m olumlu değişikliklerin olduğunu kan tlar niteliktedir. 2000 li y llar n baş na kadar kirliliğin en yoğun biçimde yaşand ğ noktalardan biri olan İzmir Körfezi, Büyük Kanal Projesinin devreye sokulmas ile düzelme sürecine girmiştir. Özellikle İç Körfezdeki makrobentik tür say s ndaki belirgin art ş bunu destekler niteliktedir. Öte yandan Çiğli ve Narl dere deşarj noktalar n n etki alan nda bulunan Orta Körfezde, 2009 sonundan itibaren tür say s nda belirgin bir azalma tespit edilmiştir. K y sal sular n mikrobiyolojik kalitesi, bakteriyel indikatör organizmalar arac l ğ yla izlenmektedir. Proje kapsam nda 80 li y llar n sonundan bu yana İzmir Körfezi nde indikatör organizmalardan koliformlar n dağ l m araşt r lm şt r. Ölçümler mevsimlik yap lm ş, 1996-2000 periyodu aras nda en yüksek fekal koliform değeri 4.9 10 5 cfu 100 ml 1 iken, ar tma tesisinin aç lmas n takiben 2001-2005 döneminde fekal koliform yoğunluğu 2.1 10 4 cfu 100 ml 1 e inmiştir. Son y llarda ise yoğun yağ şl dönemler haricinde D ş, Orta ve İç Körfez de fekal koliform değerleri genellikle k lavuz değerin (200) alt nda tespit edilmektedir.
708 TMMOB 2. İzmir Kent Sempozyumu / 28-30 Kasım 2013 Oşinografi Model çal şmas nda tabakalaşma önemli olmas na rağmen, rüzgar n kuvvetli olduğu zamanlarda yaz ve k ş tabakalaşmas n n önemi azalmaktad r. Körfezin tüm bölgeleri esen rüzgar n etkisinde kal r. Körfezde genellikle kuzeyli rüzgarlar eser. Bask n kuzey ve yaz n s k s k görülen şiddetli güney rüzgarlar n n etkisindeki ak nt lar, sirkülasyon modeli yard m yla ortaya konmuştur. Alan n s ğ ve derin çökelleri ve morfolojik yap lar Jeofizik çok- ş nl bat metri, Jeofizik yüksek ayr ml mühendislik sismiği ile yanal tarama sonar, Jeofizik sparker ve Jeofizik çokkanall sismik verileri kullan larak aç ğa ç kart lm şt r. Jeofizik Çal şmalarda morfoloji, aktif tektonik, s ğ ve derin çökel yap lar, s ğ gaz birikimleri ve bölgedeki gaz s z nt lar ile s v ç k şlar n kapsamaktad r. İzmir Körfez inde çok ş nl bat metri 3 boyutlu veriler ilk defa toplanm ş olup iç körfezden d ş körfeze doğru derinlik karmaş k morfoloji ile artmaktad r. K- KD k y lar Gediz nehrinden gelen çökellerden dolay çok s ğ olarak gözükmektedir. Bu karmaş k morfoloji Bat Anadolunun ve çal şma alan n aktif tektoniği ile aç klanabilir. İzmir Körfezinden toplanan akustik veriler pekçok aktif faylar işaret etmektedir. Körfezde iki önemli fay sistemi Uzunada ve İzmir faylar çok net bir şekilde bütün Jeofizik verilerde aç k bir şekilde tespit edilmiştir. D ş Körfezde KKB-GGD ve orta Köfezde D-B yönlü faylar, orta Körfezde Kuzeyden Güneye ve d ş Körfezde Doğudan Bat ya olanlardan gençtir. İZMİR VE ÇEVRESİNİN TEKTONİZMASI Türkiye nin bat s nda bulunan İzmir Körfezi, bat s nda Karaburun kuşağ taraf ndan çevrilmektedir, güneyinde Bornova karmaş ğ ve kuzeyinde Gediz deltas bulunmaktad r. Karaburun kuşağ, yaş geç Paleozoik ve geç Mezozoik bindirmeli veya y ğ ş m tortul katmanlar ndan oluşmaktad r ve etraf Bornova karmaş ğ taraf ndan çevrelenmiştir (Erdoğan, 1990, Erdoğan vd. 1990). Karaburun kuşağ n n stratigrafisi tabanda orta Karbonifer yaşl siyah ve koyu gri kireçtaş ile başlar (Erdoğan vd. 1990), bununla beraber Karaburun yar madas n n kuzeyinde bulunan Karaburun kuşağ n n Paleozoik k sm, Trias yaşl granitler taraf ndan sokulum yap lm ş (240-220 Ma) (Tatar Erkül vd. 2008,) tektonik dilimler veya erken Paleozoik blok kayalar n da içeren Karaburun karmaş ğ taraf ndan oluşturulmuştur (Robertson ve Picket, 2000). Karaburun kuşağ n n Paleozoik k sm, türbidite ak nt lar taraf ndan taş nan kumtaş ve killi şist, siyah silisli şist ve pelajik kireçtaş ardalanmalar taraf ndan uyumsuz olarak örtülmüştür (Erdoğan vd. 1990). Orta Trias ve erken Kretase yaş aral ğ ndaki geniş karbonat platformu, erken Trias ardalanmas n n üzerini örtmektedir. Ocakoğlu vd. (2004), İzmir Körfezi nin güney aç klar nda bulunan Güzelbahçe, Seferihisar faylar n ve Orhanl fay zonunu, İzmir in güneyinde bulunan S ğac k ve Kuşadas körfezlerinde toplanan sismik yans ma verilerinin yorumu sonucunda gözlemlemişlerdir. JEOFİZİK VERİ TOPLAMA VE YÖNTEMLERİ Bu çal şmada kullan lan sismik verilerin bir k sm 1975 ve 1985 y llar nda TPAO taraf ndan toplanm şt r. Teknolojinin gelişmesi ve parametrelerin kullan l ş ndaki düzeyin artmas ndan, 2011 deki sismik veri kalitesi, eski verilere göre (1975-1985) çok daha iyidir. Ayr ca 1985 y l ndaki sismik veriler, 1975 te toplanan verilere oranla daha iyi kalitededirler. Kay t parametreleri içinde en önemlileri olan kanal say s, katlanma say s ve hava tabancas bas nc eskiye oranla neredeyse üç kat daha fazlad r. Uzak ofset mesafesindeki art ş ve daha geniş banda sahip frekanslarda kay t alabilme sayesinde veri-işlem aşamas da daha h zl ve daha güvenilir hale gelmiştir.
709 Bu çal şmada kullan lan Jeofizik sismik verilerin büyük bir k sm, DEU, Deniz Bilimleri ve Teknolojisi Enstitüsü ne (DBTE) ait K. Piri Reis araşt rma gemisi ile DBTE Sismik Laboratuar (SeisLab) n olanaklar sayesinde, Mart 2008 Haziran 2010 tarihlerinde toplanm şt r. 2008 y l ndaki seferde, çok ş nl batimetri, Chirp ve yanal taramal sonar verileri toplan rken, 2010 y l ndaki seferde yaln zca Chirp sismiği verisi toplanm şt r (Şekil1). Şekil 1. Bu çal şma kapsam nda İzmir Körfezi nde toplanan pek çok hatt n konumu. Batimetri verileri, 180 khz frekans nda çal şt r lan Elac SeaBeam 1185 cihaz ile toplanm şt r. Çok ş nl batimetri verileri Caraibes yaz l m kullan larak çeşitli veri-işlem aşamalar ndan geçirilmiştir. Bu işlemler s ras yla, ş n temizleme ve spike giderme, navigasyon hatas giderme, veri enterpolasyonu, DTM kurma ve 5 m aral klar ile veri gridlenmiştir. 3.5 khz odakl 2.75-6.75 khz aral ğ nda frekans band na sahip Chirp subbottom profiler ile toplanan veriler sayesinde s ğ tortul yap lar yorumlanm şt r. Genlik düzeltmesi, deechirping ve genlik zarf hesaplamalar Chirp verilerine uygulanan veri işlem ad mlar d r. Yüksek çözünürlüklü sismik verileri ise ProMax yaz l m ile veri-işlem aşamalar ndan geçirilmiş, KingdomSuite yaz l m ile yorumlanm şt r. Tüm bu akustik sistemler, İzmir Körfezi nin s ğ tektonik yap s n n ve jeomorfolojisinin haritalanmas na olanak sağlam şlard r. Ayr ca, GeoAcoustic DT2000 yanal taramal sonar ve GeoChirpII subbottom profiler sistemleri de, faylar n bölgeyi dik olarak kestiği yerleri ve gaz ç k şlar n n olduğu alanlar n haritalanmas nda kullan lm şlard r. Toplamda 1125 km chirp sismik verisi ve 122 km (yaklaş k 80km²) yanal taramal sonar verisi 2008 y l ndaki seferde toplanm şt r. Yaklaş k 45 km chirp verisi ise 2010 y l ndaki seferde toplanm şt r. Çok kanall sismik hat L-2011, ayr ca Sparker sismik verileri de Dokuz Eylül Üniversitesi, Deniz Bilimleri ve Teknolojisi SeisLab taraf ndan 2011 y l nda toplanm şt r. İzmir Körfezi ndeki çal şma alan ve toplanan pek çok hatt n konumu Şekil 1 de gösterilmiştir.
710 TMMOB 2. İzmir Kent Sempozyumu / 28-30 Kasım 2013 Büyük Kanal Projesinin İzmir Körfezi Denizel Ortam nda Fiziksel, Kimyasal, Biyolojik Etki ve Sonuçlar n n İzlenmesi İzmir Körfezinde 1980-2013 y llar aras nda yap lan bilimsel çal şmalar ve destekleyen kuruluşlar: Y llar Destekleyen Kuruluş 1980-1988 DBTE (kendi olanaklar ) 1988-1989 İzmir Büyükşehir Belediyesi 1990-1991 Çevre Müsteşarl ğ 1992-1995 DBTE (kendi olanaklar ) 1996-1999 İzmir Büyükşehir Belediyesi 2000-2013 İzmir Büyükşehir Belediyesi İZSU Genel Müdürlüğü İZMİR KÖRFEZİ DENİZ ÇALIŞMALARI NIN KAPSAMI Fizikokimyasal veri toplama (s cakl k, tuzluluk, iletkenlik, çözünmüş oksijen, ph, Iş k geçirgenliği) Kimyasal veri toplama (besin elementleri, klorofil-a, sediment ve organizmada ağ r metaller) Biyolojik veri toplama (fekal koliform, fitoplankton, zooplankton, ihtiyoplankton, makrobentik canl lar) Ak nt Modeli Sualt görüntüleri 1994 y l ndan 2012 y l na kadar yap lm ş olan ölçümler sonucunda elde edilen sonuçlar aşağ dad r: İzmir Körfezi genelindeki s cakl k ve tuzluluk değerlerinde olan değişimlerin ar tma ile bağlant s tespit edilmemiştir. Iş k geçirgenliği değerlerinde, ar tman n da etkisiyle, 2000 y l ndan sonra gözle görülür bir iyileşme izlenmiştir. Nitrat+nitrit konsantrasyonlar nda zamana bağl genel bir düşüş eğilimi olduğu saptanm ş olup mevsimsel azal p çoğalmalar izlenmiştir. Ortofosfat değerleri aç s ndan ise İzmir Körfezi nde d ş bölgelerinde k smi mevsimsel sal n mlar izlenirken iç-orta Körfez de zaman zaman art ş gözlenmiştir. Körfez de sedimentte ölçülen ağ r metal seviyeleri genel olarak değerlendirildiğinde D ş Körfez de büyük bir değişim gözlenmezken Orta-İç Körfez de civa, kadmiyum, bak r ve çinko seviyelerinde zaman zaman sal n mlar gözlenmiştir. D ş Körfez de Karaburun yak n nda bulunan noktalar ile İç Körfez de civa değerleri Akdeniz için verilen background değerlerinin üstündedir. Kadmiyum seviyeleri tüm Körfez de background değerinin alt nda kalmaktad r. Krom konsantrasyonlar İzmir Körfezinin bütün bölgelerinde background değerlerinin üstünde bulunmuştur. Bu sonuç kromun yaln z kirlenmeden değil ayn zamanda
711 jeolojik yap dan da ileri geldiğini göstermektedir. Kurşun, bak r ve çinko konsantrasyonlar genel olarak İç Körfez de background seviyesinin üstünde bulunmuştur. İzmir Körfezi nde bulunan bal klarda saptan metal seviyeleri İngiltere de g da olarak tüketilen bal klarda ağ r metaller için verilen standartlar n çok alt nda kalmaktad r. Planktonik tür çeşitliliği mevsimsel çal şmalarda D ş Körfez den İç Körfez e doğru bir azalma göstermektedir. Bu azalmaya karş l k, İç Körfez de daha az türle temsil edilen fitoplankton türlerinin litrede bulunma konsantrasyonlar D ş Körfez e göre daha yüksektir. Körfez zooplanktonunu oluşturan gruplar bolluk bak m ndan mevsimsel dalgalanma göstermektedirler. En bask n grup olan kopepodlar n tür çeşitliliği İç Körfez den D ş Körfez e doğru art ş göstermektedir. Tüm Körfez zooplanktonu kalitatif ve kantitatif yönlerden değerlendirildiğinde İç Körfez bölgesi d ş nda mevsimsel ve yerel değişimler göstermektedir. İzmir Körfezi biyolojik çeşitliliğinin belirlenmesi amac yla gerçekleştirilen çal şmada hamsi türünün dominant durumda olduğu gözlenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre y llar aras nda benzerlik göstermektedir. 2012 y l nda Körfezde dikkat çeken önemli bir durum da bu zamana dek rastlanmam ş olan y lan bal ğ türüne ait postlarvan n tespit edilmiş olmas d r. Bu türe ait larva Uzunada yak nlar nda bulunmuştur. Bu durum Körfezde birtak m olumlu değişikliklerin olduğunu kan tlar niteliktedir. 2000 li y llar n baş na kadar kirliliğin en yoğun biçimde yaşand ğ noktalardan biri olan İzmir Körfezi, 2000 y l nda Büyük Kanal Projesinin devreye sokulmas ile düzelme sürecine girmiştir. Özellikle İç Körfezdeki makrobentik tür say s ndaki belirgin art ş bunu destekler niteliktedir. Öte yandan Çiğli ve Narl dere deşarj noktalar n n etki alan nda bulunan Orta Körfezde, 2009 sonundan itibaren tür say s nda belirgin bir azalma tespit edilmiştir. K y sal sular n mikrobiyolojik kalitesi, bakteriyel indikatör organizmalar arac l ğ yla izlenmektedir. Proje kapsam nda 80 li y llar n sonundan bu yana İzmir Körfezi nde indikatör organizmalardan koliformlar n dağ l m araşt r lm şt r. 2000 lerin baş nda, Çiğli at ksu ar tma tesisinin devreye girmesi ile evsel ve endüstriyel at k sular ar t larak deşarj edilmeye başlanm ş, 2001 y l ndan sonra tesis %80 kapasite ile ar t ma geçmiştir. Proje araşt rmas mevsimlik yap lmakta olup, ar tma tesisinin öncesi ve sonras karş laşt r lmaktad r. 1996-2000 periyodu aras nda en yüksek fekal koliform değeri 4.9 10 5 cfu 100 ml 1 iken, ar tma tesisinin aç lmas n takiben 2001-2005 döneminde fekal koliform yoğunluğu 2.1 10 4 cfu 100 ml 1 e inmiştir. Son y llarda ise yoğun yağ şl dönemler haricinde D ş, Orta ve İç Körfez de fekal koliform değerleri genellikle k lavuz değerin (200) alt nda tespit edilmektedir. JEOFİZİK YORUMLAMA Menderes masifi Ege Bölgesi nde bulunan en eski alt kabuk, daha ayr nt l olarak söylemek gerekirse, Anadolu nun en bat s ndaki tektonik k s md r. Bu tektonik yap ya ek olarak, Menderes Masifi ayr ca çal şma alan n n taban k sm n oluşturmaktad r. Yaş geç Kreatese- Pliyosen olan Bornova karmaş ğ bu metamorfik taban n üzerini tektonizman n sonucu olarak örtmektedir. Karmaş ğ n üstünde ise aç sal uyumsuzluk göze çarpmaktad r. Bunlar sismik kesitlerde rahatl kla görülebilen önemli uyumsuzluklard r (Şekil 2). Plio-Pleistosen tabakalar n n taban ve tavan tabakalar aras nda da uyumsuzluk yüzeyleri bulunmaktad r. Bu çal şmada, uyumsuzluk yüzeyleri faylar ile ilişkilendirilerek takip edilmeye çal ş lm şt r. Fakat, sadece daha genç olan uyumsuzluklar (Pliyosen-Orta Miyosen içerisinde) rahatl kla ay rt edilebilmiştir. Petrol amaçl Derin Sismik kesitlerin derin k s mlar nda kalite düşüşünden dolay daha yaşl uyumsuzluklar gözlemlenememiştir. Özellikle 1975 teki verilerde bu fark
712 TMMOB 2. İzmir Kent Sempozyumu / 28-30 Kasım 2013 çok aç kça görülmektedir. Buna rağmen, 1985 ve 2011 de toplanan verilerde geç Kretase - erken Paleosen karmaş ğ n n muhtemel üst seviyesi sismik kesitlerde gözlemlenmiştir. Şekil 2. İzmir Körfezi nde K. Piri Reis araşt rma gemisi ile toplanan sol üst köşede çok- ş nl batimetri verisi ve alta DEÜ-DBTE SeisLab sismik sistemleri kullan larak Çeşme araşt rma gemisi ile toplanan yüksek ayr ml çok kanall sismik yans ma kesiti. SONUÇ Sismik hatt n sağ nda (güneyinde) taban yükselimi bulunmaktad r. Muhtemel üst geç Kretase erken Paleosen karmaş ğ güney boyunca bu yükselimin üzerini örtmektedir. Bu hattaki çoğu fay tabanla ilişkilidir ve taban n geometrisini taş maktad r. Taban kesen negatif çiçek yap s içinde bulunan iki doğrultu at ml fay bulunmaktad r. Bunlardan biri yükselimde, diğeri ise taban n derinleştiği kuzey tarafta gözlemlenmiştir. İkinci fay da yaş orta Miyosen olan birime veya Pliyosen olan birime ulaş yor olabilir fakat Plio-Pleistosen birimlerdeki yükselim nedeniyle bunlar gölgelenmiştir. Bu yükselim, şelf kenar veya deniz taban nda çok genç bir tümsek oluşturmaktad r ve bu bir kil veya çamur diyapiri olarak yorumlanabilir. Bu tümsek, tuz diyapiri veya tuz yap s olarak değerlendirilmemiştir çünkü bu jeolojik zaman periyodunda tuz katman oluşumu beklenemez. Bir k sm yükselimin alt nda gölgelenmiş olan fay n bu diyapire ulaş yor olmas gerekmektedir çünkü yükselimi gerçekleştirecek başka bir tektonizma bu bölgede mevcut değildir. Bu yükselim, jeotermal oluşumundan beri gerçekleşmektedir çünkü tabandaki fay, yerel transtensional tektonik sistem çevresinde bulunan negatif çiçek yap s ndaki fay ile ilişkilidir ve sismik hatt n alt nda bulunan tabana kadar uzanmaktad r. Bu durumda, sadece bu fay aktif fay olarak değerlendirilmiştir ve bu fay yerel depremler gerçekleştirebilecek potansiyele sahiptir.
713 TEŞEKKÜR Koca Piri Reis ve Çeşme araşt rma gemileri ile gerçekleştirilen seferlerde, sefer boyunca göstermiş olduklar değerli çal şmalar sebebiyle SeisLab ekibine, gemi personellerine ve mürettebatlar na teşekkürü borç biliriz. Bu araşt rma TÜBİTAK (Proje Kodu: 104Y027) n ve Dokuz Eylül Üniversitesi BAP (Proje Kodu: 2005.KB.FEN.065) destekleri sayesinde gerçekleştirilmiştir. Veri toplama ve işleme s ras nda kullan lan sistem, cihaz ve donan mlar Devlet Planlama Teşkilat n n 2003 K120360 kodlu DPT projesi kapsam nda ülkemize kazand r lm şt r. KAYNAKLAR Erdoğan, B., Alt ner, D., Güngör, T. & Özer, S. The stratigraphy of the Karaburun peninsula. Mineral Research and Exploration Institute (MTA) of Turkey Bulletin, 111, 1990, 1 23. Ocakoğlu, N., Demirbağ, E. and Kuşçu, İ., Neotectonic structures in the area offshore of Alaçat, Doğanbey, and Kuşadas (western Turkey): evidence of strike-slip faulting in the Aegean extensional province. Tectonophysics, 391, 2004, 67-83. Robertson, A.H.F., Pickett, E.A., Paleozoic Early Tertiary Tethyan evolution of mélanges, rift and passive margin units in the Karaburun Peninsula (westernturkey) and Chios Island (Greece). In: Bozkurt, E., Winchester, J.A., Piper, J.D.A. (Eds.), Geol. Soc. London, Spec. Publ., 2000, vol. 173. Tectonics and Magmatism in Turkey and Surrounding Area, pp. 43 82. Tatar-Erkül, S., Sözbilir, H., Erkül, F., Helvac, C., Ersoy, E.Y., Sümer, Ö., Geochemistry of I-type granitoids in the Karaburun Peninsula, West Turkey: Evidence for Triassic continental arc magmatism following closure of the Palaeotethys. Isl. Arc. 2008, 17, 394 418. Coşkun, S., İzmir Körfezi'nin Çok Iş nl Üç Boyutlu Batimetri Haritas ve S ğ Sedimanter Yap s n n İncelenmesi: Yüksek lisans tezi, Dokuz Eylül Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye, 2009.