SİSMOTEKTONİK (JFM ***)

SİSMOTEKTONİK (JFM ***) Prof. Dr. Murat UTKUCU Sakarya Üniversitesi, Jeofizik Mühendisliği Bölümü 22.02.2016 Murat UTKUCU 1

Dersin Amacı ve öğrenim çıktıları Öğrenciye deprem-tektonik ilişkisinin ve deprem tehlikesinin anlatılması. Dersin öğrenim çıktıları: 22.02.2016 Murat UTKUCU 2

1) Depremlerin tektonik çalışmalar için önemini açıklar. 2) Verilen bir faylanma için sismik momenti ve moment magnitüdünü hesaplar. 3) 3-B depremsellik dağılımlarını sismotektonik açıdan yorumlar. 4) Fay kayma hızlarını deprem türleri ile ilişkilendirir. 5) P dalgası ilk hareketlerinden deprem odak mekanizma çözümü ile ilgili örnek problem çözer ve faylanma türünü saptar 6) Verilen bir bölgedeki odak mekanizma çözümlerinden elde edilen gerilme eksenlerini ve kayma vektörlerini tektonik haritaya iz düşürerek sismotektonik çalışmalar açısından analiz eder. 22.02.2016 Murat UTKUCU 3

7) Verilen bir bölge için odak mekanizma çözümlerinden sismotektoniği yorumlar. 8) Depremlerin odak yerlerinin uzaysal dağılımından ve odak mekanizma çözümlerinden verilen bir levha sınırının türünü belirler. 9) Fay uzanımlarını, depremsellik dağılımını ve parametrelerini ve deprem magnitüdlerini deprem tehlikesinin yorumlanması için sentezler. 10) Türkiye nin belli başlı sismotektonik unsurlarını bir kağıt üzerine basitçe çizer. 11) Türkiye ve yakın civarındaki GPS kabuksal hız alanının özellikleri ile deprem odak mekanizmalarını ilişkilendirir. 12) Türkiye deki deprem tehlikesini değerlendirir. 22.02.2016 Murat UTKUCU 4

Dersin yürütülmesi: Sınavlar, ödev ve derse devam Sınavlar: 2 Quiz (Her birinin yıl içi başarısına etkisi %10) Bir Dönem Ödevi (Yıl içi başarısına etkisi %20) Yıl içi sınavı (Yıl içi başarısına etkisi %60) Yıl içi başarısının yıl sonu başarısına etkisi %40) Yıl sonu sınavı (Yıl sonu başarısına etkisi %60) Yıl içi ve yıl sonu sınavları çoktan seçmeli test usulü olacak. %70 Devam zorunluluğu. 22.02.2016 Murat UTKUCU 5

1. GİRİŞ İnsanoğlu tarih boyunca özellikle büyük depremlerin oluşturduğu yer sarsıntıları ile büyük can ve mal kayıplarına uğramıştır. Örnek olarak, Japonya da 1995 Kobe (MW=6.7) ve ABD Kaliforniya da 1994 Northridge (MW=6.8) depremleri can kayıplarına, milyarlarca dolar ekonomik kayıplara ve sosyal hayatta önemli kesintilere neden olmuşlardır. Türkiye de 1999 İzmit (MW=7.4) ve 1999 Düzce (MW=7.1) depremleri yüzyılın felaketi olarak adlandırılmış ve ekonomik ve sosyal alanda önemli kesintilere neden olmuştur. Dolayısıyla, depremler ve depremlerle ilişkili olaylar hakkında bilimsel araştırmaların yapılmasının ve bir bilgi altyapısı oluşturulmasının gereği açıktır. Depremlerin yerkabuğu içinde uzun bir zaman döneminde karmaşık bir mekanizma ile oluşan enerji birikim ve boşalım süreci olduğundan son derece düzensiz (chaotic) doğal olaylardır. 22.02.2016 Murat UTKUCU 6

Bu nedenle depremlerin kısa dönemli olarak yer, zaman ve büyüklüklerinin önceden kestirilmesi günümüzde yine de olanaksızdır. Bundan dolayı günümüzde önceden kestirimden çok bir yerde gelecekte bir depremin olmasının beklendiği uzay ve zaman ortamının daraltılması çalışmalarına önem verilmektedir. Bu bağlamda Sismotektonik gibi çok disiplinli çalışmaların önemi de büyüktür. SİSMOTEKTONİK ile depremleri inceleyen sismoloji bilim dalı ile yerkabuğu ve yüzeyindeki deformasyonların süreç ve dinamiğini inceleyen tektonik bilim dalı ile işbirliği kurar. SİSMOTEKTONİK, yerkabuğundaki hareketlerin mekaniğini ve bu hareketlerle ilgili olarak oluşan depremleri inceleyen bilim dalıdır. 22.02.2016 Murat UTKUCU 7

SİSMOTEKTONİK, Eldeki tüm jeofizik, jeolojik ve jeodezik verilerden yararlanır, Depremlere neden olan tektonik süreçleri saptar Bu süreçlerle depremlerin dağılımları arasındaki ilişkiyi araştırır Depremlerin olmasının beklendiği uzay ve zaman ortamının daraltılmasına hizmet eder. Sismoloji daha çok geçmişte olmuş depremleri incelerken kendi içinde gelişen sismotektonik bilim dalı daha çok gelecekte ne olacağını tahmin etme uğraşı verir. 22.02.2016 Murat UTKUCU 8

SİSMOTEKTONİK çalışmalarda 1. Diri fayların varlığı, geometrileri ve uzanımları, 2. Bu faylar üzerindeki kayma hızları (slip rates), 3. Faylar boyunca sismojenik kuşakların uzanımları (sismik boşluklar, asismik bölgeler, 3-Boyutlu depremsellik dağılımları), 4. Her kuşakta beklenen depremlerin büyüklükleri ve periyodikliği, 5. Sismojenik kuşaklardan uzaklara doğru şiddet dağılımları (yerel ve bölgesel yer hareketi azalım ilişkileri, yerel jeolojizemin etkisi ve kötü yapılaşma) gibi bilgilerden faydalanılarak sismik bölgelendirme-deprem tehlike haritaları hazırlanır. 22.02.2016 Murat UTKUCU 9

22.02.2016 Murat UTKUCU 10

Neden sismotektonik çalışmalar yapılır? Toplumsal açıdan sismik tehlike değerlendirmesi yapmak için. Bilimsel açıdan yüzey deformasyonlarına ve depremlerin nasıl oluştuğuna olan ilgimizden dolayı. Sismotektonik ile ne çalışıyoruz? Depremler nerede, ne zaman, hangi sıklıkta, hangi büyüklükte, hangi mekanizmada meydana geliyor sorularına yanıt arıyoruz. 22.02.2016 Murat UTKUCU 17

SİSMOTEKTONİK çalışmaların genel olarak aşamaları: Birinci aşama: Derleme veya doğrudan gözlem yolu ile çalışılan bölgenin jeolojik yapıları, diri veya ölü fayları ve uzanımları, yerel ve bölgesel düzenli tektonik hareketleri belirlenmeye çalışılır. İkinci aşama: Depremsellik katalogları hazırlanır, deprem odak parametreleri hesaplamaları yapılır, dış merkez dağılım ve enerji boşalım haritaları oluşturulur ve depremselliğin istatistiksel analizi yapılır. Üçüncü aşama: Tektonik haritalar depremsellik haritaları ile karşılaştırılarak diri olan fay, volkan vb. tektonik yapılar belirlenmeye çalışılır. Dördüncü aşama: Daha önceki aşamalarda elde edilen bilgiler yardımıyla sismik bölgelendirme-tehlike haritaları oluşturulur. Bu haritalar önceki üç aşamada belirlenen sismojenik kuşaklarda geçmişte oluşan ve gelecekte olması beklenen depremlerin büyüklüklerini, yinelenme peryodlarını, büyüklük, yinelenme sıklığı ilişkilerini ve bu depremlerden kaynaklanan veya kaynaklanacak yer hareketlerinin dağılımlarını içerir. 22.02.2016 Murat UTKUCU 18

1999 İzmit ve Düzce depremleri öncesi Marmara bölgesinde KAFZ nun uzanımı (Wong vd. 1995 den değiştirlmiştir). Fayın Marmara denizi içindeki uzanımı mevcut batimetri ve bir kaç sismik yansıma profilinden yararlanarak çizilmiş. Benzer bir harita Barka ve Kadinsky-Cade (1988) de de görülebilir. 22.02.2016 Murat UTKUCU 19

1999 depremlerinin oluşturduğu yıkım ve panik sonrası deprem tehlikesinin varlığı ve ciddiyeti herkes tarafından anlaşıldı. Marmara denizinde KAFZ nun uzanımı için bir çok çalışma yapıldı. Yukarıda bunlardan birisi (Armijo vd 2002 den alınmıştır). Deniz dibindeki fay uzanımları 1999 öncesinden çok farklı. Deniz içindeki deprem tehlikesini belirlemede adeta körmüşüz 22.02.2016 Murat UTKUCU 20

(Ambraseys 2002, Armijo vd. 2005 den delenmiştir). 22.02.2016 Murat UTKUCU 21

Utkucu vd. 2009 dan alınmıştır. Faylar, Armijo vd. 2005 den alınmıştır. 22.02.2016 Murat UTKUCU 22

Marmara denizi içinde meydana gelmiş 64 depremin odak mekanizma dağılımları (Pınar vd. 2003). Odak mekanizmalarından elde edilen gerilme alanı Marmara denizinin batı ve doğu yarıları için farklı gerilme ekseni yönelimleri önermektedir. 22.02.2016 Murat UTKUCU 23

Utkucu vd. 2007 den alınmıştır.. 22.02.2016 Murat UTKUCU 25

Utkucu vd. 2007 den alınmıştır.. 22.02.2016 Murat UTKUCU 26

Flerit vd. 2003 22.02.2016 Murat UTKUCU 27

Çeken vd.. 2007 22.02.2016 Murat UTKUCU 30

Gelecek ders görüşmek üzere. TEŞEKKÜRLER Dr. Murat UTKUCU