GÜNEY MARMARA BÖLGESİ NDE TARİHSEL VE ALETSEL DÖNEMLERDE OLUŞAN DEPREMLERİN SİSMOLOJİK VE JEOLOJİK İNCELEMESİ H. Haluk SELİM 1,2, Haluk EYİDOĞAN 3 ve Okan TÜYSÜZ 1 1 Öz: Güney Marmara Bölgesi nde sismik aktiviteye Kuzey Anadolu Fayı nın güney koluna ait faylar neden olmaktadır. Güney kol üzerinde meydana gelen tarihsel ve aletsel dönemlerdeki depremler Yenice-Gönen, Manyas-Mustafakemalpaşa, Uluabat ve Bursa fayları üzerinde yoğunlaşmaktadır. Tarihsel dönemdeki depremler MS 33-1900 yılları arasında 33, 170, 543, 1851a, 1851b, 1855a ve 1855b tarihlerde bölgede bilinen ve tarihsel kayıtlara geçmiş, en önemli hasar yapıcı ve yıkıcı depremlerdir. Bunlardan 1851 ve 1855 yıllardaki depremlerin Mustafakemalpaşa-Bursa arasında meydana geldiği belirtilmektedir. Aletsel dönemdeki depremler ise 1900 ve sonrası yıllarda 1953 Yenice-Gönen depremi (M=7,2), 1964 Manyas depremi (M=6,9), 1969 Gönen depremi (M=5,6) ve 2003 Manyas Gölü depremleridir (M=5,1). Bunlardan 1953, 1969 ve 2003 depremleri Yenice-Gönen fayının kuzey kolu üzerinde oluşmuştur. Yenice-Gönen fayının kuzey kolu sıçramalı ve bindirme bileşenli sağ yanal atımlıdır. Gönen havzasında meydana gelen bu depremler, havzada sıkışma ile oluşan basınç sırtı yapılarını oluşturmuştur. 1964 depremi ise, Yenice- Gönen fayının güney kolu üzerinde meydana gelmiş ve Manyas Gölü nün güneyindeki yerleşim alanlarını hasara uğratmıştır. Yenice-Gönen fayının güney kolu ise normal bileşenli sağ yanal atımlıdır. Manyas-Karacabey havzasında meydana gelen 1964 Manyas depremi, havzanın pull-apart olarak açılması nedeniyle oluşmuştur. Aletsel döneme ait depremler için yapılan fay düzlemi çözümleri, KAF a ait güney koldaki fayların tektonik özellikleri ile benzerlik sunmaktadır. Bölgedeki depremler hem doğrultu atımlı hem normal bileşenli doğrultu atımlı hem de eğim atımlı faylar üzerinde meydana gelmektedir. Bu durum Güney Marmara Bölgesi ndeki Kuzey Anadolu Fayı nın güney kolunu oluşturan fayların her an hareket edebilecek kadar aktiviteye sahip olduğunu göstermektedir. Anahtar Kelimeler: Gönen Havzası, Güney Marmara Bölgesi, KAF ın Güney Kolu. GİRİŞ Güney Marmara daki sismik aktiviteye neden olan fay kuşakları ve kırıklar, Kuzey Anadolu Fay Zonu nun güney koluna ait fayları işaret etmektedir. Güney kol üzerinde meydana gelen tarihsel ve aletsel dönemlerdeki depremler; Yenice-Gönen fayı, Manyas-Mustafakemalpaşa fayı, Uluabat fayı ve Bursa fayları üzerinde yoğunlaşmaktadır. Bunlardan Yenice-Gönen fayı kuzey ve güney olmak üzere iki kola ayrılır. Kuzey kol morfolojik, sismolojik ve jeolojik özellikleri ile bindirme bileşenli sağ yanal atımlı bir faydır. Güney kol ise morfolojik, sismolojik ve jeolojik özellikleri ile normal bileşenli sağ yanal atımlı bir faydır. Yenice-Gönen fay zonu inceleme alanında sıkışma bölgesi olan Gönen havzası içerisinde yer alır. Yenice-Gönen fay zonunun uzandığı güney kol ise inceleme alanının pull-apart stilde açılan Manyas-Karacabey havzası içerisinde yer alır. KAF ın güney koluna ait diğer faylardan Manyas-Mustafakemalpaşa fayı ve Uluabat fayı normal bileşenli sağ yanal atımlı, Bursa fayı ise normal faydır (Selim, 2004) (Şekil 1). Deprem aktivitesine neden olan bu fayların günümüzde de etkinliğini sürdürdüğü bilinmektedir. 1 1 İTÜ, Avrasya Yer Bilimleri Enstitüsü, 34469, Maslak/İstanbul 2 Kocaeli Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Jeoloji Müh. Bölümü, Vinsan/Kocaeli 3 İTÜ, Maden Fakültesi, Jeofizik Müh. Bölümü, 34469, Maslak/İstanbul 112
Şekil 1. Kuzey Anadolu Fayı nın güney koluna ait faylar ve bölgede gelişen havzalar (Selim, 2004). Tarihsel dönem Tarihsel döneme ait çalışmalar Ergin vd. (1967), Soysal vd. (1981), Ambraseys ve Finkel (1991) de toplanmıştır. Tarihsel kayıtlar bu bölgede büyük ve yıkıcı depremlerin olduğunu göstermektedir. Şekil 2 de harita üzerinde episentır dağılımları verilmektedir. Güney Marmara nın deprem aktivitesi yüksektir ve dönem dönem tekrarlanma aralığı olmamasına rağmen depremlerde artış söz konusudur. Tarihsel depremler MS33-1899 yılları arasında; MS33, 170, 543, 1851a, 1851b, 1855a ve 1855b tarihlerdeki depremler olarak bölgede bilinen ve tarihsel kayıtlara geçmiş en önemli hasar yapıcı depremlerdir. I 0 (Şiddet) IX ve X hasar şiddeti ile verilen depremlerin etkileri, özellikle Bursa da günümüzde bile görülebilmektedir. Şekil 2. Güney Marmara Bölgesi nde 32 AD 1983 AD yılları arasında gözlenen M 6 deprem aktivitesi ( Ambraseys ve Finkel, 1991 ). 6 Eylül 543 Io = IX : Erdek te tahribat yapmış, yüzeyde yarıklar açılmıştır. Denizde sismik dalgalar oluşmuş, özellikle Bandırma ve Erdek te hasar meydana gelmiştir (Ergin vd.,1967). 28 Şubat 1855 Io = IX : Deprem gündüz saatlerinde oluşmuş, yaklaşık 50 sn sürmüş, Bursa da 3300 dükkan ve ev yıkılmış 220 kişi yaşamını yitirmiştir. Gün bitimine kadar 5 artçı şok olduğu belirtilir. Özellikle Uluabat Gölü civarında hasar daha fazla görülmüştür. Gölün güneyinde kaya düşmeleri gözlenirken, diğer lokalitelerde yeraltı sularının yüzeye fışkırdığı belirtilmektedir. Bu deprem İnegöl, Yenişehir, Kütahya Afyonkarahisar, Akşehir, Gelibolu, Trakya ve İstanbul da hissedilmiştir (Ambraseys ve Finkel, 1991). 113
11 Nisan 1855 Io = X : 28 Şubat 1855 teki depremden 44 gün sonra gece 01:30 da şiddetli bir deprem daha olmuş, yaklaşık 2 saat sonra da 30 sn süren ve öncekine nazaran daha şiddetli olan ana şok meydana gelmiştir. 1855a ve 1855b depremlerinde Bursa da, etrafa kükürt kokusu yayılmıştır. Yangın ve yıkımdan dolayı depremin oluşturduğu en büyük hasar Bursa da görülmüş, Bursa içinde yaklaşık 1300 kişi, Bursa dışında 300 kişi yaşamını kaybetmiştir. Sonraki 15 saat içinde 150 artçı sarsıntı hissedilmiştir. Çok sayıda hamam ve Timurkapı, Geyvehanı kapısı, Şadırvanlı Kapı çarşıları ile Bursa Kalesi yıkılmıştır. Ayrıca yerlerde çatlak ve yarıkların oluştuğu, suların fışkırdığı ve Uludağ dan yoğun bir şekilde kaya düşmelerinin olduğu belirtilmiştir (Sandison, 1855). Şekil 3. 1855a Bursa depremi eşşiddet haritası ( Sieberg, 1932 ). Bu depremlerin; Şekil 3 de Sieberg (1932) deprem eşşiddet haritası ve Barka (1997) ya göre 1855a depreminin Mustafakemalpaşa-Uluabat faylarında oluştuğu, 1855b depreminin de Bursa fay zonunda meydana geldiği belirtilmiştir (Şekil 4 ). Aletsel Dönem 1900-1975 yıllarında bölgede meydana gelen depremlerin, Taymaz vd. (1991), McKenzie (1972) ve Kalafat (1995) tarafından yapılan fay düzlemi çözümleri incelendiğinde; bu depremlerin hem doğrultu atımlı, hem de eğim atımlı faylarda oluştuğu görülebilir (Şekil 5). 114
Şekil 4. Marmara Bölgesi ndeki tarihsel depremler ve aktif faylar (Gürbüz vd., 2000 tarafından Barka 1997 den geliştirilmiştir) (Sarı elipsler; 1700 ile 1900 yılları arasındaki yüzey kırığı görülen tahmini alanları, kalın siyah çizgiler; jeofizik ve jeolojik yöntemlerle tanımlanan aktif fayları, kırmızı çizgiler ise bu yüzyılda meydana gelen depremlerin yüzey kırıklarını göstermektedir) Şekil 5. Güney Marmara daki bazı önemli depremlerin fay düzlemi çözümleri, 1. 18 Mart 1953 Yenice-Gönen depremi, M=7,2 (McKenzie, 1972). 2. 3 Mart 1969 Yenice-Gönen depremi, M=5,9 (Taymaz vd., 1991). 3. 9 Haziran 2003 Manyas gölü depremi, M= 5,1 (KRDAE, 2003). 4. 6 Ekim 1964 Manyas depremi öncü şoku, M=5,1 (Kıyak, 1986). 5. 6 Ekim 1964 Manyas depremi ana şok, M=6,9 (Taymaz vd., 1991). 1900-1975 yıllarında meydana gelen depremlerin başında 1953 Yenice-Gönen depremi (M=7,2) gelir. Bu deprem Yenice-Gönen fay zonunda meydana gelmiş olup, P dalgası ilk hareket yönüne göre fay düzlemi çözümü sağ yönlü doğrultu atımlı bir fayı işaret etmektedir (McKenzie, 1972). Aynı zamanda Ketin ve Roesli (1953) tarafından, Muratlar Köyü yakınında bir yolun 1,5 m güneybatıya doğru sağ yanal ötelendiği tespit edilmiştir. Pınar (1953), bu depremin 30 000 km 2 lik hasar alanı oluşturduğunu ve oluşan deprem fayının 80 km den daha uzun olduğunu belirtmiştir. Yenice ilçesinde 420 ev hasar görmüş, 192 kişi ölmüştür. Gönen de ise 738 ev hasarlı olup 16 kişi yaşamını yitirmiştir. 115
Şekil 6. 1964-2003 yıllar arasında M 4 olan depremlerin episentır dağılımları ( ISC, 2003). Ancak 09/06/2003 tarihinde bölgede M=5,1 büyüklüğünde merkez üstü Manyas Gölü nün kuzeybatısı olan bir deprem meydana gelmiştir. Bu deprem çevre iller ve Marmara Bölgesi nde yoğun bir şekilde hissedilmiş, Bandırma, Gönen ve Manyas ilçeleri ile bunlara bağlı köylerde halk paniğe kapılmıştır. Depremin artçı şokları incelendiğinde Manyas Gölü nün kuzeybatısında yer alan Yenice-Gönen fayının kuzey kolunun hareket ederek bu depremi meydana getirdiği ortaya çıkmaktadır (Şekil 7). Şekil 7. 9/6/2003 tarihli M=5,1 büyüklüğündeki deprem ve artçı depremlerin episentır yerleri (KRDAE, 2003) 116
1953 yılında meydana gelen depremde Yenice ile Gönen arasındaki Yenice-Gönen fayının kuzey kolu kırılmıştır. 1964 yılında ise oluşan depremde Yenice-Gönen fayının güney kolu hareket etmiştir. Daha sonra 1969 da Gönen ilçesinin kuzeydoğusunda bir deprem meydana gelmiş ve yine muhtemelen kuzey kol kırılmıştır. 2003 te ise yukarıda belirtildiği gibi Yenice-Gönen fay zonunun kuzey kolunun devamı 5,1 büyüklüğünde bir depremle hareket etmiş ve kırılmıştır. Bu durum Güney Marmara Bölgesi ndeki fayların her an hareket edebilecek kadar aktiviteye sahip olduğunu göstermektedir. Bu döneme ait bir diğer deprem ise 1964 Manyas depremidir. Depremin dalga şekli modellemesi (cisim dalgaları P ve SH) ile fay düzlemi çözümü eğim atımlı normal faylanmayı işaret etmiştir (Taymaz vd., 1991). Ana şoktan 1 dk 23 sn önce Ms=5,1 büyüklüğünde bir öncü şok meydana gelmiş, hemen sonra da Ms=6,9 büyüklüğündeki ana şok yaşanmıştır. Manyas ve Uluabat gölleri arasında sular fışkırmış, bazı sıcak sular ve soğuk su kaynakları kurumuş ya da suları artmıştır (Öcal vd.,1968). Ketin (1966) deprem sonrası saha gözlemleri ile, kuzeybatı-güneydoğu doğrultusunda sıçramalı özellikte deprem kırıklarının oluştuğunu tespit etmiştir. Yazar kırıkların kuzeyle 20-55 lik açılar yaptığını ve tansiyon çatlakları olduğunu vurgulamaktadır. Bu depremde bilinen bir başka özellik ise; Gönen in kuzeyinden doğudaki Mustafakemalpaşa ya kadar uzanan ve sıçramalı türde kırıklar içeren 40 km uzunluğunda ve 2-3 km genişliğindeki kuşak, depremi sağ yönlü bir fayın neden olabileceği izlenimi uyandırmakla beraber, P ve SH dalgalarının modellemeleri sonucu elde edilen duyarlı odak mekanizması çözümlerinin tam tersine, normal bir faylanma oluşumu görülmektedir. Bu deprem neticesinde Manyas Gölü nün güneyinde bulunan köylerde hasar oranı % 99 olup 17 kişi hayatını kaybetmiştir. İnceleme alanındaki faylarda oluşan 1900-1975 zaman aralığındaki son önemli deprem, Ms=5,6 büyüklüğündeki 1969 Gönen depremidir. Bu deprem dalga şekli modellemesi ile fay düzlemi çözümü, ters faylanma (bindirme) karakterinde olup, bir miktar doğrultu atım bileşeni olan bir fay geometrisi sunar (Taymaz vd., 1991). 1976-2000 yılları arasında, büyüklüğü M 4 olan depremler, Şekil 6 daki deprem episentır dağılımında da görüldüğü gibi, Güney Marmara daki bir dönem aktif olan fay zonları, 1964 ile 2003 arasında hasar yapıcı ve yıkıcı bir deprem üretmemişlerdir. Sonuçlar Güney Marmara Bölgesi ndeki sismolojik veriler, bölgedeki depremlerin KAF a ait güney kol üzerinde meydana geldiğini göstermektedir. Bölgede tarihsel dönemdeki depremler Mustafakemalpaşa ile Bursa arasında oluşmuştur. Aletsel dönemde oluşan hasar yapıcı ve yıkıcı depremler ise genellikle Gönen havzası içerisinde yer alan Yenice-Gönen fayı üzerinde meydana gelmiştir. Gönen havzasında yer alan Yenice-Gönen fayının jeolojik özelliklerine göre, havza bir sıkışma rejimi etkisi altındadır. İnceleme alanında aletsel döneme ait depremlerin sismolojik ve jeolojik özelliklerine göre hasar yapıcı ve yıkıcı depremler, hem doğrultu atımlı hem de eğim atımlı faylar üzerinde meydana gelmiştir. KAYNAKLAR 1. Ambraseys, N.N. and Finkel, C.F., 1991. Long-term seismicity of Istanbul and the Marmara Sea region, Terra Nova,3, 527-539. 2. Barka, A.A., 1997. Neotectonics of the Marmara Region, Active Tectonics of the northernwestern Anotolia-the Marmara poly-project, ETH, Zurich, 55-87. 3. Ergin, K., Güçlü, U. ve Uz, Z., 1967. Türkiye ve civarının deprem katoloğu. İTÜ. Maden Fak., Arz Fiziği Enstitüsü yayınları, No: 24, 169s. 4. Gürbüz, C., Aktar, M., Eyidoğan, H., Cisternas, A., Haessler, H., Barka, A. A., Ergin, M., Türkelli, N., Polat, O., Üçer, S. B., Kuleli, S., Barış, S., Kaypak, B., Bekler, T., Zor, E., Biçmen, F., Yörük, A., 2000. The seismotectonics of the Marmara region (Turkey): Results from a microseismic experiment. Tectonophysics, 316, 1-17. 5. ISC, 2003. Uluslararası Sismoloji Merkezi verisi, www.isc.ac.uk, Berkshire, İngiltere. 6. Kalafat, D., 1995. Anadolu nun tektonik yapılarının deprem mekanizmaları açısından irdelenmesi, İ.Ü. Deniz Bilimleri ve İşletmeciliği Enstitüsü, Doktora Tezi, 217s. 7. Ketin, İ., 1966. 6 Ekim 1964 Manyas Depremi esnasında zeminde meydana gelen tansiyon çatlakları. T.J.B, 10, 1-2, 44-51. 8. Ketin, İ., Roesli, T., 1953. Macroseismische untersuchungen über das Northwest Anatolishe beben von 18 Mart 1953, Eclogae Geolog. Helv., 46, 2, Basel, 187-208. 9. Kıyak, Ü., 1986. Kuzey Anadolu Fay zonunun batı uzantılarının incelenmesi. İst. Üniv., Fen Bil. Enst., Doktora Tezi, xxiii+214s, İstanbul. 10. K.R.D.A.E., 2003. Boğaziçi Üniversitesi, Kandilli Rasathanesi, Deprem Araştırma Merkezi verisi, www.koeri.boun.edu.tr, İstanbul. 11. McKenzie, D.P., 1972. Aktive tectonics of the Mediterranean Region, Geophys. J. R. Astr. Soc., 30, 109-185. 117
12. Öcal, N., Üçer, S.B. ve Taner, D., 1968. Manyas-Karacabey depremi 6 Ekim 1964, MEB, B.Ü Kandilli Rasathanesi Sismoloji Yayınları, No: 11. 13. Pınar, N., 1953. Le seisme de Yenice du 18 Mars 1953 et la ligne de fractures de Yenice-Gönen, Revue Facult. Sci. Uni. İstanbul, A, 18, 142. 14. Sandison, D., 1855. Notice of the Earthquakes at Brussa. The Quaternely Journal of the Geological Society of London, 11, 543-544. 15. Selim, H.H., 2004. Kuzey Anadolu Fayı nın güney koluna ait Yenice-Gönen, Manyas-Mustafakemalpaşa, Uluabat ve Bursa faylarının morfolojik, sismolojik ve jeolojik özellikleri. İTÜ, Avrasya Yer Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, xxvi+226s, İstanbul. 16. Sieberg, A., 1932. Erdbebengeographie, In: Gutenberg (Editör), Handbuchder Geophysik, Band IV, Borntrager, Berlin, 527-1005. 17. Soysal, H., Sipahioğlu, S., Kolçak, D., Altınok, Y., 1981. Türkiye ve çevresinin tarihsel deprem katoloğu. TÜBİTAK proje No: TBAG-341. 18. Taymaz, T., Jackson, J., McKenzie, D., 1991. Active Tectonics of the north and central Aegean Sea. Geophys. J. Inst., 106, 433-490. 118