T.C. BAŞBAKANLIK AFET VE ACİL DURUM YÖNETİMİ BAŞKANLIĞI DEPREM ARAŞTIRMA DAİRESİ BAŞKANLIĞI DOKUZ EYLÜL ÜNİVERSİTESİ DEPREM ARAŞTIRMA VE UYGULAMA MERKEZİ 26 MART 2010 ÇEŞME-İZMİR DEPREMİ (ML=4.7) SİSMOLOJİK ÖN DEĞERLENDİRME RAPORU Hazırlayanlar: ( TÜBİTAK-KAMAG 106G159 Projesi - Sismoloji Çalışma Grubu ) Prof.Dr. Zafer AKÇIĞ (DEÜ-İzmir) Yrd.Doç.Dr. Orhan POLAT (DEÜ-İzmir) Y.Müh. Ulubey ÇEKEN (DAD-Ankara) Uzman Y.Müh. Elçin GÖK (DEÜ-İzmir) 29 MART 2010 İZMİR
İÇİNDEKİLER Sayfa No Bölüm 1. GİRİŞ... 1 Bölüm 2. Sismolojik Açıdan Değerlendirme... 5 Bölüm 3. Mühendislik Sismolojisi Açısından Değerlendirme... 10 TEŞEKKÜR... 15 KAYNAKLAR... 16 2
BÖLÜM 1 GİRİŞ 26 Mart 2010 günü TSİ ile saat 20:35 de (GMT-18h35) Çeşme-Alaçatı ile Sakız Adası güneyinde meydana gelen ML=4.7 büyüklüğündeki deprem, başta söz konusu yerleşim alanları olmak üzere Karaburun, Urla, Seferihisar, Konak, Bornova ve Menemen in dahil olduğu İzmir İl inde geniş bir alanda hissedilmiştir (Şekil 1, 2). T.C. Başbakanlık Afet ve Acil Durum Yönetimi (AADY) Başkanlığı Deprem Araştırma Dairesi (DAD) nin internet web sayfasından (www.deprem.gov.tr) alınan bilgiye göre, depremin dış merkezi (episantır), 26.1770 derece doğu boylamı ile 38.1457 derece kuzey enleminde yer almakta olup, derinliği 24 km dir. Şekil 1: İzmir ve yakın çevresi yerleşim alanları ile fay hatlarının (MTA) dağılımı. 26.03.2010 tarihinde meydana gelen Çeşme-İzmir deprem lokasyonu (DAD), yıldız sembolü ile gösterilmiştir 3
Şekil 2: İzmir ve yakın çevresi topoğrafya (3sn) ve batimetri (2dk) haritası (USGS-SRTM). Çeşme ve Urla Kaymakamlıklarından yapılan açıklamalarda herhangi bir hasar tespit edilmediği bildirilmiş ve deprem kısa sürdüğü için de, kısa süreli panik dışında halkta ciddi oranda panik yaşanmadığı kaydedilmiştir. Bu rapor; 26.03.2010 (20h35, M=4.7) Çeşme depreminin İzmirNET tarafından tetiklenmesiyle, ana ve artçı şoklar üzerinde sismolojik incelemeler yapmak üzere, 106G159 no lu TÜBİTAK-1007 projesi kapsamında oluşturulan araştırma ekibinin, depreme yönelik olarak yaptığı sismolojik gözlem ve değerlendirme sonuçlarını içermektedir. 4
BÖLÜM 2 SİSMOLOJİK AÇIDAN DEĞERLENDİRME Deprem dış merkezine yakın alanda; 10G159 no lu TÜBİTAK-KAMAG projesi kapsamında kurulan İzmirNET (Polat ve diğ., 2009) yerel kuvvetli yer hareketi deprem istasyon ağı bulunmaktadır. DEÜ-DAD tarafından ortak işletilen ve başlangıçta 16 adet istasyon ile kurulan bu yerel ağ, veri iletişim alt yapısını ADSL ve internet uyumlu olacak şekilde kurmuştur (Şekil 3). Şekil 3: İzmirNET veri-iletişim altyapısı (Çeken ve diğ. 2009). 26.03.2010 tarihli Çeşme-İzmir depremi (M=4.7) ana şok ve artçıları, İzmirNET tarafından kaydedilmiştir. Bazı istasyonların (Urla, Güzelbahçe, Balçova, Konak, Karşıyaka, Pınarbaşı- Bornova) ait akselerogram (ivme) kayıtları Şekil 4 de verilmiştir. Bu depreme ve artçı şoklara ilişkin ayrıntılı sismolojik değerlendirme ve analiz çalışmaları; 106G159 no lu TÜBİTAK projesi kapsamında kapsamında donatılan Dokuz Eylül Üniversitesi Sismoloji Laboratuarında halen devam etmektedir. 5
Şekil 4: 26.03.2010-20h35 Çeşme-İzmir depremini (M=4.7) kaydeden ve İzmirNET e bağlı olan bazı istasyonlara (Urla, Güzelbahçe, Balçova, Konak, Karşıyaka, Pınarbaşı-Bornova) ait akselerogram görüntüleri. İzmirNET dışında, söz konusu episantır bölgesinde ve yakın çevresinde; DAD ve TÜBİTAK Marmara Araştırma Merkezi (MAM) tarafından işletilen 10 a yakın geniş-band sismometre bulunmaktadır. BÜ Kandilli Rasathanesi ve Deprem Araştırma Enstitüsü (KOERİ) tarafından işletilen biri kısa-peryot olmak üzere iki adet sismometre ile Sakız Adasına kurulu olan ve Selanik teki Aristotle Üniversitesi (AUTH) tarafından işletilen bir adet geniş-band deprem kayıtçısı (CHOS) bulunmaktadır (Şekil 5). Çeşme-İzmir depremi, CHOS istasyonu tarafından da kaydedilmiştir. Buna ilişkin olarak ORFEUS (Observatories and Research Facilities for European Seismology, Avrupa Sismolojisi için Gözlem ve Araştırma Faaliyetleri) Wilber-II ana sunucusundan veri seti temin edilmiştir. Bu kayıtlar; DEÜ Sismoloji Laboratuarında sismolojik analiz amaçlı yapılan çalışmalarda halen kullanılmaktadır (Şekil 6, 7). 26.03.2010 (20h35) Çeşme-İzmir depremi ve artçı sarsıntı haritalandığında, depremlerin çoğunlukla Sakız Adası ile Çeşme-Alaçtı güneyinde yoğunlaştığı görülmektedir. Ulusal ve uluslararası ölçekteki çeşitli kurumlar, depremi farklı lokasyonlarda konumlandırmaktadırlar (Şekil 8). 6
Şekil 5: İzmir ve yakın çevresinde farklı kurumlar tarafından işletilen deprem istasyonlarının dağılımı. Kuvvetli yer hareketi deprem istasyonları üçgen, geniş-band deprem istasyonları kare olmak üzere, toplam 37 istasyon gösterilmiştir. 106G159 no lu TÜBİTAK-KAMAG destekli proje kapsamında 2008 yılında İzmir Metropol Alanına kurulan ve sayısı halen artmakla birlikte başlangıçta toplam 16 ivme-ölçer kayıtçıdan oluşan İzmirNET kuvvetli yer hareketi deprem istasyon ağı (DAD-DAUM tarafından ortak işletilmektedir), kırmızı üçgen sembolü ile gösterilmiştir (AADY-DAD: Afet ve Acil Durum Yönetimi Başkanlığı - Deprem Araştırma Dairesi, AUTH: Selanik Aristotle Üniversitesi) 7
Şekil 6: Çeşme-İzmir depreminin (26.03.2010, 18h35 GMT) ait, CHOS (Sakız Adası) istasyonundaki kaydı. Şekil 7: Çeşme-İzmir depreminin (26.03.2010, 18h35 GMT) ait DEÜ Sismoloji Laboratuarındaki çalışmalarda (sismolojik amaçlı) kullanılan CHOS (Sakız Adası, Yunanistan) istasyon kaydı. 8
M=4.7 büyüklüğündeki Çeşme depreminden sonra oluşan 35 artçı sarsıntı, 26.15-29.30 derece boylamları arasında KD-GB doğrultusunda bir çizgisellik verirken, daha doğuya (Alaçatı güneyine) doğru saçılmış bir deprem etkinliği gözlenmektedir. NOA (Atina Ulusal Gözlemevi) tarafından hızlı çözümlemesi yapılan odak mekanizması ve artçı depremlerin dağılımı incelendiğinde depremin, yaklaşık 20km uzunluğunda, 45 derece eğimli doğrultu atım bileşenli (muhtemelen sağ yönlü) ve KD-GB uzanımlı baskın bir normal fay tarafından üretildiği düşünülmektedir. Yine de nihai bir yoruma gidilmesi ve faylanma kinematiğinin daha iyi anlaşılması için sismolojik verilerin, deniz jeofiziği ve jeolojisi çalışmaları ile birlikte yorumlanması gerekmektedir. Şekil 8: 26.03.2010 tarihinde saat 18:35 de Çeşme ile Sakız Adası (Yunanistan) güneyinde kalan bölgede meydana gelen depremin, farklı kurumlar tarafından açıklanan lokasyon bilgileri yıldız, 29.03.2010-14h00 itibariyle güncellenmiş artçı dağılımlar (DAD-Ankara) ise daire ile gösterilmiştir (USGS: Amerikan Jeolojik Araştırmalar Servisi, AUTH: Selanik Aristotle Üniversitesi, NOA: Atina Ulusal Gözlemevi, EMSC: Avrupa-Akdeniz Sismoloji Merkezi, GFZ: Potsdam Yer Araştırma Merkezi, ORFEUS: Avrupa Sismolojisi için Gözlem ve Araştırma Faaliyetleri Merkezi). 9
BÖLÜM 3 MÜHENDİSLİK SİSMOLOJİSİ AÇISINDAN DEĞERLENDİRME 26.03.2010 (20h35, M=4.7) Çeşme depremini kaydeden İzmirNET deprem istasyon ağı ivme verilerine ilişkin bazı akselerogram kayıtları, Şekil 9 da verilmiştir. A B B D Şekil 9: Çeşme depremini kaydeden ve farklı zeminler üzerinde yer alan 3-bileşen ivme kayıtları; A) Urla-URL, B) Güzelbahçe-GZL, C) Konak-KON, D) Karşıyaka-KSK istasyonları Çalışma kapsamında analizi yapılan hakim frekans (Fo) ve büyütme değerleri, Yataydüşey bileşen spektral oran (HVSR) yöntemi ile hesaplanmıştır. Genel hatları itibariyle; Amerikan NEHRP, Eurocode-8, Japon Meteoroloji Ajansı ile birlikte 2007 yılında yürürlüğe 26511 sayılı Türkiye Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmeliğe göre D-tipi zemin olarak tanımlanabilen BOS (Bostanlı), KSK (Karşıyaka), BYN (Bayındırlık), CMD (Çamdibi), KON (Konak), BLC (Balçova) istasyonlarındaki alüvyon havzanın depremin etkisini; 0.4 Hz ile 0.6 Hz frekansları arasında ortalama 10 kat kadar büyüttüğü gözlenmiştir (Şekil 10). En fazla büyütme değerinin BOS istasyonunda; 0.4 Hz de 24 olduğu belirlenmiştir. BLC istasyonunda ise belirgin bir baskın periyot tespit edilememiştir. Büyütme değerleri, 0.3 0.5 sn (2-3 Hz; B-tipi zemin ile C-tipi zemin) aralığında yaklaşık 6 olarak hesaplanmıştır. C-tipi veya B- tipi zemin olarak tanımlanabilen URL (Urla), GZL (Güzelbahçe), GZLY (Güzelyalı), YSL (Yeşilyurt), KYN (Kaynaklar), PNR (Pınarbaşı-Bornova) deprem istasyonlarında ölçülen ivme değerlerine göre en fazla büyütme değerleri; URL hariç 0.6 1.5 Hz aralıklarında ortalama 6 olarak gözlenmiştir. İzmirNET içinde deprem episantırına en yakın konumdaki URL istasyonundaki büyütme değerinin; 0.4 Hz civarında yaklaşık 16 olduğu hesaplanmıştır. 2007 yönetmeliğinde A-tipi zemin olan YMN (Yamanlar), BYR (Bayraklı) ve MNV (Manavkuyu) istasyonlarındaki büyütme değerleri ortalama 2 seviyesindedir ve belirgin bir frekans aralığı gözlenmemektedir. BLC ve YMN istasyonuna ait ön değerlendirmesi yapılan hakim frekans ve büyütme değerleri; diğer tüm istasyonlarla birlikte nihai olarak detaylı analizler yapıldıktan sonra sonra yorumlanacaktır (Şekil 11). 10
Şekil 10: Yatay-Düşey Bileşen Spektral Oran (HVSR) yöntemi ile bulunan 26.03.2010 (20h35, M=4.7) Çeşme-İzmir depreminin hakim frekans (Fo) ve büyütme değerlerinin, jeolojik (ArcGIS formatındaki MTA sayısal raster data, Kontrat No: 106G159) harita üzerinde gösterimi İzmirNET kuvvetli yer hareketi deprem istasyonlarında ölçülen pik ivme değerleri (PGA, gal), farklı azalım ilişkisi modellerine ve zemin türlerine göre ayrı ayrı çizdirilmiştir. Azalım ilişkisi çizimlerinde; ilgili yazarlar tarafından önerilen Normal ve/veya Doğrultu atımlı faylanma modeline uygun bağıntılar kullanılmıştır. Modellerin geçerli olduğu aralık Büyüklük için M 4.0 ve maksimum Joyner-Boore mesafesi (Rjb, km) için Rjb 200 km dir (Şekil 12). Hemen hemen tüm zemin türlerinde Sadigh (1997) kuramsal azalım ilişkisi bağıntısı, İzmirNET tarafından ölçülen ivme değerleri ile uyumludur. A- ve B-tipi zeminlerde ölçülen ivme değerleri değerleri ile kuramsal değerler birbirine yakınken, C-tipi zemin için Özbey (2004) azalım ilişkisi modeli hariç; diğer tüm C- ve D-tipi zeminlerde ise ölçülen pik ivme değerlerine göre teorik (kuramsal) modellerin abartılı kaldığı gözlenmiştir. Benzer sonuçlar; 20.06.2009 (08h28 GMT, Mw=5.1) Kuşadası-Sisam depremi ölçülen ivme değerlerinde de gözlenmiştir (Gök ve diğ. 2009; 2010). 11
BLC BYN BOS KON KSK MVS CMD GZL GZLY PNR YSL URL KYN BYR MNV YMN Şekil 11: HVSR yöntemi ile bulunan 26.03.2010 (20h35, M=4.7) Çeşme-İzmir depreminin hakim frekans (Fo) ve büyütme değerlerine ilişkin grafikler 12
Şekil 12: İzmirNET kuvvetli yer hareketi deprem istasyonlarında ölçülen pik ivme değerlerinin (PGA, üçgen semboller), farklı azalım ilişkisi model grafikleri üzerinde gösterimi. Tüm Azalım ilişkileri Normal ve/veya Doğrultu atımlı faylanma modeline göre çizilmiştir. Modellerin büyüklük geçerlik aralığı M 4.0 dır. Maksimum Joyner-Boore mesafesi (Rjb, km) ise 200 km dir. 13
Şekil 12: ( devam ) 14
TEŞEKKÜR Başta Dr. Murat Nurlu, Bekir Tüzel olmak üzere; 106G159 no lu projede yer alan tüm DAD ve DEÜ çalışanlarına teşekkür ederiz. Doç.Dr. Mustafa Akgün e, Öğr.Gör. Gültekin Yılmaz a, Doğuser Yılmaz a, Seray Seçkin e, Murat Bozdemir e, Murat Keçecioğlu na, Mustafa Acar a ve Özkan Özdağ a, İzmirNET deprem istasyonlarının veri analiz, bakım ve onarımlarına ilişkin yardım ve desteklerinden dolayı teşekkürü bir borç biliriz. Şekil 10 kısmen, Öğr.Gör.Dr. Şenol Özyalın tarafından ArcGIS (Lisans No: 106G159) de kullanılarak hazırlanmıştır. Şekil 12 deki Campbell (1997) azalım ilişkisi grafiği, Öğr.Gör.Dr. Mehmet Kuruoğlu nun katkısıyla çizilmiştir. Yardımlarından dolayı kendilerine teşekkür ederiz. Sayısal deprem verilerinin ve lokasyonları yapılmış deprem verilerinin temininde; özellikle İzmir ve yakın çevresi ile Ege Bölgesinde yoğun deprem istasyonları bulunan başta Ankara Deprem Araştırma Dairesi Başkanlığı Zayıf Yer Hareketi Sismoloji grubu olmak üzere, birçok ulusal ve uluslararası sismoloji merkezlerinin internet web sayfalarından faydalanılmıştır. Hızlı ve kolay erişim imkanı sağladıkları için tüm kurumlara teşekkür ederiz. 15
KAYNAKLAR Çeken, U., Gök, E., Yılmaz, D. and Polat, O., 2009. Preliminary Results of the Ground-Motion Characterization of Metropolitan Izmir: Aegean Region of Turkey, 5th Congress of Balkan Geophysical Society 10 16 May 2009, Belgrade-Serbia, p6569. Gök, E., Polat, O. and Çeken, U., 2009. Assessment of the Natural Frequencies of Izmir Using HVSR from Izmir Strong-Motion Earthquake Station Network, Joint ICTP/IAEA Advanced Workshop on Earthquake Engineering for Nuclear Facilities (SMR 2016) held by The Abdus Salam International Centre for Theoretical Physics (ICTP) on 30 November - 4 December 2009, Trieste-Italy Gök, E., Polat, O., Yılmaz, D., Çeken, U., Kuruoğlu, M., Tüzel, B. and Akçığ, Z., 2010. Site characteristics of strong-motion earthquake stations in Metropolitan Izmir, Aegean Region of Turkey, 5th ICEE Joint Conference organized by Tokyo Institute of Technology, 03-05 March 2010, Tokyo-Japan, 97-102. Polat, O., Çeken, U., Uran, T., Gök, E., Yılmaz, N., Beyhan, M., Koç, N., Arslan, B., Yılmaz, D. and Utku, M., 2009. IzmirNet: A Strong-Motion Network in Metropolitan Izmir, Western Anatolia, Turkey, Seismological Research Letters, 80 (5), 831-838. 16