kuzey anadolu fay`ının marmara uzantısının sismik, gravite ve

KUZEY ANADOLU FAY’ININ MARMARA UZANTISININ SİSMİK, GRAVİTE VE MANYETİK
VERİLERLE YORUMU
İsmet SİNCER, Turan KAYIRAN, Abdullah ATEŞ
[email protected]
Öz: Kuzey Anadolu Fay’ının (KAF) doğu batı yönündeki Marmara Denizine kadar olan
kısmı jeolojik gözlemlere dayanarak tanımlanmaktadır. KAF’ın Marmara Deniz’indeki
uzanımını aydınlatmak amacıyla düzenli sismolojik aktivite kayıtlarına ek olarak batimetrik
ve sismik yansıma çalışmaları da yapılmış ancak, fayın bu alandaki dağılımına ilişkin
belirsizlikler tam olarak giderilememiştir. Bu çalışmada, sismik, gravite ve manyetik veri
kullanılarak KAF’ın Marmara Denizi altında uzanan kısmının aydınlatılması
amaçlanmıştır. Tersiyer tabanı haritalanmasıyla göreceli olarak derindeki birimlerin
dağılımı tespit edilmiştir. Ayrıca, spektral yöntemi yardımıyla Curie eş-sıcaklığı
belirlenerek karasal kabuğa göre Kuzey Marmara Denizi’ndeki kabuğun inceldiği sonucuna
varılmıştır. Marmara Denizi’nde toplanan jeofizik verinin ortak yorumu bu basende çökme
ve buna bağlı izostatik denge oluşumunun varlığı tezini gündeme getirmiştir. Vurgulanması
gereken diğer bir bulgu ise Marmara Deniz tabanını ikiye bölen göreceli olarak daha az
aktif yüksek bir zonun sismik yansıma verisiyle ortaya çıkarılmasıdır. Bu yapısal konum
bölgeyi etkileyecek olan depremlerin oluşumunda anahtar konumundadır.
Anahtar Kelime: Çınarcık, KAF, Gravite, Manyetik, Sismik,Tersiyer
GİRİŞ
Kuzey Anadolu Fay’ının (KAF) karada gözlenen transform karekterini (dextral strike-slip) ortaya koyan ilk bilimsel
çalışma Ketin (1948) tarafından yapılmıştır. KAF’ın Marmara Deniz’inde çeşitli kollara ayrıldığı fikri ise Crampin ve
Evans (1986) tarafından belirtilmiştir. Straub ve diğerleri (1997) ise GPS verisini kullanarak kabuk hareketinin detaylı
hız alanını ve deformasyon oranı örüntüsünü tespit etmişlerdir. Sismik, gravite ve manyetik verilerden yararlanarak
KAF’ın Marmara Denizi’ndeki dağılımı Ateş ve diğerleri (2003) tarafından ayrıntılarıyla haritalanmıştır. Aşağıdaki
bölümlerde bu araştırmanın bulguları bazı yeni katkılarla birlikte sunulmuştur. Metindeki şekiller, yukarıda belirtilen ve
daha önce yayınlanan ingilizce makaleden alındığı için yazılar Türkçe’ye çevrilememiştir.
SİSMİK, GRAVİTE VE MANYETİK VERİNİN YORUMU
Bu çalışmada kullanılan sismik veri TPAO, gravite ve manyetik veri ise MTA tarafından toplanarak rutin prosesleri
yapılmıştır. Marmara Denizi gravite verisine gerekli düzeltmeler yapıldıktan sonra kara verisi ile uyumu
gerçekleştirilmiştir. Manyetik veri ise 109570 istasyonda toplanmıştır. Manyetik veri yardımıyla güç spektrumu derinlik
kestirimi yapılarak Curie nokta derinliği yüzeyden 14.5 km olarak hesaplanmıştır. Belirli aralıklarla örneklenen gravite
ve manyetik veriler haritalanarak yorum fazına getirilmiştir. Örneğin, Şekil 1’de 1 km aralıklarla sayısallaştırılmış hava
manyetik haritası sunulmuştur. Şekil 2’de ise yoruma katkı koyan sismik hatlar Tersiyer taban haritası üzerindeki
uzaysal konumlarıyla birlikte sunulmuştur. Şekil 3’de Marmara Denizi’nin doğu bölgesinde basenin en derin kısmından
geçen bir sismik hatta Tersiyer birimleri, fayların dağılımları ve tekrarlı yansımalar gösterilmiştir. Sismik zaman
haritasını üç ana bölümde incelemek mümkündür. İsimsel olarak, Çınarcık Baseni, Batı Baseni ve bunları birbirinden
ayıran Merkezi Paleozoyik Yükselimi.
Yaptığımız değerlendirmeye göre İzmit Körfezi (Çınarcık Baseni ) girişinde KAF tek parçadan ibarettir. KAF’ın
parçalanması ise açılma tektoniğinin başladığı kısımdan itibaren gözlenmektedir. Senozoyik yaşlı Batı Baseni yaklaşık
doğu-batı doğrultusunda uzanmakta ve NBNF (kuzey sınır normal fayı) ile SBNF (güney normal sınır fayı) faylarıyla
sınırlandırılmaktadır (Şekil 2). Batı Baseni’nin doğu sınırına doğru Tersiyer içindeki bindirme yapılarının Merkezi
Paleozoyik Yükselimi’ndeki katı birimler üzerine doğru yüklendikleri gözlenmektedir. Bölgesel stres doğrultusu
deformasyon öncesi mevcut yapı sınırları ve homojenlik derecesinin belirlenmesi, deformasyon parçalanması, fayların
açısal dağılımları ve odak mekanizma çözümleri ile GPS ölçümlerinin integre kullanımını gerektirmektedir (Straub et
al., 1997, Pınar et al., 2001). Stres dağılımında bu yükselimin önemli bir faktör olduğu anlaşılmaktadır. Sismik veri
232
yardımıyla Marmara Deniz’inde gözlenen Tersiyer birimlerinin tabanı yorumlanıp faylarla olan ilişkileri belirtildikten
sonra gravite ve manyetik verilerin bulguları ile de birleştirilerek sonuçlar Şekil 4’ de sunulmuştur.
Şekil 1. Sayısallaştırılmış hava manyetik haritasından genişletilmiş bir bölüm
Şekil 2. Yorumda kullanılan sismik hatların Tersiyer taban haritası üzerindeki konumları
233
Şekil 3. Çınarcık Baseninin en derin kısmı ve Transform Fay (M:tekrarlı yansıma, SM:ikinci tekrarlı yansıma)
Şekil 4. Sismik, gravite, manyetik ve gözlem verileri yardımıyla elde edilen fay dağılım haritası
SONUÇLAR
Marmara Deniz’inde toplanan sismik, gravite ve manyetik verilerin yorumlanması sonucunda aşağıdaki bulgular elde
edilmiştir: Hava manyetik anomalilerinin değerlendirilmesinden Curie eş-sıcaklık seviyesinin karaya göre 6-8 km daha
daha sığ olduğu hesaplanmıştır. Yaklaşık 5 km kalınlığındaki Batı Baseninde (su derinliği dahil) sedimenter kayaçların
magmatik kayaçlarla girişim yapmadıkları anlaşılmakta ve sismik hız analiz sonuçlarına göre bu basende maksimum
234
hız 2800 m/sn ‘yi geçmemektedir. O nedenle, bu basende Tersiyer birimleri içinde magmatik kayaçlar
beklenmemelidir. Ancak, güç spektrum analiz sonuçlarına göre 6.5 km seviyesine kadar sığlaşan magmatik kayaçların
varlığı tespit edilmiştir. Bu tespite göre Senozoyik birimlerin altında doğu-batı yönünde uzanan manyetik kayaçlar
olabilir. İzmit Körfezine girişten sonra KAF, karadakinden farklı bir fay örüntüsü oluşturarak (bu durum depremlerin
yüzey dağılımlarında da gözlenmektedir) yayınımını sürdürmektedir. Depremlerin yüzey dağılımlarının batıya doğru
saçılması Çınarcık Transform Fay’ının (CTF) batı kısmı boyunca zayıf sismik aktivite gözlenmesinin nedeni olabilir.
Benzer bir yaklaşımla, Batı Transform Fay’ı (WTF) boyunca deprem yüzey merkezlerinin yoğunlaşması bu fay
zonunun sismik aktivitesinin yüksek olduğunu gösterir. Marmara Deniz bölgesinin çökmesi ve kabuk incelmesi SBNF
ve NBNF arasındaki alanın tektonik gelişimi için son derece önemlidir. Bizim değerlendirmemize göre, sismik
kesitlerde gözlenen sıkışma zonlarının yanal hareketlere önemli katkısı vardır. Bu gözlem özellikle WTF bölgesi için
geçerlidir.
Kuzey-güney yönünde herhangi bir hız bileşeni gözlenemediğinden, Marmara baseninde bir çek-ayır sistemi geçerli
değildir (Straub et al., 1997). NBNF’in normal bileşeni bir morfolojik uçurum olarak değerlendirilebilir fakat
sürekliliğini izlemekte büyük zorluklar vardır. Ayrıca, uçurum alanları önemli ölçüde erozyonlarla değişikliğe maruz
bırakılmıştır. Sonuç olarak, İzmit Körfezi’nin doğu kıyısına göre, Kuzey Marmara düşük alanının altında gözlenen
kabuk incelmesi bölgede oluşabilecek depremlerin genliklerinin tespitinde önemli bir faktör olarak düşünülebilir.
KAYNAKLAR
ATES,A., TURAN,T., SİNCER,I., 2003. Structural interpretation of the Marmara region, NW Turkey, from
aeromagnetic, sesimic and gravity data, Tectonophysics, pp.367,41-99.
Crampin,G., Evans,R., 1986. Neotectonics of the Marmara Sea region of Turkey, J. Geo. Soc. (London), pp.143,343348.
Ketin,İ., 1948. Über die tektonisch-mechanischen Folgerungen aus den grossen anatolischen Erdbeben des letzten
Dezenniums. Geol. Rundsch. Pp. 36,77-83.
Straub,C., H.G.,Schindler,C., 1997. GPS and geologic estimate of the tectonic activity in the Marmara Sea region NW
Anatolia. J. Geophysics. pp. 102,27587-27601.
235