tc milli savunma bakanlığı harita genel komutanlığı harita yüksek

T.C.
MİLLİ SAVUNMA BAKANLIĞI
HARİTA GENEL KOMUTANLIĞI
HARİTA YÜKSEK TEKNİK OKULU KOMUTANLIĞI
ANKARA
TÜRKİYE VE ÇEVRESİNE UYGUN GPS HIZ ALANI MODELİNİN OLUŞTURMASI
Hrt. Tğm. İsa KOÇ (2005-4)
ARAŞTIRMA ÇALIŞMASI (BİTİRME TEZİ)
Araştırma Çalışması Danışmanı: Doç. Müh. Alb. Mehmet Emin AYHAN
Haziran, 2007
İÇİNDEKİLER
Sayfa
SİMGE LİSTESİ.......................................................................................................................iv
ŞEKİL LİSTESİ .........................................................................................................................v
ÇİZELGE LİSTESİ .................................................................................................................. vii
ÖNSÖZ .................................................................................................................................. viii
ÖZET .......................................................................................................................................ix
ABSTRACT...............................................................................................................................x
1.
GİRİŞ .................................................................................................................... 1
2.
TÜRKİYE DİRİ FAYLARI ...................................................................................... 2
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
Kuzey Anadolu Fay Sistemi (KAFS) ..................................................................... 2
Doğu Anadolu Fay Sistemi (DAFS)....................................................................... 2
Ege Graben Sistemi .............................................................................................. 2
Kıbrıs – Güney Ege Yayı....................................................................................... 3
Doğu Anadolu Doğrultu Atımlı Faylanma Bölgesi ................................................. 3
Orta Anadolu Bölgesi ........................................................................................... 4
3.
GPS HIZ VEKTÖRLERİ ........................................................................................ 7
3.1
3.2
Verilerin Özellikleri ................................................................................................ 7
Verilerin Ön Analizi ve İncelenmesi..................................................................... 12
4.
STRAİN (GERİNİM) ANALİZİ.............................................................................. 18
4.1
4.2
4.3
Gerinim Bileşenlerinin Tanımı ............................................................................. 18
GPS Hızlarından Gerinim Bileşenleri Hesaplama............................................... 30
GPS Hızlarından Gerinim Bileşenlerinin Hesaplanması ..................................... 31
5.
EULER KUTBU HESABI..................................................................................... 37
5.1
5.2
5.3
Euler Kutbu ......................................................................................................... 37
Bir Blok için Euler Vektörü Hesaplama Yöntemi ................................................. 39
Birden fazla Blok için Euler Vektörlerinin Hesaplanması .................................... 42
6.
TÜRKiYE’ DE OLUŞTURULAN BLOKLARIN EULER VEKTÖRLERİ ................ 44
6.1
6.2
Blokların Oluşturulması ....................................................................................... 44
Euler Vektörlerinin Hesaplanmsı......................................................................... 47
7.
BLOK SINIRLARI BOYUNCA KAYMA HIZLARININ BELİRLENMESİ................ 66
8.
SONUÇ VE ÖNERİLER ...................................................................................... 73
KAYNAKLAR ......................................................................................................................... 74
ii
EKLER ................................................................................................................................... 75
Ek 1 Uyuşumsuz bulunan GPS hızları................................................................................... 76
Ek 2 Homojenleştirilmiş GPS hızları. ..................................................................................... 79
iii
ÖNSÖZ
Araştırma çalışması kapsamında “Türkiye ve çevresine uygun GPS hız alanı modelinin
oluşturulması”
konulu
çalışmamda
bana
her
türlü
yardımı
sağlayan
Sayın
Doç.Müh.Alb.Mehmet Emin AYHAN ’a, Müh. Yzb. Ali. İhsan KURT’a ve Hrt.Tğm.Murat AKIN’
a sonsuz teşekkür ederim.
İsa KOÇ
Hrt.Tğm.
viii
ÖZET
Bu çalışma kapsamında Türkiye ve çevresine uygun GPS hız alanı modeli oluşturulma
amaçlanmıştır.
Modeli
oluşturmak
için
1992–2005
yılları
arasında
yapılan
GPS
kampanyaları ile hesaplanan hızlar kullanılmıştır.
Noktanın yer kabuk hareketleri nedeniyle belirli bir hızda hareket ettiği ve çevresinde gerinim
birikimi olduğu varsayılarak modellenmiş ve grid köşelerinde hızlar hesaplanmıştır.
Hesaplanan grid köşelerindeki GPS hızları, herhangi bir noktada GPS hızının hesaplanması
için giriş verisi olarak kullanılmakta olup, bu yöntem herhangi bir noktada GPS hızının
hesaplanması için bir ilk yaklaşım olarak düşünülmektedir.
Anadolu plakasının iç deformasyonu olmadığı varsayılır. Ancak Anadolu plakasının katı
hareket ettiği düşünülen İç Anadolu bölümünde iç deformasyonun olduğu, Ege Bölgesindeki
graben sistemi içinde katı hareket eden bağımsız blokların olduğu ve Doğu Anadolu’nun ise
alt bölgelerde deforme olduğu düşünülmektedir. Bu düşüncelerle Türkiye’de Euler kutbu
çevresinde katı hareket eden blokların(alt plakaların) varlığı öngörülmektedir. Öncelikle
Türkiye Diri Fayları ve ayrıca gerinim bileşenleri ile uyumlu olası alt plakalar belirlenmiştir.
Alt plakaların, sınırlarını oluşturan düşey düzlemler boyunca hareket ettiği ve iç
deformasyonlarının olmadığı varsayılmış, tanımlanan tüm alt plakaların Euler vektörleri En
Küçük Kareler dengelemesi ile topluca hesaplanmıştır. Euler vektörleri herhangi bir noktada
GPS hızlarının ikinci yaklaşımla hesaplanması için giriş bilgisini oluşturur. Ayrıca alt
plakaların sınırlarını oluşturan aktif faylar boyunca kayma hızları ayrı ayrı hesaplanmıştır.
Anahtar kelimeler: GPS, Hız alanı, Gerinim Analizi, Euler kutbu, Euler vektörü, En Küçük
Kareler, Tektonik.
ix
ABSTRACT
In this study, we aimed to define a velocity field model of Turkey and its surroinding using
GPS point. To define the model, velocities computed by using GPS campaigns between
years 1992-2005 are used.
Assuming that the point is moving with a certain velocity because of crust motions and strain
is accumulated arround it, GPS velocities have been modelled and velocities are calculated
at the grid nodes. The grid node velocities are used as input to calculate GPS velocities on
any point. This method is thougth as a first approach to calculate GPS velocities at any point.
it is assumed that there is no interior deformation in the Anatolia plate. But in Anatolia plate,
East Anatolia plate has an interior deformation and existence of sub-plates moving around
Euler Pole is envisaged. Turkery Active faults and Strain Analysis near these sub-plates are
determined to find probable sub-plates. It is assumed that sub-plates are moving along
vertical planes those limit them and there is no interior deformation and Euler vectors of all
defined sub-plates are calculated with least square adjustment. After that along active faults
those constitudes the boundaries of sub-plates slip rate is calculated one by one.
Keywords: GPS , velocity field, Strain Analysis, Euler pole, Euler vector, Least Square,
tectonics.
x
1.
GİRİŞ
Plaka tektoniği kavramına göre yer kabuğu birbirlerine göre sürekli hareket eden
tektonik plakalardan oluşmaktadır. Bu hareketler genel olarak üç guruba ayrılır. Tektonik
plakalar birbirinden uzaklaşıyorsa ıraksak levha sınırı, birbirlerine yakınlaşıyor ise yakınsak
levha sınırı ve sınır yüzeyleri boyunca birbirlerine paralel hareket var ise dönüşüm türü levha
sınırı oluşur. Yer kabuğunun bu hareketlerini tanımlamak için global plaka tektoniği modelleri
geliştirilmiştir. Plaka sınırları tek bir hat üzerinde olmayıp geniş bölgeleri içermekte ve bu
bölgeler içinde mikro plaka olarak ifade edilen daha küçük plakalar yer almaktadır. Anadolu
plakası; Afrika ve Arap tektonik plakalarının Avrasya tektonik plakası ile çarpışma bölgesinde
kalan plaka sınırı bölgesinde yer almaktadır.
Anadolu plakası üzerinde çok sayıda noktada tekrarlı GPS ölçüsü yapılmış ve bu
ölçülerden yararla ölçü noktalarının hızları hesaplanmıştır. GPS hızı bilinmeyen noktalarda
ise hızı bilinen noktalardan yararla hız hesaplaması gerekir. Bu amaçla uygulanabilecek
gerinim parametrelerine dayalı bir yöntem ( Shen at al. 1996) ile blokların Euler vektörlerinin
hesaplanmasına dayalı diğer bir yöntem bu çalışmada uygulanmıştır. GPS hızları yardımıyla
Anadolu plakasının iç deformasyonunun incelenmesi, Anadolu plakasının içinde yer alan
mikro plakaların (blokların, alt bölgelerin) sınırları boyunca kayma hızlarının belirlenmesi ve
bu kayma hızları yardımıyla plaka sınırlarında oluşan hareketlerin hangi tür faylardan
oluştuğu belirlenebilir.
İkinci bölümde Türkiye Diri Fayları açıklanacaktır. Üçüncü bölümde Anadolu plakası
üzerinde yapılan GPS hız verilerinin özellikleri ve ön analizi ele alınmaktadır. Dördüncü
bölümde Strain (Gerinim) Analizi ve gerinim bileşenleri ile GPS hızlarının gerinim analizleri
açıklanacak, beşinci bölümde ise Euler Kutbu kavramı ve belirlenmesine yer verilecektir.
Altıncı bölümde Türkiye’ de oluşturulan blokların Euler vektörü hesaplamaları ile ilgili yapılan
uygulamalar ele alınacak ve yedinci bölümde ise blok sınırları boyunca hesaplanan kayma
hızları açıklanacaktır.
1