-

Abstract

The Western Anatolia where many civilizations were developed in has been affected by significant number of destructive earthquakes throughout history. The existence of about 13 earthquakes that occurred in the historical period in the zone encompassing the study area has been recorded. The majority of these historical earthquakes are concentrated around the Gediz Graben. When the historical earthquake activities of Gediz Graben is analyzed, the earthquakes with magnitude bigger than VII are recorded as follows; the ones located in the western end of the Graben occurred in the years of B.C. 17 and A.D. 1592, 1850, 1862 while the ones located in the eastern end of the Graben in the years of A.D. 60 and 494. In addition to the ones mentioned above, the Alasehir earthquake with the magnitude M=6.5 occurred on March 28, 1969 in the eastern end of the Graben. This earthquake is considered to be formed along the southern main boundary fault of the Graben [1]. Within the study, two different spatial geodetic technologies, SAR (Synthetic Aperture Radar) interferometry and GPS (Global Positioning System), will be used. Both methods are increasingly and widely used for determining and monitoring local deformations. The results that are obtained with the usage of both methods have significant advantages over each other. While the point based measurements on the cm-level with GPS are able to provide high precision for the horizontal component of terrestrial deformations (vertical error is about twice bigger than the horizontal errors), the spatial measurements on the cm-level with InSAR is effective to determine displacements in the vertical direction. In this study, it has been aimed to determine the spatial long-term deformations by using the superiorities of both technologies

Keywords

• Earthquake, GPS, PS-InSAR

Gediz Grabeninin Doğu Kesimindeki Güncel Tektonik Hareketlerin GPS Ve Ps-InSAR Yöntemleri Kullanılarak Belirlenmesi; İlk Sonuçlar

Öz

Birçok uygarlığın üzerinde geliştiği Batı Anadolu, tarihsel dönemlerde de birçok yıkıcı depremlerin etkisinde kalmıştır. Çalışma bölgesini kapsayan alanda tarihsel dönemde oluşmuş 13 dolayında deprem bilinmektedir. Bu tarihsel depremlerin büyük bir çoğunluğu Gediz grabeni çevresinde yoğunlaşmaktadır. Gediz Grabenindeki tarihsel deprem aktivitesi incelendiğinde, Grabenin batı ucundaki bölgede MÖ. 17 ve M.S. 1592, 1850, 1862 yıllarında, Grabenin doğu ucundaki bölgede ise M.S. 60 ve 494 yıllarında şiddeti VIII’den büyük depremlerin meydana geldiği bilinmektedir. Ayrıca bu belirtilen tarihlerden sonra ise, Grabenin doğu ucunda M=6.5 büyüklüğündeki 28 Mart 1969 Alaşehir Depremi’nin olduğu bilinmektedir.  Bu depremin grabenin güney ana sınır fayı boyunca oluştuğu kabul edilmektedir [1]. Deprem sırasında Gediz grabenin Alaşehir-Sarıgöl arasındaki kesiminde 36 km uzunluğunda oluşan yüzey kırığı ve bölgede, depremden sonra nasıl bir deformasyonun devam ettiği bilinmemektedir. DAP-Ç-13-07 ve TÜBİTAK 113Y526 numaralı projeler kapsamında yürütülen çalışmada, iki farklı uzaysal jeodezik teknoloji olan SAR (Yapay Açıklı Radar) interferometrisi ve GPS (Küresel Konumlandırma Sistemi) kullanılarak Alaşehir-Sarıgöl civarındaki güncel deformasyonların izlenmesi amaçlanmıştır. Her iki yöntem de yersel deformasyonların belirlenmesinde ve izlenmesinde gittikçe artan oranda yaygın olarak kullanılmaktadır. İki yöntem ile elde edilecek sonuçların birbirlerine göre üstünlükleri bulunmaktadır. GPS ile yapılan cm-altı duyarlıkta noktasal bazda ölçmeler, yersel deformasyonun yatay bileşenine duyarlıyken (düşey hata yatay hataların yaklaşık iki katıdır), InSAR ile yapılan cm-düzeyindeki alansal ölçümler düşey doğrultudaki yer değişimlerin belirlenmesinde etkili olmaktadır.   Bu çalışmada, her iki teknolojinin üstünlükleri birlikte kullanılarak, yersel uzun dönem deformasyonların belirlenmesine yönelik çalışmaların yapılması hedeflenmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Deprem, GPS, PS-InSAR

References

1. Eyidoğan, H., and Jackson, J., A., “A seismological study of normal faulting in the Demirci, Alaşehir and Gediz earthquake of 1969-1970 in western Turkey: implications for the nature and geometry of deformation in the continental crust”, Geophysical Journal of Royal Astronomical Society, 81, 569-607, (1985).
2. Tutkun, S.Z, Özer, M.F., Doğan, B., Kavak, K.Ş., Özden, S., “17 Ağustos 1999 Gölcük Depremi’ni Oluşturan Aktif Yüzey Kırığının Jeolojik İncelenmesi”, TMMOB Jeoloji Mühendisleri Odası, Haber Bülteni, Ankara (1999).
3. Ketin, İ., “ Türkiye’nin Genel Tektonik Durumu İle Başlıca Deprem Bölgeleri Arasındaki İlişkiler” , I.T.Ü. Maden Fakültesi (1969).
4. Poyraz, F., Kuzey Anadolu Fay Zonu Doğu Kesiminde Yatay Yerkabuğu Hareketleri Ve Gerilme Birikiminin Araştırılması, Ytü, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, İstanbul (2009).
5. Mcclusky, S., Aktuğ, B., Aygül, H., Baassanian, S., Barka, A., Burchfiel, C., Çakmak, R., Ergintav, S., Hamburger, M., Kahle, H., Kastens, K., King, R., Kotzev, V., Mahmoud, S., Nadariya, M., Özener, H., Prilepin, M., Reilinger, R., Seeger, H., Tari, E., Türkezer, A., Veis., G. “Gps Constraints On Active Tectonics İn The Eastern Mediterranean Region”, Unavco Meeting, Boulder Co., April 7-9 (1999).
6. Mcclusky, S., S. Balassanian, A. Barka, Et Al. “Global Positioning System Constraints On Plate Kinematics And Dynamics İn The Eastern Mediterranean And Caucusus”, J. Geophys. Res. 105, 5695–5720 (2000).
7. Burgmann, R., Ayhan, M.E., Fielding, E.J., Wright, T. J., Mcclusky, S., Aktuğ, B., Demir, C., Lenk, O., Türkezer, A., “Deformation During The 12 November 1999 Duzce, Turkey Earthquake, From Gps And Insar Data”. Bulletin Of The Seismological Society Of America, 92 (1), 161-171 (2002).
8. Ergintav, S., Bürgmann, R., Mcclusky, S., Çakmak, R. , Reilinger, R.E., Barka, A., Lenk, O., Gürkan, O., “Postseismic Deformation Near The Izmit Earthquake ( 08/17/1999, M = 7.5) Rupture Zone”, Bulletin Of The Seismological Society Of America, 92 (1), 194-207 (2002)

9. Feigl, K. L., King, R. W., Jordan, T. H., “Geodetic Measurement Of Tectonic Deformation in The Santa Maria Fold And Thrust Belt, California”, Journal Of Geophysical Research, Vol. 95, No. B3, 2679-2699. Feigl, K. L., Agnew, D .C., Bock, Y., Dong, (1990).
10. Reilinger, R.E., et al., “GPS constraints on continental deformation in the Africa Arabia- Eurasia continental collision zone and implications for the dynamics of plate interactions”, Journal Of Geophysıcal Research, Vol. 111, B05411, doi:10.1029/2005JB004051 (2006).
11. Hanssen, R.F., “Radar Interferometry Data Interpretation And Error Analysis”. The Netherlands, Kluwer Academic Publishers (2001).
12. Massonnet, D. Ve Feigl, K.L., “Radar Interferometry And Its Application To Changes In The Earth's Surface”, Reviews of Geophysics, 36, 4, 441-500 (1998).
13. Burgmann, R., Rosen, P.A., and Fielding, E.J., “Synthetic Aperture Radar Interferometry To Measure Earths Surface Topography And Its Deformation”, Annual Review Of Earth & Planetary Sciences, 28, 169–209 (2000).
14. Seyitoğlu, G., Scott, B. C., “Late Cenozoic Crustal Extension Basin Formation in West Turkey”. Geological Magazine, 128, 155-166 (1991).
15. Colesanti, C., Ferretti, A., Prati, C., Rocca, F., “Comparing GPS, optical leveling and persistent scatterers”, Proceedings of IGARSS 2622–2624. (2001).
16. Şengör, A.M.C., Görür, N., & Şaroğlu, F.. “Strike-Slip Faulting And Related Basin Formation In Zones Of Tectonic Escape: Turkey As A Case Study. In: Biddle, K. & Christie-Blick, N. (Eds), Strike-Slip Deformation, Basin Formation And Sedimentation” Society Of Economic Paleontologists And Mineralogists, Special Publications 37, 227–264 (1985).
17. Bozkurt, E. & Park, R.G. “Southern Menderes Massif: An Incipient Metamorphic Core Complex In Western Anatolia”, Turkey. Journal Of Geological Society 151, 213–216 (1994).
18. Hetzel, R., Ring, U., Akal, C., & Troesch, M., “Miocene Nne-Directed Extensional Unroofing In The Menderes Massif, Southwestern Turkey”, Journal Of Geological Society 152, 639–654 (1995).
19. Emre, T. & Sözbilir, H. “Field Evidence For Metamorphic Core Complex, Detachment Faulting And Accommodation Faults in The Gediz and Büyük Menderes Grabens (Western Turkey)”, In: Ö. Pişkin, M. Ergün, M.Y. Savaşçın, G. Tarcan (Eds), Iesca Proceedings, 73–94 (1997).
20. Koçyiğit A, Yusufoğlu H, Bozkurt E. “Evidence From The Gediz Graben For Episodic Two-Stage Extension in Western Turkey” Journal Of The Geological Society, London 156: 605−616 (1999).
21. Yilmaz, Y., Genç, Ş.C., Gürer, F., Bozcu, M., Yılmaz, K., Karacık, Z., Altunkaynak, Ş. and Elmas, A. “When Did The Western Anatolian Grabens Begin To Develop?. In: Bozkurt, E. Winchester, J.A. & Piper J.A.D. (Eds.) Tectonics And Magmatism In Turkey And The Surrounding Area. Geological Society, London”, Special Publications 173, 131–162 (2000).
22. Bozkurt, E., “Timing of Extension On The Büyük Menderes Graben, Western Turkey And Its Tectonic Implications”. In: E., Bozkurt, J.A., Winchester, And J.A.D., Piper, (Eds.) Tectonics And Magmatism In Turkey And The Surrounding Area. Geological Society, London, Special Publications, 173, 385-403 (2000).
23. Bozkurt, E., “Neotectonics Of Turkey – A Synthesis. Geodinamica”, Acta 14, 3–30 (2001).
24. Bozkurt, E. “Origin Of Ne-Trending Basins In Western Turkey”. Geodinamica Acta 16, 61–81 (2003).
25. Lips, A. L. W., Cassard, D., Sözbilir, H. & Yılmaz, H., “Multistage Exhumation Of The Menderes Massif, Western Anatolia (Turkey)”, International Journal Of Earth Sciences 89, 781–792 (2001).
26. Sözbilir, H. Extensional “Tectonics and The Geometry Of Related Macroscopic Structures: Field Evidence From The Gediz Detachment, Western Turkey”, Turkish Journal Of Earth Sciences 10, 51–67 (2001).
27. Sözbilir, H., “Geometry And Origin Of Folding In The Neogene Sediments of The Gediz Graben, Western Anatolia, Turkey” Geodinamica Acta 15, 277–288 (2002).
28. Seyitoğlu, G Tekeli, O., Çemen, İ., Şen, Ş. & Işık, V. “The Role Of The Flexural Rotation /Rolling Hinge Model In The Tectonic Evolution of The Alaşehir Graben”, Western Turkey. Geological Magazine 139, 15–26 (2002).
29. Mcclusky, S., S. Balassanian, A. Barka, Et Al. “Global Positioning System Constraints On Plate Kinematics And Dynamics İn The Eastern Mediterranean And Caucusus”, J. Geophys. Res. 105, 5695–5720 (2000).
30. Burgmann, R., Ayhan, M.E., Fielding, E.J., Wright, T. J., Mcclusky, S., Aktuğ, B., Demir, C., Lenk, O., Türkezer, A., “Deformation During The 12 November 1999 Duzce, Turkey Earthquake, From Gps And Insar Data”. Bulletin Of The Seismological Society Of America, 92 (1), 161-171 (2002).
31. Işik, V., Tekeli, O. & Seyitoglu, G. “Ductile-Brittle Transition Along The Alaşehir Detachment Fault And Its Structural Relationship with The Simav Detachment Fault, Menderes Massif, Western Turkey”, Tectonophysics 374, 1–18 (2003).
32. Sözbilir, H. Uzel, B., Sümer, Ö., İnci, U., Ersoy, Y., Koçer, T., Demirtaş, R. and Özkaymak, Ç., “D-B Uzanımlı İzmir Fayı İle Kd-Uzanımlı Seferihisar Fayı’nın Birlikte Çalıştığına Dair Veriler: İzmir Körfezi’ni Oluşturan Aktif Faylarda Kinematik ve Paleosismolojik Çalışmalar, Batı Anadolu. Türkiye” Jeoloji Bülteni 51 (2), 91–114 (2008).
33. Özkaymak, Ç. & Sözbilir, H. “Stratigraphic And Structural Evidence For Fault Reactivation: The Active Manisa Fault Zone, Western Anatolia”, Turkish Journal Of Earth Science 17, 615–635. (2008).
34. Temiz, U., “Age of Fault Reactivation By Using U/Th Dating Method Of Carbonate Precipitates: An Example From The Active Manisa Fault (West Turkey)”, Geodinamica Act., (In Press) (2013).
35. Okay, A., & Siyako, M., “The Revised Location Of The |Zmir-Ankara Suture in The Region Between Balıkesir and İzmir”, In: S. Turgut (Ed), Tectonics And Hydrocarbon Potential of Anatolia and Surrounding Regions, 333–355 (1993).
36. Collins, A.S., Robertson, A.H.F., “Kinematic Evidence For Late Mesozoic - Miocene Emplacement Of The Lycian Allochthon Over The Western Anatolia Belt, Sw Turkey”, Geological Journal 38, 1–16 (2003).
37. Özer, S. & Sözbilir, H.. “Presence and Tectonic Significance Of Cretaceous Rudist Species in The So-Called Permo-Carboniferous Göktepe Formation, Central Menderes Metamorphic Massif, Western Turkey”, International Journal Of Earth Sciences 92, 397–404 (2003).
38. Erkül, F., Helvacı, C. & Sözbilir, H. “Stratigraphy And Geochronology Of The Early Miocene Volcanic Units In The Bigadiç Borate Basin, Western Turkey”, Turkish Journal Of Earth Sciences 14, 227–253 (2005).
39. Uzel, B. & Sözbilir, H., “A First Record Of Strike-Slip Basin in Western Anatolia and Its Tectonic Implication: The Cumaovası Basin As An Example”, Turkish Journal Of Earth Sciences 17, 559–591 (2008).
40. Emre, T. Sözbilir, H. & Gökçen, N., “Kiraz-Beydağ Çevresinin Neojen-Kuvaterner Stratigrafisi, Küçük Menderes Grabeni, Batı Anadolu”, MTA Dergisi 132, 1–32 (2006).
41. Emre T. & Sözbilir, H., “Tectonic Evolution of The Kiraz Basin, Küçük Menderes Graben: Evidence For Compression/Uplift-Related Basin Formation Overprinted By Extensional Tectonics In West Anatolia”, Turkish J. Earth Sci., 16, 441–470 (2007).
42. Ersoy, Y., Helvacı, C., Sözbilir, H., Erkül, F. & Bozkurt, E., “A Geochemical Approach To Neogene–Quaternary Volcanic Activity of Western Anatolia: An Example of Episodic Bimodal Volcanism Within The Selendi Basin, Turkey”, Chemical Geology 255, 265–282 (2008).
43. Kaymakçi, N., “Kinematic Development And Paleostress Analysis of The Denizli Basin (Western Turkey): Implications Of Spatial Variation Of Relative Paleostress Magnitudes and Orientations”, Journal of Asian Earth Sciences 27, 207–222 (2006).
44. Emre, T., “Gediz Grabeni’ nin Tektonik Evrimi, Türkiye Jeoloji Bülteni 39 (2),1–18 (1996).
45. Koca M.Y., vd., “Sarıgöl Fay Zonu Boyunca Meydana Gelen Deformasyonların Nedenleri Üzerine Bir Araştırma” , Dokuz Eylül Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Jeoloji Mühendisliği Bölümü, Buca, İzmir (2011).
46. Barka A., Akyüz S., Rockwell T., Tatar O., Gürsoy H., Temiz H., Emre Ö., “Kuzey Anadolu Fayının Gaziköy-Saroz Segmenti, Gediz Grabeni Salihli-Alaşehir Ve İzmir Çevresi Aktif Fayları Üzerinde Paleosismik Çalışmalar”, YDABCAG 434-G, Tubitak Projesi Sonuç Raporu (1998).
47. Eravcı B., Yaman M., Tepeuğur E., Erkmen C., Aktan T., Albayrak H., Demirtaş R., “Batı Anadolu Çöküntü Bölgesı̇’nin Paleosı̇Smolojı̇ Projesı̇” , DPT 2002 K 120050 Sonuç Raporu (2007).
48. Ergin, K., Güçlü, U, Aksoy, G., “Türkiye dolaylarının deprem kataloğu”, İTÜ Maden Fakültesi Arz Fiziği Enstitüsü Yayınları No:28 (1965-1970), (1971).
49. SeyitoğLu, G., Scott, B. C.,. “Late Cenozoic Crustal Extension Basin Formation in West Turkey”, Geological Magazine, 128, 155-166 (1991).
50. Herring, T.A., King, R.W. ve McClusky, S.C., “GAMIT reference manual, Release 10.4.”, Department of Earth, Atmospheric and Planetary Sciences, Mass. Inst. Of Technol. (2009)
51. Hooper A., P. Segall, H. Zebker “Persistent Scatterer Insar For Crustal Deformation Analysis, with Application To Volcán Alcedo, Galápagos.” J. Geophys. Res., 112, B07407, Doi:10.1029/2006jb004763 (2007).
52. Ferretti, A., Prati, C., Rocca, F., “Permanent Scatterers in SAR Interferometry”, IEEE Trans. on Geoscience and Remote Sensing, 39, 1, 8-20 (2001).
53. URL-1: http://www.mta.gov.tr/v2.0/default.php?id=yeni_diri_fay_haritalari
54. URL-2: http://www.deprem.gov.tr/sarbis/Shared/Default.aspx