6 Şubat 2023 Kahramanmaraş depremleriyle tetiklenen yüzey deformasyonlarının haritalanması ve analizi

Abstract

Bu çalışma, 6 Şubat 2023 Kahramanmaraş depremlerinin neden olduğu yüzey deformasyonlarının kış koşulları nedeniyle hızla kaybolmadan önce haritalanması ve analiz edilmesi amacıyla gerçekleştirilmiştir. 7.7 (Mw) ve 7.6 (Mw) büyüklüğündeki bu depremler, Doğu Anadolu Fay Zonu'nda (DAFZ) geniş yüzey kırıkları, kütle hareketleri ve sıvılaşmalar oluşturmuştur. 16-20 Şubat 2023 tarihleri arasında Kahramanmaraş, Gaziantep, Malatya, Adıyaman ve Hatay illerini kapsayan arazi çalışmaları kapsamında insansız hava aracı (İHA) tabanlı fotogrametri uygulanmış, ayrıca ortofoto ve uydu görüntüleri gibi uzaktan algılama verileri analiz edilerek yüzey deformasyonları haritalanmıştır. Bulgular, toplamda 340 km’yi aşan yüzey kırıkları geliştiğini göstermektedir. En büyük sol yanal ötelenme Pazarcık segmentinde 7.1 metre, Çardak Fayı’nda ise 8 metre olarak ölçülmüştür. Depremler sonucunda 4139 kütle hareketi tespit edilmiş olup, bunların büyük kısmını kaya düşmeleri oluşturmaktadır. Özellikle fay hatlarına yakın engebeli bölgelerde yoğunlaşan bu oluşumlar, ulaşım ve altyapıya ciddi zarar vermiştir. Ayrıca, Asi Nehri taşkın ovası ve Gölbaşı Gölü kıyılarında meydana gelen sıvılaşmaya bağlı yanal yayılmalar nedeniyle akarsu ve göl kıyı çizgisi önemli oranda tahrip olmuştur. Bu çalışma, DAFZ’deki sismotektonik süreçlerin anlaşılmasına katkı sağlayarak yüzey deformasyonlarının mekânsal dağılımını ve etkilerini detaylı şekilde incelemektedir. Bulgular, gelecekteki deprem risk analizleri ve afet yönetim stratejilerine katkı sağlayacaktır.

Keywords

• Fotogrametri
• heyelan
• sıvılaşma
• yanal yayılma
• yüzey kırığı

Mapping and analysis of surface deformations triggered by the february 6, 2023 Kahramanmaraş earthquakes

Abstract

This study aims to map and analyze the surface deformations caused by the February 6, 2023, Kahramanmaraş earthquakes before they were rapidly diminished due to winter conditions. The Mw 7.7 and Mw 7.6 earthquakes triggered extensive surface ruptures, mass movements, and liquefaction along the East Anatolian Fault Zone (EAFZ). Field investigations were carried out between February 16-20, 2023, covering the provinces of Kahramanmaraş, Gaziantep, Malatya, Adıyaman, and Hatay. During this period, unmanned aerial vehicle (UAV)-based photogrammetry was performed, and surface deformations were mapped using remote sensing data, including orthophotos and satellite imagery. The results indicate that surface ruptures extended over 340 km. The maximum left-lateral displacement was measured as 7.1 meters on the Pazarcık segment and 8 meters on the Çardak Fault. A total of 4139 mass movements were identified, with rockfalls being the most common. These movements were concentrated in steep terrains near faults, causing significant damage to infrastructure and transportation networks. Additionally, due to liquefaction-induced lateral spreading in the Asi River floodplain and along the shores of Lake Gölbaşı, the river and lake shorelines have been significantly damaged. This study enhances understanding the seismotectonic processes of the EAFZ by mapping the spatial distribution and effects of surface deformations. The findings provide critical insights for future earthquake risk assessments and disaster management strategies.

Keywords

• Landslide
• lateral spreading
• likefaksiyon
• photogrammetry
• surface rupture

References

1. Abdelmeguid, M., Zhao, C., Yalcinkaya, E., Gazetas, G., Elbanna, A., & Rosakis, A. (2023). Dynamics of episodic supershear in the 2023 M7.8 Kahramanmaraş/Pazarcık earthquake, revealed by near-field records and computational modeling. Communications Earth & Environment, 4, 456. https://doi.org/10.1038/s43247-023-01131-7
2. AFAD - Afet ve Acil Durum Yönetimi Başkanlığı. (2023). 06 şubat 2023 Pazarcık-Elbistan Kahramanmaraş (Mw: 7.7 – Mw: 7.6) depremleri raporu.
3. Aksoy, E., İncegöz, M., & Koçyiğit, A. (2007). Lake Hazar Basin: A negative flower structure on the East Anatolian Fault System (EAFS), SE Turkey. Turkish Journal of Earth Sciences, 16, 319–338.
4. Aktuğ, B., Özener, H., Doğru, A., Sabuncu, A., Turgut, B., Halıcıoğlu, K., Yılmaz, O., & Havazlı, E. (2016). Slip rates and seismic potential on the East Anatolian Fault System using an improved GPS velocity field. Journal of Geodynamics, 94–95, 1–12. https://doi.org/10.1016/j.jog.2016.01.001
5. Ambraseys, N. (2009). Earthquakes in the Mediterranean and Middle East: A multidisciplinary study of seismicity up to 1900. Cambridge University Press.
6. Ambraseys, N. N. (1989). Temporary seismic quiescence: SE Türkiye. Geophysical Journal International, 96, 311–331.
7. Arpat, E., & Saroglu, F. (1975). Some recent tectonic events in Turkey. Bulletin of the Geological Society of Turkey, 18, 91–101.
8. Arpat, E., & Şaroğlu, F. (1972). Doğu Anadolu fayı ile ilgili bazı gözlemler ve düşünceler. Maden Tetkik ve Arama Dergisi, 78, 44–50.

9. Balkaya, M., Özden, S., & Akyüz, H. S. (2021). Morphometric and morphotectonic characteristics of Sürgü and Çardak faults (East Anatolian Fault Zone). Journal of Advanced Research in Natural and Applied Sciences, 7(3), 375–392. https://doi.org/10.28979/jarnas.939075
10. Barka, A. A., & Kadinsky-Cade, K. (1988). Strike-slip fault geometry in Turkey and its influence on earthquake activity. Tectonics, 7(3), 663–684.
11. Bayrakdar, C., Halis, O., Canpolat, E., Döker, M.F., & Keserci, F. (2023). 6 Şubat 2023 Kahramanmaraş-Ekinözü depremi (Mw 7.6) ile ilişkili Çardak Fayı yüzey kırığının tektonik jeomorfolojisi. Türk Coğrafya Dergisi, 83, 7-22. https://doi.org/10.17211/tcd.1281680
12. Boğaziçi Üniversitesi Kandilli Rasathanesi ve Deprem Araştırma Enstitüsü. (2024). Bölgesel Deprem-Tsunami İzleme ve Değerlendirme Merkezi. http://www.koeri.boun.edu.tr/
13. Bulut, F., Bohnhoff, M., Eken, T., Janssen, C., Kılıç, T., & Dresen, G. (2012). The East Anatolian Fault Zone: Seismotectonic setting and spatiotemporal characteristics of seismicity based on precise earthquake locations. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 117(7), B07304. https://doi.org/10.1029/2011JB008966
14. Burbank, D. W., & Anderson, R. S. (2011). Tectonic geomorphology (2nd ed.). Blackwell Science.
15. Cetin, K. O., Seed, R. B., Der Kiureghian, A., & Tokimatsu, K. (2002). SPT-based probabilistic and deterministic assessment of seismic soil liquefaction potential. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 128(2), 131–145. https://doi.org/10.1061/(ASCE)1090-0241(2002)128:2(131)
16. Cubas, N., Agard, P., & Tissandier, R. (2022). Earthquake ruptures and topography of the Chilean margin controlled by plate interface deformation. Solid Earth, 13, 779–792. https://doi.org/10.5194/se-13-779-2022
17. Dewey, J. F., Hempton, M. R., Kidd, W. S. F., Şaroğlu, F., & Şengör, A. M. C. (1986). Shortening of continental lithosphere: The neotectonics of eastern Anatolia: A young collision zone. In M. P. Coward & A. C. Ries (Eds.), Collision tectonics (Geological Society of London Special Publication 19, pp. 3–36). Geological Society of London.
18. Ding, H., Zhou, Y., Ge, Z., Taymaz, T., Ghosh, A., Xu, H., Irmak, T. S., & Song, X. (2023). High-resolution seismicity imaging and early aftershock migration of the 2023 Kahramanmaraş (SE Türkiye) Mw7.9 & 7.8 earthquake doublet. Earthquake Science, 36(6), 417–432. https://doi.org/10.1016/j.eqs.2023.06.002
19. Duman, T. Y., & Emre, Ö. (2013). The East Anatolian Fault: Geometry, segmentation and jog characteristics. Geological Society, London, Special Publications, 372, 495–529.
20. Görüm, T., Tanyas, H., Karabacak, F., Yılmaz, A., Girgin, S., Allstadt, K. E., Süzen, M. L., & Burgi, P. (2023). Preliminary documentation of coseismic ground failure triggered by the February 6, 2023 Türkiye earthquake sequence. Engineering Geology, 327, 107315. https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2023.107315
21. Groos, A. R., Bertschinger, T. J., Kummer, C. M., Erlwein, S., Munz, L., & Philipp, A. (2019). The potential of low-cost UAVs and open-source photogrammetry software for high-resolution monitoring of alpine glaciers: A case study from the Kanderfirn (Swiss Alps). Geosciences, 9(8), 356. https://doi.org/10.3390/geosciences9080356
22. Guidoboni, E., Comastri, A., & Traina, G. (1994). Catalogue of ancient earthquakes in the Mediterranean area up to the 10th century. Istituto Nazionale di Geofisica.
23. Hempton, M. R. (1985). Structure and deformation history of the Bitlis suture near Lake Hazar, southeastern Turkey. Geological Society of America Bulletin, 96, 233–243.
24. Hendrickx, H., Vivero, S., De Cock, L., De Wit, B., De Maeyer, P., Lambiel, C., Delaloye, R., Nyssen, J., & Frankl, A. (2019). The reproducibility of SfM algorithms to produce detailed Digital Surface Models: The example of PhotoScan applied to a high-alpine rock glacier. Remote Sensing Letters, 10(1), 11–20. https://doi.org/10.1080/2150704X.2018.1519641
25. Herece, E. (2008). Doğu Anadolu Fayı (DAF) atlası (Serial No. 13). General Directorate of Mineral Research and Exploration Special Publications. İçişleri Bakanlığı, Afet ve Acil Durum Yönetimi Başkanlığı (AFAD). (2023). 6 Şubat 2023 Kahramanmaraş (Pazarcık ve Elbistan) depremleri saha çalışmaları ön değerlendirme raporu.