Assessment of the Surface-ruptures of Burdur Earthquakes of 03.10.1914 (Ms 7.1) and 02.05.1971 (Ms 6.2) with Current Geodetic Strains

Abstract

The Fethiye-Burdur Fault Zone (FBFZ) is a deformation belt approximately 310 kilometers in length, marking the boundary between the Western Anatolia Extensional Zone (WADZ) and the western flank of the Isparta Angle (IA). This fault zone extends in a northeast-southwest direction, originating from the Gulf of Fethiye in the south and intersecting the Akşehir-Simav Fault Zone in the Çay (Afyon) region. The FBFZ exhibits a complex structural framework, characterized by a combination of oblique and normal faulting with a left-lateral strike-slip component, and displays a gradual linearity along its extent. This study focuses on the Burdur Graben System (BGS), located in the northeastern part of the FBFZ, along with the Acıgöl Graben System (AGS), which forms the eastern boundary of the WADZ. GNSS measurements were conducted at 13 campaign sites within a 15-station GNSS network established in the region, with the most recent survey completed in May 2024. In addition to the newly collected data, at least two previous campaign datasets from prior years were incorporated into the analysis. The GNSS data were processed using the GAMIT/GLOBK software suite, enabling the calculation of the current velocity field. Within the BGS, specifically in the region enclosed by the Karakent and Burdur faults, strain components were found to range between 118 and 160 nanostrains per year (ns/year). The highest strain accumulation in the region was recorded at the intersection of the Hacılar and Gökçebağ segments of the Burdur Fault, with a maximum value of 160 ns/year (dilatational component). These findings indicate that the region encompassing the Burdur settlement area is undergoing significant tectonic strain, which may have been exacerbated following the Burdur earthquakes of 03 October 1914 (Ms 7.1) and 12 May 1971 (Ms 6.2).

Keywords

• GNSS
• GAMIT/GLOBK
• Burdur Graben
• Acıgol Graben
• Tectonic

Yüzey kırığı oluşturan 03.10.1914 (Ms 7.1) ve 02.05.1971 (Ms 6.2) Burdur Depremlerinin Güncel Jeodezik Gerinimlerle Değerlendirilmesi

Abstract

Fethiye-Burdur Fay Zonu (FBFZ), Batı Anadolu Genişleme Bölgesi (BAGB) ile Isparta Açısı’nın (IA) batı kanadı arasındaki sınırı oluşturan yaklaşık 310 kilometre uzunluğunda bir deformasyon kuşağıdır. Güneyde Fethiye Körfezi’nden başlayarak kuzeydoğu-güneybatı doğrultusunda uzanan bu fay zonu, Çay (Afyon) bölgesinde Akşehir-Simav Fay Sistemi (ASFZ) ile kesişir. Karmaşık bir yapıya sahip olan FBFZ, kademeli bir çizgisellik sergiler ve sol yanal doğrultu atım bileşenli oblik ile normal fayların bir araya gelmesiyle oluşur. Çalışma alanı, FBFZ’nin kuzeydoğusunda yer alan Burdur Graben Sistemi (BGS) ile BAGB’nin doğu sınırındaki Acıgöl Graben Sistemi’ni (AGS) kapsamaktadır. Bölgede oluşturulan 15 noktalı güncel GNSS ağının 13 kampanya noktasında gerçekleştirilen GNSS ölçümleri, 2024 yılının Mayıs ayında tamamlanmıştır. İlk kampanyanın tamamlanmasıyla elde edilen verilere ek olarak noktaların geçmiş yıllara ait minimum 2 kampanya verisi temin edilmiştir. GNSS verileri GAMIT/GLOBK yazılımında değerlendirilerek güncel hız alanı hesaplanmıştır. BGS içinde, Karakent ve Burdur faylarının çevrelediği bölgede, açılma bileşenlerinin 118-160 ns/yıl arasında değiştiği belirlenmiştir. Bölgedeki en yüksek gerinim değeri, Burdur Fayı’nın Hacılar ve Gökçebağ segmentlerinin kesişim noktasında, 160 ns/yıl (açılma bileşeni) hesaplanmıştır. Bu durum Burdur yerleşim alanının yer aldığı bu bölgenin gerilmekte olduğunu, bu gerilmenin 03.10.1914 (Ms 7.1) ve 12.05.1971 (Ms 6.2) Burdur depremleri sonrasında artmış olabileceğine işaret etmektedir.

Keywords

• GNSS
• GAMIT/GLOBK
• Burdur Grabeni
• Acıgöl Grabeni
• Tektonik

References

1. AFAD, 2025. Deprem Kataloğu ve Odak Mekanizması Çözümleri Erişim adresi: https://deprem.afad.gov.tr/home-page.
2. Aktuğ B., Nocquet J.M., Cingöz A., Parsons B., Erkan Y., England P., Tekgül A., 2009. Deformation of western Turkey from a combination of permanent and campaign GPS data: Limits to block‐like behavior, Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 114(B10).
3. Ambraseys N.N., 1965. A note on the seismicity of the Eastern Mediterranean, Studia Geophysica et Geodaetica, 9(4), 405-410.
4. Barka A., Reilinger R., 1997. Active tectonics of the Eastern Mediterranean region: deduced from GPS, neotectonic and seismicity data, Annals of Geophysics, 40(3).
5. Boray A., Şaroğlu F., Emre Ö., 1985. Isparta büklümünün kuzey kesiminde Doğu-Batı daralma için bazı veriler, Jeoloji Mühendisliği Dergisi, 23, 9-20.
6. Bozkurt E., 2001. Neotectonics of Turkey–a synthesis, Geodinamica acta, 14(1-3), 3-30.
7. Coşkuner B., Aksoy R., 2017. Kinematic and structural characteristics of the Fethiye-Burdur fault zone between Boğaziçi and Çendik (Burdur), SW Anatolia, Turkey, In Internatıonal Symposium On GIS Applications In Geography & Geosciences, ISGGG-2017, Abstract Book, IDNo:6, 81.
8. Doğan O., Solak H.İ., Eyübağil E., Özkaymak Ç., Tiryakioğlu İ., 2021. Bozkurt (Denizli) depremi sonrası (Mw=6.0, 08.08.2019) GNSS ölçüleri ile kosismik deformasyonların belirlenmesi, Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, 21(2), 362-373.

9. Doğan U., 2002. 17 Ağustos 1999 İZMİT Depreminden Kaynaklanan Deformasyonların Kinematik Modellerle Araştırılması, Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, 136s, İstanbul.
10. Duman T.Y., Çan T., Emre Ö., Kadirioğlu T., Başarır-Baştürk N., Kılıç T., Arslan S., Özalp S., Kartal R.F., Kalafat D., Karakaya F., Eroğlu-Azak T., Özel N.M., Ergintav S.A., Akkar S., Altınok Y., Tekin S., Cingöz A., Kurt A.İ., 2018. Seismotectonic data base of Turkey, Bulletin of Earthquake Engireening, 16, 3277-3316.
11. Elitez İ., Yaltırak C., 2014. May. Burdur-Fethiye Shear Zone (Eastern Mediterranean, SW Turkey), In EGU General Assembly Conference Abstracts, (p. 8042).
12. Elitez İ., Yaltırak C., Aktuğ B., 2016. Extensional and compressional regime driven left-lateral shear in southwestern Anatolia (eastern Mediterranean): The Burdur-Fethiye Shear Zone, Tectonophysics, 688, 26-35.
13. Emre Ö., Doğan A., Duman T.Y., Özalp S., 2011. 1: 250.000 Ölçekli Türkiye Diri Fay Haritası Serisi, Bursa (NK 35-12) Paftası, Ankara, Türkiye, MTA Yayını.
14. Emre Ö., Duman T.Y., Özalp S., Şaroğlu F., Olgun Ş., Elmacı H., Çan T., 2018. Active fault database of Turkey, Bulletin of Earthquake Engineering, 16(8), 3229-3275.
15. Erdoğan S., Şahin M., Yavaşoğlu H., Karaman H., Erden T., Bilgi S., Boz Y., 2006. Monitoring of deformations along Fethiye-Burdur fault zone (Turkey) with GPS. In Geodetic Deformation Monitoring: From Geophysical to Engineering Roles: IAG Symposium Jaén, Spain March 17-19, 2005 (152-159), Springer Berlin Heidelberg.
16. Ergin K., 1967. Seismic evidence for a new layered structure of the Earth’s core, Journal of Geophysical Research, 72(14), 3669-3687.
17. Erinç S., Bener M., Sungur K., Göçmen K., 1971. 12 mayıs 1971 Burdur Depremi, Tatbiki Jeomorfoloji Enstitüsü Yayınları, No:1707, İstanbul.
18. Hall J., Aksu A.E., Elitez I., Yaltırak C., Çifçi G., 2014. The Fethiye–Burdur Fault Zone: A component of upper plate extension of the subduction transform edge propagator fault linking Hellenic and Cyprus Arcs, Eastern Mediterranean, Tectonophysics, 635, 80-99.
19. Hançer M., Kaya Ş., 2016. Burdur Fayının Çendik-Yassıgüme Segmenti Üzerindeki Paleosismoloji Çalışması İlk Sonuçları, Soma Meslek Yüksekokulu Teknik Bilimler Dergisi, 1(21), 12-26.
20. Herring T.A., King R.W., Floyd M.A., Mcclusky S.C., 2018. Introduction to GAMIT/ GLOBK, Release 10,7, Department of Earth, Atmospheric and Planetary Sciences, Mass. Inst. of Technol., 54p.
21. Koçyiğit A., 1984. Güneybatı Türkiye ve yakın dolayında levha içi yeni tektonik gelişim, Türkiye Jeoloji Kurumu Bülteni, 27(1), 1-15.
22. KOERI, 2025. Recent Earthquakes in Turkey [online], Kandilli Rasathanesi ve Deprem Araştırma Enstitüsü, Erişim adresi: http://www.koeri.boun.edu.tr/scripts/lasteq.asp.
23. Le Pichon X., Kreemer C., 2010. The Miocene-to-present kinematic evolution of the Eastern Mediterranean and Middle East and its implications for dynamics, Annual Review of Earth and Planetary Sciences, 38(1), 323-351.
24. McClusky S., Balassanian S., Barka A., Demir C., Ergintav S., Georgiev I., Veis G., 2000. Global Positioning System constraints on plate kinematics and dynamics in the eastern Mediterranean and Caucasus, Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 105(B3), 5695-5719.
25. McKenzie D., 1978. Active tectonics of the Alpine-Himalayan belt: the Aegean Sea and surrounding region, Geophysical Journal International, 55(1), 217-254.
26. MDSOFT, 2017. GeodSuit, MDSOFT Informatics, engineering, RD and Consultancy, Ankara.
27. Öcal N., 1968. Türkiye’nin sismisitesi ve zelzele coğrafyası, 1850-1960 yılları için deprem kataloğu, Kandilli Rasathanesi Yayınları, (8).
28. Özkaymak Ç., 2015. Tectonic analysis of the Honaz Fault (western Anatolia) using geomorphic indices and the regional implications, Geodinamica Acta, 27(2-3), 110-129.
29. Özkaymak Ç., Sözbilir H., Gecievi M.O., Tiryakioğlu İ., 2019. Late Holocene coseismic rupture and aseismic creep on the Bolvadin Fault, Afyon Akşehir Graben, western Anatolia, Turkish Journal of Earth Sciences, 28(6), 787-804.
30. Özkaymak Ç., Sözbilir H., Tiryakioğlu İ., Baybura T., 2017. Bolvadin’de (Afyon-Akşehir Grabeni, Afyon) gözlenen yüzey deformasyonlarının jeolojik, jeomorfolojik ve jeodezik analizi, Türkiye Jeoloji Bülteni, 60(2), 169-189.
31. Papazachos B.C., Papazachou C.B., 1997. The earthquakes of Greece, Ziti Publ, Thessaloniki, 304 pp.
32. Pınar N., Lahn E., 1952. Turkish Earthquake Catalog with Discriptions, Technical Report, Turkey The Ministry of Public Works and Settlement, The General Directorate of Constrcution Affairs, Serial 6, no. 36.
33. Shebalin N.V., 1974. Atlas of isoseismal maps III, UNDP-UNESCO Survey of the seismicity of the Balkan region.
34. Solak H.İ., 2020. İzmir – Balıkesir Transfer Zonu ve Çevresindeki Güncel Deformasyonların GNSS Yöntemi ile İncelenmesi, Afyon Kocatepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, 163s, Afyonkarahisar.
35. Taglıasacchı E., Yağmurlu F., 2019. Acıgöl Grabeni Kuzeyindeki Pliyo-Kuvaterner Yaşlı Karasal Çökellerin Fasiyes Özellikleri ve Bölgenin Paleoortamsal Gelişimi, GB-Türkiye, Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 23(2), 440-451.
36. Tiryakioğlu İ., 2012. GNSS Ölçüleri İle Güneybatı Anadolu‘daki Blok Hareketleri ve Gerilim Alanlarının Belirlenmesi, Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, 155s, İstanbul.
37. Tiryakioğlu İ., Floyd M., Erdoğan S., Gülal E., Ergintav S., Mcclusky S., Reilinger R., 2013. GPS constraints on active deformation in the Isparta Angle region of SW Turkey, Geophysical Journal International, 195(3), 1455-1463.
38. Tiryakioğlu İ., Baybura T., Özkaymak Ç., Sözbilir H., Sandıkcıoğlu Gümüş A., Erdoğan S., Ertuğrul O., 2015. Sultandağı Fayı Batı Kısmı Fay Aktivitelerinin Multidisipliner Çalışmalarla Belirlenmesi, Harita Teknolojileri Elektronik Dergisi, 7(1), 7-16.
39. Tunçel E., Gutiérrez F., Gökkaya E., Seyitoğlu G., Çiçek İ., 2024. Tectonic geomorphology and deep-seated gravitational slope deformations (DSGSDs) in the Acıgöl Graben, Türkiye, Geomorphology, 464, 109374.
40. Zelenin E., Bachmanov D., Garipova S., Trifonov V., Kozhurin A., 2021. The database of the active faults of Eurasia (AFEAD): Ontology and design behind the continental-scale dataset, Earth System Science Data Discussions, 2021, 1-20.