Frequency Dependent Attenuation of Earthquake Waves Recorded in and around Izmir

Abstract

In this study, frequency dependent attenuations of seismic waves of earthquakes occurred in and around Izmir were analysed. 217 earthquakes which were recorded by IzmirNET network, occurred between 2008 and 2019, and changing local magnitude in the range of 2.3≤M_C≤5.5 were used. Attenuation characteristic of seismic waves was determined by using Coda Q. Attenuation of coda waves is caused by inelastic path and wave propagation between the discontinuities or diffraction caused by heterogeneity. Low Q₀ values obtained in the study represent the seismically active regions. Also, frequency dependence of seismic quality factor was observed. This situation shows that the heterogeneity in shallow regions of the lithosphere is high and it has a complex tectonic structure. The fact that Izmir and its surrounding area has a complex tectonic regime supports the obtained low Q₀ values and shows that decomposition in the crust structure is large.

Keywords

• Izmir,earthquake,attenuation,Coda Q (Qc)

İzmir ve Çevresinde Kaydedilen Deprem Dalgalarının Frekans Bağımlı Soğurulması

Abstract

Bu çalışmada İzmir ve çevresinde meydana gelen depremlere ait sismik dalgaların frekans bağımlı soğurulmaları analiz edilmiştir. İzmirNET ağı tarafından kayıt edilen, 2008-2019 yılları arasında oluşmuş ve koda magnitüdü 2.3≤M_C≤5.5 aralığında değişen 217 adet deprem kullanılmıştır. Sismik dalgaların soğurulma karakteristiği Koda Q ile belirlenmiştir. Koda dalgalarının soğurulması elastik olmayan ortam ve süreksizlikler arasındaki dalga yayınımı ya da heterojenitenin oluşturduğu saçınımdan kaynaklanmaktadır. Çalışmada elde edilen düşük Q₀ değerleri aktif sismik bölgeleri temsil etmektedir. Ayrıca, sismik kalite faktörünün frekans bağımlılığı gözlenmiştir. Bu durum litosferin sığ bölgelerindeki heterojenitenin yüksek ve karmaşık bir tektonik yapıya sahip olduğunu göstermektedir. İzmir ve çevresinin karmaşık bir tektonik rejime sahip olması, bulunan düşük Q₀ değerlerini destekler ve kabuk yapısındaki ayrışmanın fazla olduğunu gösterir.

Keywords

• İzmir,deprem,soğurulma,Koda Q (Qc)

References

1. Aki K., 1969. Analysis of the seismic coda of local earthquakes as scaterred waves, Journal of Geophysical Research 74, 615-631.
2. Aki K., 1980. Scattering and attenuation of shear waves in the litosphere, Journal of Geophysical Research 85, 6496-6504.
3. Aki K., Chouet B., 1975. Origin of coda waves: source, attenuation and scattering effects, Journal of Geophysical Research 80, 3322-3342.
4. Akinci A., Taktak G., Ergintav S., 1994. Attenuation of coda waves in Western Anatolia, Physcial Earth Planet Interiors 87, 155-165.
5. Akyol N., 2015. Lapse time dependence of coda wave attenuation in Central West Turkey, The International Journal of Integrated Solid Earth Sciences 659, 53-62.
6. Emre Ö., Duman T.Y., Özalp S., Elmacı H., Olgun Ş., Şaroğlu F., 2013. Açıklamalı Türkiye Diri Fay Haritası Ölçek 1:1.250.000, Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü Özel Yayın Serisi 30, Ankara-Türkiye.
7. Havskov J., Ottemöller L., 2010. Routine data processing in earthquake seismology, Netherlands: Springer, 262-270.
8. Gök E., Polat O., 2011. İzmir Kuvvetli Yer Hareketi Deprem İstasyon Ağı: İzmirNET, Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 15 (3), 233-243.

9. Gök E., Polat O., Keçecioğlu M., Çeken U., 2012. İzmirnet İstasyonlarında Standart Spektral Oran Yöntemi Kullanılarak Zemin Transfer Fonksiyonlarının Hesaplanması, Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 41 (14), 1-11.
10. Kalkar B., 2019. İzmir ve çevresinde sismik dalgaların frekans bağımlı soğurulması, Yüksek Lisans Tezi, Dokuz Eylül Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Jeofizik Mühendisliği Bölümü, İzmir, 47 s.
11. Knopoff L., 1964. Q, Review of Geophysics 2 (4), 625-660.
12. Knopoff L., MacDonald G.J.F., 1958. Attenuation of small amplitude stress waves in solids, Reviews of Modern Physics 30, 1178-1192.
13. Ottemöller L., Voss, P., Havskov J., 2015. Seisan Earthquake Analysis Sofware for Windows, Solaris, Linux and Macosx, Norway ftp://ftp.geo.uib.no/pub/seismo/software/seisan/older_versions/seisan_10.3/
14. Özer Ç., Polat O., 2017. İzmir ve Çevresinin 1-B (Bir-Boyutlu) Sismik Hız Yapısının Belirlenmesi, Dokuz Eylül Üniversitesi Fen ve Mühendislik Dergisi 16, 147-168.
15. Rautian T.G., Khalturin V.I.,1978. The use of coda for determination of the earthquake source spectrum, Bulletin of Seismological Society of America 68 (4), 923-948.
16. Sato H., 1977. Energy propagation including scattering effects: single isotropic scattering approximation, Journal of Physics of the Earth 25, 27-41.
17. Sato H., Fehler M.C., 1998. Seismic Wave Propagation and Scattering in the Heterogeneous Earth, New York: Springer and Verlag Berlin Heidelberg 2, 297-308.
18. Sahin S., 2008. Lateral variations of coda Q and attenuation of seismic waves in Southwest Anatolia, Journal of Seismology 12, 367-376.
19. Wessel P., Smith W. H. F., Scharroo R., Luis J. ve Wobbe F., 2013. Generic Mapping Tools: Improved Version Released, EOS Transactions American Geophysical Union 94 (45), 409-410.