Paleoseismology of the Ilıpınar Segment (Karlıova, Bingöl), The North Anatolian Fault Zone

Abstract

The last century earthquakes produced more than 1000 km surface rupture on the North Anatolian Fault Zone (NAFZ), which is one of the most active deformation belts in the World. Paleoseismic data from different parts of the NAFZ exposes critical information about the earthquake history of the fault zone. To research paleoseismicity of the Ilıpınar Segment and relationship between the segment and last century earthquakes, two paleoseismologic trench studies performed on the Yoncalık basin, where positioned at eastern section of the Ilıpınar segment. We identified two paleo-earthquakes, which correspond to BC 8500-6150 and BC 5960-4300 time intervals in the Yoncalık-1 trench. On the other hand the analyses of stratigraphy and structural features of the Yoncalık-2 trench similarly yield two events, from which the older happened before BC 6325 and the younger was between BC 6325-2105. Despite of the wide range of these intervals, both trench results are coincide within their uncertainty limits. We interpret that events in both trenches reflects the same surface ruptures. By the joint analysis of both trenches, we conclude that the most recent and penultimate events should have occurred between BC 5960-4300 and BC 8500-6325, respectively. The results from paleoseismology of the Ilıpınar Segment, which constitute the easternmost part of the NAFZ, indicate that the seismic behaviour of the segment is not in accord with the general characteristic of the NAFZ. The reasons behind the disparity are considered to be related with complex fault geometry in the vicinity of Karlıova triple junction and partitioning of accumulated strain on these structures.  

Keywords

• Earthquake
• Ilıpınar segment
• NAFZ
• paleoseismology

Kuzey Anadolu Fay Zonu, Ilıpınar Segmenti’nin (Karlıova, Bingöl) Paleosismolojisi

Abstract

Dünyadaki en aktif deformasyon kuşaklarından olan Kuzey Anadolu Fay Zonu (KAFZ) üzerinde son yüzyılda gerçekleşen depremler 1000 km’den fazla yüzey kırığı oluşturmuştur. KAFZ’nin farklı kesimlerinden elde edilen paleosismik veriler fay zonunun deprem tarihçesi hakkında önemli bilgiler vermiştir. KAFZ’nin en doğusunda yer alan Ilıpınar Segmenti’nin son yüzyılda gerçekleşen depremler ile olan ilişkisini ve eski deprem tarihçesini araştırmak amacıyla, Ilıpınar Segmenti’nin doğu ucunda yer alan Yoncalık havzası üzerinde iki tane paleosismolojik hendek çalışması gerçekleştirilmiştir. Yoncalık 1 hendeğinden elde edilen radyokarbon yaşlandırma sonuçları MÖ 8500-6150 ve MÖ 5960-4300 tarihleri arasında Ilıpınar segmenti üzerinde yüzey kırığı oluşturan iki depremi göstermektedir. Yoncalık-2  hendeğinden elde edilen veriler ise segment üzerinde MÖ 6325 tarihinden önce ve MÖ 6325-2105 tarihleri arasında yüzey kırığı oluşturan depremleri göstermektedir. Bu depremlerin tarih aralıkları geniş olsa da birbirleri ile uyumludur. Yoncalık-2 hendeğinde MÖ 6325 öncesinde olan depremin Yoncalık-1 hendeğinde MÖ 8500-6150 arasında olan deprem ile aynı olduğu düşünülmektedir. Yoncalık-2 hendeğindeki MÖ 6325-2105 tarihleri arasında olmuş depremin ise Yoncalık-1 hendeğindeki MÖ 5960-4300 tarihleri arasında olmuş deprem ile aynı deprem olması yüksek bir olasılık olarak değerlendirilmiştir. KAFZ’nin en doğu ucunu oluşturan Ilıpınar Segmenti üzerinde yapılan paleosismoloji çalışmalarından edinilen bulgular segmentin deprem üretme davranışının KAFZ’nin genel karakteri ile uyumlu olmadığını göstermektedir.  Bu uyumsuzluğun nedeni Karlıova Üçlü Eklemi civarındaki kompleks fay geometrisi ve buna bağlı olarak biriken yamulmanın bu yapılar tarafından paylaşılması olarak değerlendirilmiştir.

Keywords

• Ilıpınar segmenti
• KAFZ
• paleosismoloji

References

1. Akoğlu, A., 2007, Analysis and Modelling of Earthquake Surface Deformation With SAR Interferometry: Case Studies From Turkey and the World [Doktora Tezi, 148 p.
2. Aktug, B., Dikmen, U., Dogru, A., and Ozener, H., 2013, Seismicity and strain accumulation around Karliova Triple Junction (Turkey): Journal of Geodynamics, v. 67, no. 0, p. 21-29.
3. Allen, C. R., 1969, Active faulting in northern Turkey: Division of Geological Sciences, California Institute of Technology, Contribution No. 1577. 32 pp.
4. Ambraseys, N. N., 1997, The little-known earthquakes of 1866 and 1916 in Anatolia (Turkey): Journal of Seismology, v. 1, no. 3, p. 289-299.
5. Ambraseys, N. N., and Finkel, C., 1995, The Seismicity of Turkey and Adjacent Areas: A Historical Review, 1500-1800, Eren, Beyoğlu, İstanbul.
6. Ambraseys, N. N., and Jackson, J. A., 1998, Faulting associated with historical and recent earthquakes in the Eastern Mediterranean region: Geophysical Journal International, v. 133, no. 2, p. 390-406.
7. Ambraseys, N. N., and Zatopek, A., 1968, The Varto Ustukran (Anatolia) earthquake of 19 August 1966 summary of a field report: Bulletin of the Seismological Society of America, v. 58, no. 1, p. 47-102.
8. Barka, A., 1996, Slip distribution along the North Anatolian fault associated with the large earthquakes of the period 1939 to 1967: Bulletin of the Seismological Society of America, v. 86, no. 5, p. 1238-1254.

9. Barka, A. A., and Kadinsky-Cade, K., 1988, Strike-slip fault geometry in Turkey and its influence on earthquake activity: Tectonics, v. 7, no. 3, p. 663– 684.
10. Barka, A. A., and Reilinger, R., 1997, Active tectonics of the Eastern Mediterranean region: deduced from GPS, neotectonic and seismicity data: Annals of Geophysics, v. 40, no. 3, p. 587-610.
11. Barka, A. A., Toksoz, M. N., Gülen, L., and Kadinsky-Cade, K., 1987, Kuzey Anadolu Fayının Doğu Kesiminin Segmentasyonu, Sismistesi ve Deprem Potansiyeli: Yerbilimleri, v. 14, p. 337-352.
12. Bekler, F. N., Kekovalı, K., Kalafat, D., and Pınar, A., 2003, January 27, 2003 Pülümür (Turkey) Earthquake Kandilli Observatory and Earthquake Research Institute, Seismology Division, İstanbul.
13. Dewey, J. W., 1976, Seismicity of Northern Anatolia: Bulletin of the Seismological Society of America, v. 66, no. 3, p. 843868.
14. Fuenzalida, H., Dorbath, L., Cisternas, A., Eyidoğan, H., Barka, A., Rivera, L., Haessler, H., Philip, H., and Lyberis, N., 1997, Mechanism of the 1992 Erzincan earthquake and its aftershocks, tectonics of the Erzincan Basin and decoupling on the North Anatolian Fault: Geophysical Journal International, v. 129, p. 1-28.
15. Hartleb, R. D., Dolan, J. F., Kozacı, Ö., Akyüz, H. S. ve Seitz, G. G. (2006). A 2500-yr-long paleoseismologic record of large, infrequent earthquakes on the North Anatolian fault at Çukurçimen, Turkey. Geological Society of America Bulletin, 118(7/8), 823-840.
16. Milkereit, C., Grosser, H., Wang, R., Wetzel, H.-U., Woith, H., Karakisa, S., Zunbul, S., and Zschau, J., 2004, Implications of the 2003 Bingol Earthquake for the Interaction between the North and East Anatolian Faults: Bulletin of the Seismological Society of America, v. 94,
17. Nalbant, S. S., 1996, Depremlerin oluşturduğu deformasyon ve gerilme alanlarının modellenmesi [ Doktora Tezi, : Jeofizik Mühendisliği Yer Fiziği Programı, İstanbul.
18. Pamir, H. N., and Ketin, I., 1941, Das anatolische Erdbeben Ende 1939: Geologische Rundschau v. 32, no. 3, p. 279-287.
19. Reilinger, R., McClusky, S., Vernant, P., Lawrence, S., Ergintav, S., Cakmak, R., Ozener, H., Kadirov, F., Guliev, I., Stepanyan, R., Nadariya, M., Hahubia, G., Mahmoud, S., Sakr, K., ArRajehi, A., Paradissis, D., Al-Aydrus, A., Prilepin, M., Guseva, T., Evren, E., Dmitrotsa, A.,
20. Filikov, S. V., Gomez, F., Al-Ghazzi, R., and Karam, G., 2006, GPS constraints on continental deformation in the Africa-Arabia-Eurasia continental collision zone and implications for the dynamics of plate interactions: J. Geophys. Res., v. 111, no. B5, p. B05411.
21. Sançar, T., Akyüz, H. S., and Zabcı, C., 2011a, Quaternary faulting mechanism around the Karlıova Triple Junction, EGU, Geophysical Research Abstracts: Vienna, EGU20115040.
22. Sançar, T., Zabcı, C., and Akyüz, H. S., 2011b, Morphometric analysis of secondary faults around the Karlıova Triple Junction, EGU, Geophysical Research Abstracts: Vienna, EGU2011-4991.
23. Seymen, İ., and Aydin, A., 1976, Bingöl Deprem Fayı ve Bunun Kuzey Anadolu Fay Zonu ile İlişkisi (The Bingöl Earthquake fault and its relation to the North Anatolian Fault): MTA Dergisi, v. 79, p. 1-8.
24. Şengör, A. M. C., 1979, The North Anatolian transform fault; its age, offset and tectonic significance: Journal of the Geological Society of London, v. 136, Part 3, p. 269-282.
25. Şengör, A. M. C., Görür, N., and Şaroğlu, F., 1985, Strike slip faulting and related basin formations in zones of tectonic escape: Turkey as a case study, in Biddle, K. T., and ChristieBlick, N., eds., Strike-Slip Faulting and Basin Formation, Society of Economic Paleontologists and Mineralogists, Tulsa, Oklahoma, Special Publication No. 37, p. 227-264.
26. Şengör, A. M. C., Tüysüz, O., İmren, C., Sakınç, M., Eyidoğan, H., Görür, N., Le Pichon, X., and Rangin, C., 2005, The North Anatolıan Fault: A New Look: Annual Review of Earth and Planetary Sciences, v. 33, no. 1, p. 37-112.
27. Taymaz, T., Eyidogan, H., and Jackson, J., 1991, Source Parameters of Large Earthquakes in the East Anatolian Fault Zone (Turkey): Geophysical Journal International, v. 106, no. 3, p. 537-550.
28. Tutkun, S. Z., and Hancock, P. L., 1990, Tectonic landforms expressing strain at the Karliova continental triple junction (E. Turkey): Annales Tectonicae, v. 4, p. 182-195.
29. Wallace, R. E., 1968, Earthquake of August 19, 1966, Varto Area, eastern Turkey: Bulletin of the Seismological Society of America, v. 58, no. 1, p. 11-45.
30. Zabcı, C., 2012, Kuzey Anadolu Fayı’nın Ilgaz (Çankırı) Doğusunda Kalan Kesiminin Morfokronoloji Tabanlı Son Beşbin Yıllık Kayma Hızı Tarihçesi Ve Depremselliği [Doktora Tezi: İstanbul Teknik Üniversitesi, 289 p.