Evidence for Historical Earthquake-Related Deformation in the Light of the Geological, Archaeoseismological and Archaeological Data at Ancient City of Myra, SW Anatolia

Abstract

Most of the antique cities in Western and Southwestern Anatolia were established along the active fault zones. The Myra Ancient City, located in the region between the Fethiye-Burdur Fault Zone and the Pliny-Strabo trenches in southwest Anatolia, is situated on the NE-SW trending active normal faults. According to archeological evidence, Ancient City of Myra was affected by historical earthquakes. Analysis of the damaged relics indicates: (i) Nearly all relics of the Myra Ancient City show different degrees of earthquake related damage and these damages may be evidence for 141 A.D., 240 A.D., 344 A.D. earthquakes in the Holocene time interval; (ii) The nekropolis of Myra, amphitheatre and the port of Myra were ruptured as a systematically collapsed columns, collapsed walls, and by rotated and displaced blocks in the damage zone; (iii) NE-SW trending damage zone linked with Kale Fault and Kekova Fault and NW–SE-directed extension is mainly responsible for the recent faulting along the Kale Fault. 

Keywords

• Archaeoseismology
• Demre
• Historical Earthquakes
• Kale Fault
• Myra Ancient City

Jeolojik, Arkeolojik ve Arkeosismolojik Veriler Işığında Myra Antik Kenti’nde Tarihsel Depremlere Ait Deformasyon Verileri, GB Anadolu

Abstract

Batı ve Güneybatı Anadolu’daki eski uygarlıklara ait antik yerleşimlerin birçoğu diri fay zonları üzerinde ve yakın çevresinde kurulmuştur. Güneybatı Anadolu’da, Fethiye-Burdur Fay Zonu ve Pliny-Strabo hendekleri arasındaki bölgede yer alan Myra Antik Kenti de, KD-GB uzanımlı aktif normal fayların üzerinde bulunur. Arkeolojik verilere göre Myra Antik Kenti ve çevresindeki yerleşim alanları tarihsel dönem depremlerinden yoğun olarak etkilenmişlerdir. Antik kentte ve çalışma alanında yapılan detaylı inceleme sonucunda; (i) Tarihsel dönem depremlerinin Myra Antik Kenti’nin neredeyse tamamında izler bıraktığı ve bu izlerin de Holosen zaman dilimi içerisinde gerçekleşmiş M.S. 141, M.S. 240 ve M.S. 344 depremlerinin göstergesi olabileceği (ii) bu depremlerin oluşturduğu deformasyon zonu içindeki antik kentin tiyatro ve liman bölümünde sistematik olarak belirli bir yöne doğru devrilen sütunlar, yıkılmış kolonlar, dönmüş ve eğimlenmiş bloklar şeklinde hasarlar geliştiği (iii) KD-GB uzanımlı bu deformasyon zonunun Kale ve Kekova Faylarının genel gidişi ile uyumlu ve oluşumunun KB-GD yönelimli genişleme ile ilişkili olduğu saptanmıştır.

Keywords

• Arkeosismoloji
• Demre
• Kale Fayı
• Myra Antik Kenti
• Tarihsel Deprem

References

1. Akyüz, S. and Altunel, E., 2001. Geological and archaeological evidence for post-Roman earthquake surface faulting at Cibyra, SW Turkey, Geodinamica Acta. 14(3), 95–101.
2. Altunel, E., 1998. Evidence for damaging historical earthquakes at Priene, Western Turkey, Turkish J. Earth Sci., 7(1), 25–35.
3. Altunel, E., Akyüz, S., Meghraoui, M., Kıyak, N.G., Karabacak, V., Yönlü, Y., Yalçıner, C. Ç., 2009. Büyük Menderes Fay Zonunun Arkeosismolojisi ve Paleosismolojisi, TÜBİTAK Projesi Sonuç Raporu, 208 syf. Proje No: 105Y348.
4. Altınok, Y., Alpar, B., Özer, N. and Aykurt, H., 2011. Revision of the tsunami catalogue affecting Turkish coasts and surrounding regions, Natural Hazards and Earth System Sciences 11(2), 273–291.
5. Ambraseys, N. N., Finkel, C. F., 1995. The seismicity of Turkey and adjacent areas. A historical review, 1500–1800, Eren Press, Istanbul, Turkiye.
6. Arca, E.N.A., 2002. Lykia’li bir Eurgetes: Opramoas, Sahin, S-Adak, M.(Eds), Likya İncelemeleri 1, 79-90.
7. Ayhan, E., Aslan, E., Sancaklı, N., Uçer, S. B., 1983. Türkiye ve Dolayları Deprem Kataloğu 1881-1980, Boğaziçi Üniversitesi Yayınları, İstanbul, Türkiye.
8. Babelon. E., 1907. Traite des monnaies grecques et romaines, Membre de l’Institut de France, Paris.

9. Barka, A., Reilinger, R., 1997. Active tectonics of the Eastern Mediterranean region: Deduced from GPS, neotectonic and seismicity data, Annals of Geophysics 40(3), 587–610.
10. Bayburtluoğlu, C., 2003. Yüksek Kayalığın Yanındaki Yer Arycanda, Homer Kitabevi, İstanbul, Turkiye.
11. Bayburtluoğlu C., 2004. Lykia, Suna-İnan Kıraç Akdeniz Medeniyetleri Araştırma Enstitüsü, Antalya.
12. Bean. G.E., 1978. Lycian Turkey: An archaeological guide, Benn and Norton Publications, London, UK.
13. Borchhardt, J., 1975. Myra: Eine lykische Metropole in antiker und byzantinischer Zeit, IstForsch, 30, 81-86.
14. Bottari, C., Stiros, S.C., Teramo, A., 2009. Archaeological evidence for destructive earthquake in Sicily between 400 B.C. and A.D. 600, Geoarchaeology, 24(2), 147-175 pp.
15. Bozcu, M., Yağmurlu, F. and Şentürk, M., 2007. Some Neotectonic and Paleoseismological features of the Fethiye-Burdur Fault zone, SW Anatolia, Geological Engineering. 31(1), 25-48.
16. Coulton, J.J., 1978. Opramoas and Anonymous Benefactor, The Journal of Hellenic Studies, 107, 171-178.
17. Çevik, N., 2010a. The Sunken Metropolis of St Nicolas, Current World Archaeology 41(1), 1825.
18. Çevik, N., 2010b. The First Season of Excavations in Myra and Andriake, ANMED, 8, 55-60.
19. Çevik, N., 2011. Kişisel Görüşme. Akdeniz Üniversitesi, Antalya, Türkiye
20. Çevik, N., Bulut, S., 2010. İkinci Kazı Sezonunda Myra Ve Limanı Andriake, Arkeolojisinden Doğasına Myra/Demre ve Çevresi, Çevik, N., (Editor), Kültür ve Turizm Bakanlığı yayınları, Ankara, Türkiye, 25-115.
21. Çevik, N., Kızgut, İ., Bulut, S., 2007. Excavations at Rhodaipolis in 2006: The First Campaign. ANMED, 59-67.
22. Demirtaş, R., 2005. Antalya ve çevresindeki tarihsel depremler, Antalya’nın Jeolojisi ve Doğal Afetleri Konferansları, TMMOB Jeoloji Odası Yayınları, Antalya, Türkiye.
23. Duggan, T.M.P., 2004. A Short Account of Recorded Calamities (Earthquakes And Plagues) in Antalya Province and Adjacent and Related Areas over the Past 2,300 Years an Incomplete List, Comments and Observations. ADALYA VII, 123-164.
24. Duggan, T.M.P., 2005. Suplementary Data to be Added to the Chronology of Plague and Earthquakes in Antalya Province and in Adjacent and Related Areas, AKMED 8(1), 357-398.
25. Dumont, J.F. ve Kerey, E,. 1975. Eğirdir Gölü Güneyi’nin Temel Jeolojik Etüdü: Türkiye Jeol. Kur. Bült., 18/2, 169-174.
26. Emre, Ö., Duman, T. Y., Olgun, Ş., 2012. 1:250.000 Ölçekli Türkiye Diri Fay Haritası Serisi, Fethiye (NJ 35-16) Paftası Serisi. No: 39, Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü, Ankara.
27. Erel, T. L. and Adatepe, F., 2007. Traces of historical earthquakes in the ancient city life at the Mediterranean region, Journal of the Black Sea/Mediterranean Environment 13(1), 241–252. Ersoy, S., 1990. Batı Toros (Likya) Napları’nın Yapısal Öğelerinin ve Evriminin Analizi. Jeoloji Mühendisliği Dergisi, 37, 5-16.
28. Eyuboglu, Y., Santosh, M., Dudas, F. O., Akaryalı, E., Chung, S. L, Akdag, K. and Bektas, O., 2013. The nature of transition from adakitic to non-adakitic magmatism in a slab-window setting: A synthesis from the Eastern Pontides, NE Turkey, Geoscience Frontiers 4(4), 353-375.
29. Foss, C., 1994. The Lycian Coast in the Byzantine Age, Dumbarton Oaks Papers, 48, 1-52.
30. Galadini, F., Hinzen, K.G., Stiros, S., 2006. Archaeoseismology: Methodological issues and procedure, Journal of Seismology, 10(4), 395-414.
31. Georgiades, S.A., 1904. About earthquakes and antiseismic constructions. Publ. S. Kousoulinou, Athens, 306 pp.
32. Grünthal, G., 1998. European macroseismic scale, European Seismological Commission, Subcommission on Engineering Seismology, Working Group Macroseismic scales, Luxembourg, 99 pp.
33. Guidoboni, E., Comastri, A., Traina, G., 1994. Catalogue of ancient earthquakes in the Mediterranean area up to the 10th century, Instituto Nazionale di Geofisica, Rome, France, ING-SNA.
34. Günay, Y., Bölükbaşı, S., Yoldemir, O., 1982. Beydağlarının Stratigrafisi ve Yapısı, Türkiye Altıncı Petrol Kongresi Bildiriler Kitabı, Ankara, 91-101.
35. Gürer, A., Bayrak, M., Gürer, Ö. F., 2004. Magnetotelluric images of the crust and mantle in the southwestern Taurides, Turkey. Tectonophysics 391(1), 109-120.
36. Hall, J., Aksu, A. E., Yaltırak, C., Winsor, J. D., 2009. Structural architecture of the Rhodes Basin: A deep depocentre that evolved since the Pliocene at the junction of Hellenic and Cyprus Arcs, eastern Mediterranean, Marine Geology 258(1), 24-47.
37. Hancock, P.L., Altunel, E., 1997. Faulted archaeological relics at Hierapolis (Pamukkale), Turkey, Journal of Geodynamics, 24(1-4), 21–36.
38. Jackson, J., McKenzie, D. 1984. Active tectonics of the Alpine-Himalayan Belt between western Turkey and Pakistan, Geophys. J. R. astr. Soc. 77, 185-264.
39. Karabacak, V., Yönlü, Ö., Dökü, E., Kıyak, N.G., Altunel, E., Özüdoğru, Ş., Yalçıner, C.Ç., Akyüz, H.S. 2013. Analysis of seismic deformations at the Kibyra Roman stadion. SW Turkey. Geoarchaeology, 28, 531-543.
40. Karabacak, V., 2011. Geological, geomorphological and archeoseismological observations along the Cibyra Fault and their implications on the regional tectonic of SW Turkey, Turk J Earth Sci. 20(4), 429-447.
41. Karabacak, V., 2016. Seismic damage in the Lagina sacred area on the Mugla Fault: a key point for the understanding of the obliquely situated faults of western Anatolia, J. Seismology 20, 277–289.
42. Karcz, I., Kafri, U., 1978. Evaluation of supposed archaeoseismic damage in Israel, J. Archaeol. Sci. 5, 237–253.
43. Koçyiğit, A., 1981. Hoyran Gölü Yöresinin (Afyon-Isparta) Stratigrafik ve Tektonik Özellikleri: Ankara Üniv. Fen Fak., 1-30.
44. Koçyiğit, A. 1983. Hoyran gölü (Isparta büklümü) dolayının tektoniği. TJK. Bült., 26(1), 1-10.
45. Kolb, F., Tietz, W., 2001. Zagaba: Munzpragung und politische Geographie in Zentrallykien, Chiron, 31, 347-416.
46. Konak, N., Şenel, M., 2002. Geological Map of Turkey in 1/500,000 scale: Denizli Sheet, Mineral Research and Exploration Directorate of Turkey Press, Ankara, Turkey.
47. Kondorskaya, N. V., Ulomov, V. I., 1999. Internet Site for Data on Earthquakes, Special catalogue of earthquakes of the Northern Eurasia (SECNE),
48. http://socrates.wdcb.ru/scetac/andhttp://www.seismo.ethz.ch/gshap/neurasia/nordasiacat.txt (Last accessed May 2017)
49. Marco, S., Kamai, R., Hatzor, Y.H., Wechsler, N., Katz, O., 2008. Constraining location and size of historical earthquakes using mechanical analyses of damaged archeological sites: examples from Dead Sea Fault, European Seismological Commission ESC 2008, 31st General Assembly, Crete, 7-12 pp.
50. Michetti, A.M., Esposito, E., Guerrieri, L., Porfido, S., Serva, L., Tatevossian, R., Vittori, E., Audemard, F., Azuma, T., Clague, J., Comerci, V., Gürpınar, A., Mc Calpin, J., Mohammadıoun, B., Mörner, N.A., Ota, Y., Roghozin, E., 2007. In Memorie Descrittive della Carta Geologica d’Italia, Environmental Seismic Intensity Scale 2007, E. Vittori, L. Guerrieri (eds.), (Servizio Geologico d’Italia, Dipartimento Difesa del Suolo, APAT, System Cart Srl, Roma, Italy), 53 pp.
51. Mozafari, A. N., Sümer, Ö., Tikhomirov, D., Özkaymak, Ç., Uzel, B., Ivy-Ochs, S., Vockenhuber, C., Sözbilir, H., Akçar, N., 2016. Holocene Time-slip history of normal fault scarps in western Turkey: 36Cl surface exposure dating. AGU Fall Meeting, 12-16 December, San Francisco, USA.
52. Öner, E., 1998. Zur Geomorphologie der Eşen Deltaebene und des Antiken Hafens von Patara in der Südwesttürkei. Adalya III, 207-220.
53. Ötüken, S.Y., 1996. Ortaçağ Araştırmaları ve Aziz Nicolas Kilisesi Kazısı. Adalya1, 73-87.
54. Över, S., Özden, S., Pınar, A., Yılmaz, H., Kamacı, Z., Ünlügenç, U.C., 2016. Late Cenozoic stress state distributions at the intersection of the Hellenic and Cyprus arcs, SW Turkey. J Asian Earth Sci, 132, 94–102.
55. Özdilek, B., 2016. An Overview of Lycian Theaters, The Journal of MCRI, Cedrus IV, 139-185.
56. Özhan, G., 2004. Antalya Körfezi Jeolojik ve Tektonik Özellikleri. Antalya’nın Jeolojisi ve Doğal Afet Konferansları TMMOB Jeoloji Müh. Odası Yayınları, 87, 27-36, Antalya.
57. Özkaymak, Ç., Sözbilir, H., & Uzel, B., 2011. Geological and palaeoseismological evidence for late Pleistocene−Holocene activity on the Manisa Fault Zone, western Anatolia. Turkish Journal of Earth Sciences, 20, 1–26.
58. Peacock, D. C. P., Sanderson, D. J., 1991. Displacements, segment linkage and relay ramps in normal fault zones, Journal of Structural Geology, 13(6), 721733.
59. Poisson, A., 1977. Recherches Geologiques Dans Les Taurides Occidentales (Turquie). These Doct d’Etat, Univ. Paris- Sud, Orsay, France (unpublished).
60. Rodríguez-Pascua, M.A., Pérez-López, R., Silva, P.G., Giner-Robles, J.L., Garduño-Monroy, V.H., Reicherter, K., 2011. A Comprehensive Classification of Earthquake Archaeological Effects (EAE) for Archaeoseismology, Quaternary International, 242, 20-30.
61. Rodríguez-Pascua, M.A., Silva, P.G., Pérez-López, R., Giner-Robles, J.L., Martín-González, F., Perucha, M.A., 2013. Preliminary intensity correlation between macroseismic scales (ESI07 and EMS98) and Earthquake archaeological effects (EAEs), Proceedings of the 4th International INQUA Meeting on Paleoseismology, Active Tectonics and Archeoseismology (PATA), 9–14 October 2013, Aachen, Germany.
62. Rotstein, Y., and A. L. Kafka, 1982. Seismotectonics of the southern boundary of Anatolia, eastern Mediterranean region, subduction, collision and arc jumping, J. Geophys. Res., 87, 7694–7706.
63. Soysal, H., Sipahioğlu, S., Kolçak, D. and Altınok, Y., 1981. Türkiye ve Çevresinin Tarihsel Deprem Kataloğu (M.Ö. 200-M.S. 1900), Tübitak Yayınları, İstanbul.
64. Sözbilir, H., Sarı, B., Uzel, B., Sümer, Ö. and Akkiraz, S., 2011. Tectonic implications of transtensional supradetachment basin development in an extension-parallel transfer zone: The Kocacay Basin, western Anatolia, Turkey, Basin Research 23(4), 423–448.
65. Stiros, S.C., 1996. Identification of earthquakes from archaeological data: methodology, criteria and limitations. In: Stiros, S.C., Jones, R.E. (eds.),Archaeoseismology, Occasional Paper No. 7 of the Fitch Laboratory, British School at Athens, 129–152.
66. Şenel, M., 1997. 1:100.000 ölçekli Türkiye Jeoloji Haritaları Antalya M10-M11 Paftası, MTA yayinlari, No:6, Ankara, Türkiye.
67. Takmer, B., 2002. Lykia Orografyası, Yüksek Lisans Tezi, Akdeniz Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü, Antalya (yayımlanmamış).
68. Taymaz, T., Price, S., 1992. The 1971 May 12 Burdur earthquake sequence, SW Turkey: a synthesis of seismological and geological observations, Geophys J. Int. 108(2), 589-603.
69. Tekinalp, V.M., 2000. Geç Antik Dönem Sonrasında ve Ortaçağ’da (M.S. 4.-14.yy) Andriake Kenti, Doktora Tezi, Hacettepe Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü, Ankara (yayımlanmamış).
70. Verstraeten, G., Paulissen, E., Librecht, I., Waelkens, M., 2000. Limestone platforms around Sagalassos resulting from giant mass movements. In Sagalassos V. Report on the Survey and Excavation Campaigns of 1996 and 1997, Waelkens, M., Loots, L., (Editor), Acta Archaeologica Lovaniensia Monographiae 11/B, University Press, Leuven, 783-798.
71. Wells, D., Coppersmith, K., 1994. New empirical relationships among magnitude, rupture length, rupture width, rupture area and surface displacement, Bulletin of the Seismological Society of America, 84, 974-1002.