Factors controlling the sea floor morphology of the Strait of İstanbul: Evidences of an erosional event after last glacial maximum

Year 2006, Volume: 27 Issue: 3, 143 - 161, 01.04.2006

Erkan Gökaşan Hüseyin Tur Berkan Ecevitoğlu Tolga Görüm Ahmet Türker Buğser Tok Halim Birkan

Abstract

Keywords

-

İstanbul Boğazı deniz tabanı morfolojisini denetleyen etkenler: Son buzul dönemi sonrası aşınma izlerinin kanıtları

Abstract

İstanbul Boğazı, bir akarsu vadisinin tektonik olarak evrimleştiği dar bir kanaldır ve evrimi sırasında boğaz kanalının içerisine kalın bir çökel istif depolanmıştır. Ayrıntılı sismik ve batimetrik inceleme, günümüz boğaz tabanı şekillenmesinde üç önemli faktörün etkisini gösterir. Bu etkenler; deniz tabanında yaygın bir aşınım, ağırlıklı olarak sediman sürüklenmeleri ve kitle hareketleri olarak izlenen birikim ve faylanma olarak gözlenmektedir. Deniz tabanı şekillenmesini en etkin olarak denetleyen aşınım etkisi kendisini, boğaz çökellerinin üst bölümünü oluşturan paralel tabakalı istifin yaygınca erozyona uğramış olması ile göstermektedir. Söz konusu aşınım yüzeyi, günümüzde önemli ölçüde İstanbul Boğazı deniz tabanını oluşturur. Aşınmaya uğramış olan çökel miktarı ise, yaklaşık olarak 2x108 m3 olarak hesaplanmıştır. Sismik veri üzerinde belirlenen aşınım miktarı ve deniz tabanı morfolojisi, söz konusu aşınmayı oluşturan akıntının güneyden kuzeye doğru geliştiğini göstermektedir. Mevcut kanıtlar, söz konusu kanalın, son buzul dönemi ardından yükselen Akdeniz sularının boğazı geçip Karadeniz’i doldurması sırasında gelişmiş olduğu şeklindedir

Keywords

Aşınım, İstanbul Boğazı, paleoşinografi, sismik stratigrafi, tektonik

References

• Aksu, A. E., Hiscott, R. N., and Yaşar, D., 1999. Oscil- lating Quaternary water levels of the Mar- mara Sea and vigorous outflow into the Aegean Sea from the Marmara Sea-Black Sea drainage corridor. Marine Geology, 153, 275-302.
• Aksu, A. E., Hiscott, R, N., Yaşar, D., İşler, F. I., and Marsh, S., 2002. Seismic stratigraphy of Late Quaternary deposits from the south- western Black Sea shelf: evidence for non- catastrophic variations in sea-level during the last 10 000 yr. Marine Geology, 190 (1-2), 61-94.
• Alavi, S. N., Okyar, M., and Timur, K., 1989. Late Qua- ternary sedimentation in the Strait of Bos- phorus: High resolution seismic profiling. Marine Geology, 89, 185-205.
• Algan, O., Çağatay, N., Tchepalyga, A., Ongan, D., Eastoe, C., and Gökaşan, E., 2001. Stratig- raphy of the sediment infill in Bosphorus Strait: Water exchange between the Black and Mediterranean Seas during the last glacial Holocene. Geo-Marine Letters, 20 (4), 209-218.
• Algan, O., Gökaşan, E., Gazioğlu, C., Yücel, Z. Y., Alpar, B., Güneysu, C., Kırcı, E., Demirel, S., Sarı, E., and Ongan, D., 2002. A high- resolution seismic study in Sakarya Delta and submarine canyon, southern Black Sea shelf. Continental Shelf Research, 22 (10), 1511-1527.
• Andrussow, N., 1900. Bosphorus und Dardanellen. Annuarie Geologique et Mineralogiqe de la Russe, 4, 3-10.
• Ballard, R. D., Coleman, D. F., and Rosenberg, G. D., 2000. Further evidence of abrupt Holoce- ne drowning of the Black Sea shelf. Marine Geology, 170, 253-261.
• Beşiktepe, Ş. T., Sur, H. I., Özsoy, E., Latif, M. A., Oğuz, T., and Ünlüata, A., 1994. The cir- culation and hydrography of the Marmara Sea. Progress in Oceanography, 34, 285- 334.
• Cvijic, J., 1908. Grundlinien der Geographie und Ge- ologie von Mazedonien und Altserbien. Petermans Mitteilungen Erganzungsheft, I(162), Gotha.
• Çağatay, M. N., Görür, N., Algan, O., Eastoe, C., Tchapalyga, A., Ongan, D., Kuhn, T., and Kuşçu, İ., 2000. Last glacial-Holocene paleoceanography of the Sea of Marma- ra: timing of the last connections with the Mediterranean and the Black Sea. Marine Geology, 167, 191-206.
• Darkot, B., 1938. Boğazların Menşei, Coğrafi Araştır- malar. İstanbul Üniversitesi Edebiyat Fa- kültesi, Coğrafya Enstitüsü Yayını, No: 4, 1-14.
• Demirbağ, E., Gökaşan, E., Oktay, F. Y., Şimşek, M., and Yüce, H., 1999. The last sea level changes in the Black Sea: Evidence from seismic data. Marine Geology, 157, 249- 265.
• Di Iorio, D., and Yüce, H., 1999. Observations of Me- diterranean flow into the Black Sea. Jour- nal of Geophsical Research, 104 (C2), 3091-3108.
• Elmas, A., 2003. Late Cenozoic tectonics and stratig- raphy of northwestern Anatolia: the effects of the North Anatolian Fault to the region. International Journal of Earth Science, 92, 380-396.
• Emre, Ö., Erkal, T., Tchepalyga, A., Kazancı, N., Ke- çer, M. ve Ünay, E., 1998. Doğu Marmara bölgesinin Neojen-Kuvaterner’deki evrimi. MTA Dergisi, 120, 223-258.
• Ergin, M., Bodur, M. N., and Ediger, V., 1991. Dis- tibution of surfical shelf sediments in the northeastern and southwestern of the Sea of Marmara: Strait and canyon regimes of the Dardanelles and Bosphorus. Marine Geology, 96, 313-340.
• Erinç, S., 2000. Jeomorfoloji I. Der Yayınları, İstan- bul.
• Eroskay, O. ve Kale, S., 1986. İstanbul Boğazı tüp tü- nel geçişi güzergahında jeoteknik bulgular. Mühendislik Jeolojisi Bülteni, 8, 2-7.
• Ertek, T. A., 1995. Kocaeli Yarımadası’nın kuzeydoğu kesiminin jeomorfolojisi. Çantay Kitapevi, İstanbul.
• Gökaşan, E., 1998. İstanbul Boğazı’nın Kuvaterner evriminin sismik stratigrafik yöntemlerle incelenmesi. Doktora Tezi İstanbul Üniver- sitesi Deniz Bilimleri ve İşletmeciliği Ensti- tüsü (yayımlanmamış).
• Gökaşan, E., 2000. Marmara Denizi’nin jeolojik özel- likleri, Marmara Denizi’nin jeolojik oşinog- rafisi. E. Doğan ve A. Kurter (eds. ), Umur Matbaacılık, İstanbul.
• Gökaşan, E., Demirbağ, E., Oktay, F. Y., Ecevitoğlu, B., Şimşek, M., and Yüce, H., 1997. On the origin of the Bosphorus. Marine Geology, 140, 183-197.
• Gökaşan, E., Gazioğlu, C., Alpar, B., Yücel, Z. Y., Ersoy, Ş., Gündoğdu, O., Yaltırak, C., and Tok, B., 2002. Evidences of NW extensi- on of the North Anatolian Fault Zone in the Marmara Sea; a new approach to the 17 August 1999 Marmara Sea earthquake. Geo-Marine Letters, 21, 183-199.
• Gökaşan, E., Tur, H., Ecevitoğlu, B., Görüm, T., Tür- ker, A., Tok, B., Çağlak, F., Birkan, H., and Şimşek,M., 2005a. Evidence and implica- tions of massive erosion along the Strait of İstanbul (Bosphorus). Geo-Marine Letters, 25, 324-342.
• Gökaşan, E., Algan, O., Tur, H., Meriç, E., Türker, A., and Şimşek, M., 2005b. Delta formation at the southern entrance of İstanbul Strait (Marmara Sea, Turkey): a new interpreta- tion based on high-resolution seismic stra- tigraphy. Geo-Marine Letters, 25, 370-377.
• Görür, N., Çağatay, N., Emre, Ö., Alpar, B., Sakınç, M., İslamoğlu, Y., Algan, O., Erkal, T., Ke- çer, M., Akkök, R., and Karlık, G., 2001. Is the abrupt drowning of the Black Sea at 7150 yr BP a myth? Marine Geology, 176, 65-73.
• Hisscot, R. N., Aksu, A. E., Yaşar, D., Kaminski, P,J., Mudie, V. E., Kostylev, J. C., MacDonald, F. I., İşler, F. I., and Lord, A. R., 2002. Del- tas south of the Bosphorus Strait record persistent Black Sea outflow to the Marma- ra Sea since 10 ka. Marine Geology, 190 (1-2), 333-356.
• Hochstatter, F., 1870. Die Geologischen Verhaltnisse des Östlichen Tiles der Europaischen Tür- kei. Jahrb. K. k. Geol. Reichsanstalt, 20, 1. Abt, 365-461.
• Kaminsky, M. A., Aksu, A. E., Box, M., Hiscott. R. N,. Yaşar, D., Filipescu, S., and Al-Salameen, M., 2002. Late glacial to Holocene benthic foraminifera in the Marmara Sea: implica- tions for Black Sea-Mediterranean Sea connections following the last deglaciation. Marine Geology, 190 (1-2), 165-202.
• Kerey, İ. E., Meriç, E., Tunoğlu, C., Kelling, G., Bren- ner, R, L., and Doğan, A. U., 2004. Black Sea-Marmara Sea Quaternary connections: new data from the Bosphorus, İstanbul, Turkey. Palaeogeography, Palaeoclimatol- ogy, Palaeoecology, 204, 277-295.
• Major, C., Ryan., W., Lericolais, G., and Hajdas, I., 2002. Constrains on Black Sea outflow to the Sea of Marmara during the last gla- cial-interglacial transition. Marine Geology, 190, 19-34.
• Meriç, E., Oktay, F. Y., Sakınç, M., Gülen, D. ve İnal, A., 1991a. Ayamama (Bakırköy-İstanbul) Kuvaterner istifinin sedimanter jeolojisi ve paleoekolojisi. Yerbilimleri / Geosound Seri-A, 8 (1), 93-100.
• Meriç, E., Oktay, F. Y., Sakınç, M., Gülen, D., Ediger, V. S., Meriç, N. ve Özdoğan, M., 1991b. Kuşdili (Kadıköy-İstanbul) Kuvaterner’inin sedimanter jeolojisi ve paleoekolojisi. Yer- bilimleri / Geosound Seri A, C 8 (1), 83-91.
• Meriç, E., Kerey, E., Avşar, N., Tunoğlu, C., Taner, G., Kapan-Yeşilyurt, S., Ünsal, İ. ve Rosso, A., 1998. İstanbul Boğazı yolu ile Marmara Denizi-Karadeniz bağlantısı hakkında yeni bulgular. Sualtı ve Bilim Teknolojisi Top- lantısı Bildiriler Kitabı, İstanbul Üniversitesi İstanbul Tıp Fakültesi, İstanbul.
• Meriç, E., Kerey, İ. E., Avşar, N., Tunoğlu, C., Taner, G., Kapan-Yeşilyurt, S., Ünsal, İ. ve Rosso, A., 2000. Geç Kuvaterner (Holosen)’de İs- tanbul Boğazı yolu ile Marmara Denizi-Ka- radeniz bağlantısı hakkında yeni bulgular. Türkiye Jeoloji Bülteni, 43 (1), 73-118.
• Oğuz, T., Özsoy, E., Latif, M. A., Sur, H. İ., and Ün- lüata, Ü., 1990. Modelling of hydraulically controlled exchange flow in the Bosphorus Strait. Journal of Physical Oceanography, 20 (7), 945-965.
• Oktay, F. Y., and Sakınç, M., 1991. The Late Qua- ternary tectonics of the İstanbul Graben and the origin of the Bosphorus. Terra Ab- stracts, 3,1, 351.
• Oktay, F. Y. ve Sakınç, M., 1993. Geç Kuvaterner’de İstanbul Boğazı’nın oluşumuna neden olan tektonik hareketler. Türkiye Kuvaterneri Çalıştayı Bildiri Özleri, 69-72.
• Oktay, F. Y., Sakınç, M., Demirbağ, E., Ecevitoğlu, B., Gökaşan, E., Yılmaz, B., Kurt, H., İmren, C., Algan, O., Alpar, B., Yüce, H., Eryılmaz, M., Şimşek, M. ve Özturan, M., 1998. Güney- batı Karadeniz, İstanbul Boğazı ve Marma- ra Denizi kuzey kesiminin Kuvaterner’deki oluşumu ve evrimi. TUBİTAK-DEBAG/102 Final Raporu, (yayımlanmamış).
• Oktay, F. Y., Gökaşan, E., Sakınç M., Yaltırak, C., İmren, C., and Demirbağ E., 2002. The ef- fect of North Anatolian Fault Zone to the latest connection between Black Sea and Sea of Marmara. Marine Geology 190 (1- 2), 367-382.
• Özsoy, E., Latif, M. A., Sur, H. İ., and Goryachkin, Y., 1996. A review of the exchange flow re- gimes and mixing in the Bosphorus Straits. Bulletin de l’Institut Oceanographique on the Dynamics of the Mediterranean Straits, F. Briand (ed.), 17, 187-204.
• Özsoy, E., Di Iorio, D., Gregg, M. C., and Backhaus, J. O., 2001. Mixing in the Bosphorus Strait and the Black Sea continental shelf: ob- servations and a model of the dense water outflow. Journal of Marine Systems, 31, 99-135.
• Pamir, H. N., 1938. İstanbul Boğazı’nın teşekkülü me- selesi. MTA Dergisi, 3-4, 61-69.
• Penck, W., 1919. Grundzüge der Geologie des Bos- phorus, Veröffentl. d. Institutes f. Meeres- kunde Berlin, N. F., Reihe A, 4, 72.
• Phillipson, A., 1898. Bosporus und Hellespont. Geogr. Zeitschr., 4, 16-26.
• Ryan, W. B. F., and Pitman, W. C., 1998. Noah’s Flo- od: The New Scientific Discoveries About the Event that Changed History. Simon & Schuster, USA.
• Ryan, W. B. F., Pitman III, W. C., Major, C. D., Shim- kus, K., Moskalenko, V., Jones, G. A., Di- mitrov, P., Görür, N., Sakınç, M., and Yüce, H., 1997. An abrupt drowning of the Black Sea shelf. Marine Geology, 138, 119-126.
• Ryan, W. B. F., Major, C. O., Lericolais, G., and Golds- tein, S. L., 2003. Catastrophic flooding of the Black Sea. Annual Review Earth Pla- net, 31, 525-554.
• Sholten, R., 1974. Role of the Bosphorus in Black Sea chemistry and sedimentation. The Black Sea: Geology, Chemistry and Biology, D. A. Ross and Degens (eds. ) Published by AAPG, Tulsa Oklahoma, USA.
• Smith, A. D., Taymaz, T., Oktay, F. Y., Yüce H., Al- par B., Başaran, H., Jackson, J. A., Kara, S., and Şimşek, M., 1995. High-resolution seismic profilling in the Sea of Marmara (northwest Turkey): Late Quaternary sedi- mentation and sea level changes. Geologi- cal Society of America Bulletin, 107, 923- 936.
• Stanley, D. J., and Blanpied, C., 1980. Late Quater- nary water exchange between the eastern Mediterranean and the Black Sea. Nature, 285, 537-541.
• Sur, H. İ., Altıok, H., Doğan, E., Sarıkaya, H., Öztürk, İ., and Eroğlu, V., 2001. Water exchange and mixing in the Bosphorus. Proceedings of the Third Black Sea International Con- ference Environmental Protection Technol- ogies for Coastal Areas, Varna, Bulgaria, 86-87.
• Uluğ, A., Özel, E. ve Çiftçi, G., 1987. İstanbul Boğazı’nda sismik çalışmalar. Jeofizik Der- gisi, 1 (2), 131-144.
• Ulyott, P. ve Ilgaz, O., 1946. The hyrography of the Bosphorus: An introduction. Geology Re- view, 36 (1), 44-60.
• Ünlüata, Ü., Oğuz, T., Latif, M. A., and Özsoy, E., 1990. On the physical oceanography of the Turkish Straits, In: L. J. Pratt (ed), The physical oceanography of sea straits. Klu- wer Academic Publ., London, NATO Ad- vanced study institutes series. Series C.
• von Hoff, K. E. A., 1822. Geschichte der Durch Übe- liferung Nachgewiesenen Natürlichen Ve- randerungen der Erdoberflache, 105-144.
• Yalçınlar, İ., 1947. İstanbul Boğazı civarının vadileri hakkında. Dil Tarih ve Coğrafya Fakültesi Dergisi, VI-1, 69-72.
• Yıldırım, M., Özaydın, K. ve Erguvanlı, A., 1992. İstan- bul Boğazı güneyi ve Haliç’in jeolojik yapısı ve jeoteknik özellikleri. Jeoloji Mühendisli- ği, 40, 5-14.
• Yılmaz, Y. ve Sakınç, M., 1990. İstanbul Boğazı’nın jeolojik gelişimi üzerine düşünceler. İstan- bul Boğazı Güneyi ve Haliç’in Geç Kuva- terner (Holosen) Dip Tortulları, Engin Meriç (ed. ), İTÜ Vakfı Yayınları, 99-105.
• Yiğitbaş, E., Elmas, A., Sefunç, A., and Özer, N., 2004. Major neotectonic features of eastern Mar- mara Region, Turkey: Development of the Adapazarı-Karasu corridor and its tectonic significance. Geological Journal, 39, 179- 198.