Hydrogeochemical Properties of Some Geothermal Fields Around İzmir and Relationship with Seismicity

Öz

The study area covers the Seferihisar and Çeşme districts of İzmir province and the geothermal fields in its immediate vicinity in Western Anatolia. The study area and its vicinity is a very active region in terms of earthquakes in the instrumental period, as well as a very rich region in terms of geothermal systems. These areas are Balçova, Seferihisar (Cumalı, Doğanbey, Karakoç, Doğanbey Cape), Çeşme (Ilıca, Şifne), Dikili-Bergama (Kaynarca, Dikili, Nebiler, Bademli, Kocaoba, Paşa, Beauty), Aliağa (Ilıcaburun, Çukurova, Samurlu, Reşadiye), Bayındır and Urla (Gülbahçe) Geothermal Fields. Most of these geothermal fields are located on active fault zones. In the study area, Mordoğan Fault, Gülbahçe Fault Zone, Seferihisar Fault and Tuzla Fault are the most important active faults of the region, extending from west to east. A large part of this region is under the risk of earthquakes today as it was in the past. It is known that approximately 320 earthquakes with a magnitude greater than M=4.0 occurred in the instrumental period (1900-2021) in and around the study area and the activity is still continuing. Between the start and end dates of this study, January 2019-January 2021, approximately 190 earthquakes with a magnitude of M=3.5 occurred in the area. In addition, 1 M=6.8 earthquake in 1955 and 1 Mw=6.9 magnitude earthquake in 2020 occurred in the region. Within the scope of this study, a two-year monitoring study was carried out from the hot water resources determined in the Karakoç and Doğanbey (Seferihisar) and Şifne and Ilıca (Çeşme) geothermal areas in the province of İzmir, revealing the relationship between the geothermal resources and active faults in the study area, and this high earthquake activity and its environmental effects were investigated.

Anahtar Kelimeler

• İzmir
• Tuzla Fault
• Seferihisar
• Geothermal Energy
• Active Tectonic

Proje Numarası

ÇOMÜ-BAP-FBA-2018-2818

İzmir Civarındaki Bazı Jeotermal Alanların Hidrojeokimyasal Özellikleri ve Depremsellik ile İlişkisi

Öz

Çalışma alanı Batı Anadolu'da, İzmir iline ait Seferihisar ve Çeşme ilçeleri ile yakın çevresinde bulunan jeotermal alanları kapsamaktadır. Çalışma alanı ve yakın civarı aletsel dönemdeki depremler açısından oldukça aktif bir bölge olduğu gibi jeotermal sistemler açısından da oldukça zengin bir bölgedir. Bu alanlar Balçova, Seferihisar (Cumalı, Doğanbey, Karakoç, Doğanbey Burnu), Çeşme (Ilıca, Şifne), Dikili-Bergama (Kaynarca, Dikili, Nebiler, Bademli, Kocaoba, Paşa, Güzellik), Aliağa (Ilıcaburun, Çukurova, Samurlu, Reşadiye), Bayındır ve Urla (Gülbahçe) Jeotermal Alanlarıdır. Bu jeotermal alanların çoğu da aktif fay zonları üzerinde bulunmaktadır. Çalışma alanında, batıdan doğuya doğru yaklaşık K-G uzanımlı Mordoğan Fayı, Gülbahçe Fay Zonu, Seferihisar Fayı ve Tuzla Fayı bölgenin en önemli aktif faylarıdır. Bu bölgenin büyük bölümü, geçmişte olduğu gibi günümüzde de deprem riski altında bulunmaktadır. çalışma alanı ve çevresinde aletsel dönemde (1900-2021) magnitüdü M=4.0 den büyük yaklaşık 320 adet depremin meydana geldiği ve aktivitenin halen devam etmekte olduğu bilinmektedir. Bu çalışmanın başlangıç ve bitiş tarihleri olan Ocak 2019-Ocak 2021 tarihleri arasında alanda M=3.5 ten büyük yaklaşık 190 adet deprem meydana gelmiştir. Ayrıca bölgede 1955 yılında 1 adet M=6.8 ve 2020 yılında 1 adet Mw=6.9 büyüklüğünde depremler meydana gelmiştir. Bu çalışma kapsamında İzmir ilinde Karakoç ve Doğanbey (Seferihisar) ile Şifne ve Ilıca (Çeşme) jeotermal alanlarında belirlenen sıcak su kaynaklarından yaklaşık iki yıl süren bir izleme (monitoring) çalışması yapılarak çalışma alanındaki jeotermal kaynaklar ile aktif fayların ilişkisi ortaya çıkarılarak bu yüksek deprem aktivitesi ile ilişkilendirilerek çevresel etkileri incelenmiştir.

Anahtar Kelimeler

• İzmir
• Tuzla Fayı
• Seferihisar
• Jeotermal Enerji
• Aktif Tektonik

Destekleyen Kurum

Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi

Proje Numarası

ÇOMÜ-BAP-FBA-2018-2818

Teşekkür

Bu çalışma Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi, Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi ÇOMÜ-BAP-FBA-2018-2818 nolu proje kapsamında gerçekleştirilmiştir. Sağlamış olduğu maddi destek için ÇOMÜ-BAP Koordinasyon Birimi’ne teşekkür ederiz.

Kaynakça

1. Ambraseys, N. ve Tchalenko, J.S., 1972 Seismotectonic aspects of the Gediz, Turkey, earthquake of March 1970, Geophys. J. R. Astr. Soc. 30/3: 229-252.
2. Ateş, Ö. ve Tutkun, S.Z., 2014, Simav (Kütahya) Depremlerinin Jeotermal Sistemlerdeki Hidrojeokimyasal Değişimleri, Türkiye Jeoloji Bülteni, Cilt: 57, Sayı 3, sf. 25-40.
3. Bolca, M., Kılınç, R., Altınbaş, Ü., Saç, M.M., Kumru, M.N., Çolak Esetlili, B., Esetlili, M.T. ve Özen, F. 2010. Alangüllü (Aydın) Bölgesindeki Jeotermal Kaynakların Kimyasal Özelliklerinin ve İçerdikleri Radyoaktif Maddelerin Su Kaynakları Tarım Toprakları ve Kültür Bitkilerine Etkilerinin Multidisipliner Yaklaşımla Saptanması Üzerine Araştırmalar. TÜBİTAK, Proje No.107-0-085.
4. Demirtaş, A. 2005. Bitkide Bor ve Etkileri. Atatürk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 36(2): 217-225.
5. Emre, Ö., Özalp, S., Doğan, A., Özaksoy, V., Yıldırım, C. ve Göktaş, F., 2005a, İzmir yakın çevresinin diri fayları ve deprem potansiyelleri. MTA Genel Müdürlüğü Jeoloji Etütleri Dairesi, Rapor No: 10754, 80s., Ankara.
6. Emre, Ö., Doğan, A., Özalp, S. ve Yıldırım, C., 2005b, 17 Ekim 2005 Sığacık (İzmir) depremleri ön değerlendirme raporu. MTA Genel Müdürlüğü Jeoloji Etütleri Dairesi, Rapor No: 10756, 6s., Ankara.
7. Emre, Ö., Özalp, S., 2011, 1:250.000 Ölçekli Türkiye Diri Fay Haritası Serisi, Urla (NJ 35-6) Paftası, Seri No:5, Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü, Ankara-Türkiye.
8. Eyidogan, H., Jackson, J., 1985. A seismological study of normal faulting in the Demirci, Alasehir and Gediz earthquakes of 1969-70 in western Turkey: implication for the nature and geometry of deformation in the continental crust. Geophysical Journal of the Royal Astronomical Society 81, 569-607.

9. Kuşçu, İ., Öcal, F. ve Kurtuluş, O., 2010, İzmir ve Sığacık Körfezlerinde Kıyı Ötesi Aktif Faylar. MTA Genel Müdürlüğü Jeoloji Etütleri Dairesi, Rapor No: 11273, 73s., Ankara
10. McKenzie, D.P., 1972. Active tectonics of the Mediterranean region. Geophysical Journal of the Royal Astronomical Society, 30, 109-185.
11. McKenzie D.P., 1978. Active tectonics of the Alpine-Himalayan belt: the Aegean Sea and surrounding regions. Geophys. J. Royal Astron. Soc., 55, 217-254.
12. MTA, 2005. Türkiye Jeotermal Kaynakları Envanteri, Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü, Envanter Serisi-201.
13. MTA, 2020. 30 Ekim 2020 Ege Denizi Depremi (Mw=6.9) Saha Gözlemleri ve Değerlendirme Raporu, Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü.
14. Piper, A.M., 1944. A Graphic Procedure in the Geochemical Interpretation of Water-Analyses. Eos, Transactions American Geophysical Union, 25, 914-928
15. Schoeller, H., 1955. Geochemie Des Eaux Souterraines, Revue De L’institute Francois Du Petrole, 10, 230-44.
16. Şimşek, Ş. ve Yıldırım, N., 2000. Termal Kaynaklar: Depremin Habercisi, 17 Ağustos ve 12 Kasım 1999 Deprem Bölgelerindeki Termal Kaynaklarda Gözlenen Değişimler ve Önemi, Cumhuriyet, Bilim Teknik, 01 Temmuz 2000. TS 266, 2005. İnsani tüketim amaçlı sular, Türk İçme Suyu Standartları TS 266 sayılı standart -Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
17. WHO, 2011. Guidelines for drinking water quality: incorporating first addendum. Vol. 1, recommendations, (4rd ed.) Geneva: World Health Organization.
18. Tokcaer, M., 2023. Batı Anadolu’daki bazı jeotermal alanların termal akışkanlarında bor izotop oranları ve borun kökeni. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi , 38 (3) , 1361-1374 . DOI: 10.17341/gazimmfd.1092227
19. www.koeri.boun.edu.tr http://www.koeri.boun.edu.tr/sismo/2/wpcontent/uploads/2020/10/20201030_izmir_V1.pdf