Gökova Fay Zonu’nun Morfometrik Özellikleri ve Aktif Tektonik Açısından Önemi, Doğu Akdeniz

Abstract

Gökova Fay Zonu, güneybatı Anadolu’da Gökova Körfezi kuzey kıyıları boyunca, Gökova grabeninin kuzey kenarını sınırlayan aktif bir fay zonudur. Bu fay zonu, doğuda Ula ilçesinden (Muğla) batıda Kos adası güneyine kadar hem kara hem deniz alanında izlenen, güneye eğimli normal fay segmentlerinden oluşur. Gökova Fay Zonu’nun morfoloji üzerindeki etkileri hem arazi gözlemleri hem de oluşturulan sayısal yükseklik modeli temel alınarak gerçekleştirilen nitel ve nicel çalışmalar ile araştırılmıştır. Sayısal yükseklik modelinden drenaj, bakı ve yüzey eğim haritaları üretilmiş ve morfometrik indisler (hipsometrik eğri ve integral, vadi tabanı genişliğinin vadi yüksekliğine oranı, dağ önü eğriliği) hesaplanmıştır. Topoğrafik kesitler ve bakı haritası, özellikle doğu kesimde yer alan segmentlerin morfolojide süreklilik gösteren basamaklar oluşturduğunu ve bu basamakların kuzeye doğru, fay hareket yönü tersine eğimlendiğini işaret etmektedir. Mevcut drenaj ağı, litolojiden bağımsız olarak, segmentler boyunca fay doğrultusuna hem paralel hem de dik olarak gelişmiştir. Taban blok üzerinde yer alan 5 havza için hesaplanan hipsometrik integral değerleri 0.37-0.67 arasında değişir. Hipsometrik integral değerleri ve oluşturulan hipsometrik eğriler, havzaların ağırlıklı olarak genç evrede olduğunu gösterir. Taban blok üzerinde hesaplanan vadi tabanı genişliğinin vadi yüksekliğine oranı değerleri 0.12-0.78 arasındadır. Bu değerler, vadilerin V-şekilli olduğunu ve tektonik yükselmeye derine kazma meyili ile cevap verdiklerini işaret etmektedir. Gökova Fay Zonu’nun doğu ve batı kesimlerinde hesaplanan dağ önü eğriliği değerleri 1.00-1.24 arasında değişir ve dağ önlerinin gelişiminde baskın kuvvetlerin tektonik kökenli olduğunu gösterir. Gökova Fay Zonu üzerinde gerçekleştirilen kalitatif ve kantitatif morfolojik çalışmalara göre, bölgenin şekillenmesinde tektonik süreçler erozyonal süreçlere göre daha baskın rol oynamıştır.

Keywords

• Aktif tektonik
• Gökova Fay Zonu
• Gökova Körfezi
• morfometri
• normal fay

Morphometric Features of the Gökova Fault Zone and its’ importance in Active Tectonics, Eastern Mediterranean

Abstract

The Gökova Fault Zone is composed of south-dipping active normal fault segments that border the northern edge of Gökova graben in the Gulf of Gökova between Ula (Muğla) and Kos island. The effects of the Gökova Fault Zone on the morphology were investigated by qualitative and quantitative studies based on the derived digital elevation model and field observations. Drainage, aspect and surface slope maps were prepared and morphometric indices (hypsometric curve and integral, ratio of valley floor width to valley height, mountain front sinuosity) were calculated. According to the derived maps, the eastern segments of the fault zone form steps that express continuity in morphology and are tilted to the north in the opposite direction of fault normal slip. The drainage network mostly developed parallel or perpendicular to the fault strike, regardless of the lithology. The hypsometric integral values range between 0.37-0.67, and the hypsometric curves for the basins settled on the footwall indicate that the basins are mostly in young and moderate stages. The calculated values of the ratio of valley floor width to valley height range between 0.12-0.78 which indicates that the valleys are V-shaped and respond to tectonic uplift by rapid incision. The calculated mountain front sinuosity values range between 1.00-1.24 and express that the dominant forces in the development of the mountain front are of tectonic origin. According to the qualitative and quantitative morphological studies performed on the Gökova Fault Zone, the tectonic processes in the region is dominant rather than the erosional processes.

Keywords

• Active tectonics
• Gökova Fault zone
• Gulf of Gökova
• morphometry
• normal fault

References

1. AFAD (2022). T.C. Başbakanlık Afet ve Acil Durum Yönetimi Deprem Dairesi Başkanlığı. Erişim adresi: http://www.deprem.gov.tr
2. Akbaş, B., Akdeniz, N., Aksay, A., Altun, İ., Balcı, V., Bilginer, E., Bilgiç, T., Duru, M., Ercan, T., Gedik, İ., Günay, Y., Güven, İ.H., Hakyemez, H. Y., Konak, N., Papak, İ., Pehlivan, Ş., Sevin, M., Şenel, M., Tarhan, N.,Turhan, N., Türkecan, A., Ulu, Ü., Uğuz, M.F., Yurtsever, A. (2011). Türkiye Jeoloji Haritası. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü Yayını, Ankara, Türkiye.
3. Akyüz, H.S., Kırkan, E., Basmenji, M., Aksoy, M.E., Dikbaş, A., Zabcı, C., Uçarkuş, G. (2018). Paleoseismological and Morphotectonical Characteristics of Active Faults in the Vicinity of Muğla Area (SW Turkey). In: Conference of the Arabian Journal of Geosciences, Tunisia, 253-256.
4. Ambraseys, N. N. (2009). Earthquakes in the Mediterranean and Middle East: a multidisciplinary study of seismicity up to 1900. London: Cambridge University Press.
5. Ambraseys, N. N. & Finkel, C.F. (1991). Long-term seismicity of Istanbul and the Marmara Sea region. Terra Nova, 3, 527-539.
6. Ambraseys, N. N. & Jackson, J. A. (1998). Faulting associated with historical and recent earthquakes in the Eastern Mediterranean region. Geophysical Journal International, 133, 390-406.
7. Atalay, Z. (1980). Muğla-Yatağan ve Yakın Dolayı Karasal Neojen'inin Stratigrafi Araştırması. Bulletin of the Geological Society of Turkey, 23, 3-99.
8. Beg, F.A.A. (2015). Morphometric Toolbox: A New Technique in Basin Morphometric Analysis Using ArcGIS. Global Journal of Earth Science and Engineering, 2, 21-30. DOI: http://dx.doi.org/10.15377/2409-5710.2015.02.02.1

9. Bozkurt, E., (2003). Origin of NE-trending basins in western Turkey. Geodinamica Acta, 16, 61–81.
10. Bull, W. B. (1977). Tectonic geomorphology of the Mojave Desert. U.S. Geological Survey Contact Report 14-08-001-G-394. Office of Earthquakes, Volcanoes and Engineering, Menlo Park, California, 188s.
11. Bull, W. B. (1978). Geomorphic tectonic classes of the south front of the San Gabriel Moun- tains, California. U.S. Geological Surfey Contact Report 14-08-001-G-394. Office of Earthquakes, Volcanoes and Engineering, Menlo Park, California, 59s.
12. Çaglar, İ. & Duvarcı, E. (2001). Geoelectric structure of inland area of the Gökova rift, southwest Anatolia and its tectonic implications. Journal of Geodynamics, 31, 33-48.
13. Davis, W.M. (1899). The geographical cycle. The Geographical Journal, 14, 481-504.
14. Dikbaş, A., Akyüz, H.S., Basmenji, M & Kırkan, E. (2022). Earthquake history of the Gökova fault zone by paleoseismologic trenching, SW Turkey. Natural Hazards. DOI: https://doi.org/10.1007/s11069-022-05284-0
15. Duman, T. Y., Emre, Ö., Özalp, S. & Elmacı, H. (2011). 1:250.000 Ölçekli Türkiye Diri Fay Haritası Serisi, Aydın (NJ 35-11) Paftası, Seri No:7, Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü, Ankara,Türkiye.
16. Emre, Ö., Duman, T.Y., Özalp, S., Elmacı, H., Olgun, Ş. & Şaroğlu, F. (2013). Açıklamalı Türkiye Diri Fay Haritası, Ölçek 1:1.250.000. MTA Genel Müdürlüğü, Özel Yayın Serisi-30, Ankara
17. EMSC, (2022). The European-Mediterranean Seismological Centre. Erişim adresi: https://www.emsc-csem.org/#2
18. Ergin, K., Güçlü, U. & Uz, Z. (1967). Türkiye ve civarının deprem kataloğu (Milattan Sonra 11 yılından 1964 sonuna kadar). İstanbul Teknik Üniversitesi, Maden Fak., Yer Fiziği Ens., Teknik Rapor No: 24.
19. Erinç, S. (1996). Jeomorfoloji-I. İstanbul: Öz-Eğitim Yayınları-12.
20. Ersoy, Ş. (1991). Datça (Muğla) Yarımadasının Stratigrafisi ve Tektoniği. Türkiye Jeoloji Bülteni, 34, 1-14.
21. Ersoy, Ş. (1990). The analysis of evolution and structural items of The Western Taurus-Lycia Nappes. Geological Engineering, 37, 5–16.
22. Eyidoğan, H., Akıncı, A., Gündoğdu, O., Polat, O. & Kaypak, B. (1996). Investigation of the recent seismic activity of Gökova Basin. National Marine Geology and Geophysical Programme Workshop 1, Proceedings, 8-9 February, 1996, 68-71.
23. Görür, N., Şengör, A.M.C., Sakınç, M., Tüysüz, O., Akkök, R., Yiğitbaş, E., Oktay, F.Y., Barka, A.A., Sarıca, N., Ecevitoğlu, B., Demirbağ, E., Ersoy, Ş., Algan, O., Güneysu, C. & Akyol, A. (1995). Rift formation in the Gökova region, southwest Anatolia: implications for the opening of the Aegean Sea. Geological Magazine, 132, 637–650.
24. Görür, N., Şengör, A.M.C., Sakınç, M., Tüysüz, O., Yiğitbaş, E., Oktay, F.Y., Barka, A., Sarıca, N., Ecevitoğlu, B., Demirbağ, E., Aykol, A., Algan, O., Güneysu, C. & Ersoy, Ş. (1994). Crosscutting rift systems of the Gökova region, SWAnatolia: implications for the formation of the Aegean Sea. İTÜ Bülteni, 47 (4), 275–292.
25. Guidoboni, E. & Comastri, A. (2005). Catalogue of Earthquakes and Tsunamis in the Mediterranean area from. the 11th to the 15th century. Rome: Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia.
26. Guidoboni, E., Comastri, A. & Triana, G. (1994). Catalogue of Ancient Earthquakes in the Mediterranean Area up to the10th Century. Rome: Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia.
27. Gürer, F.Ö. & Yılmaz, Y. (2002). Geology of the Oren and Surrounding Areas, SW Anatolia. Turkish Journal of Earth Sciences, 11, 1-13.
28. Hakyemez, Y. & Örçen, S. (1982). Denizli-Muğla arasındaki Senozoyik yaşlı çökel kayaların sedimantolojisi ve biyostratigrafisi. Maden Tetkik ve Arama Enst. Rap. No. 7311, s.135 (yayımlanmamış), Ankara.
29. Hancock, P. L. & Barka, A. A. (1987). Kinematic indicators on active normal faults in western Turkey. Journal of Structral Geology, 9 (3), 415-430.
30. ISC, (2022). International Seismological Centre, http://www.isc.ac.uk, son erişim tarihi: 01.03.2018.
31. İşcan, Y., Tur, H. & Gökaşan, E. (2013). Morphologic and seismic features of the Gulf of Gökova, SWAnatolia: evidence of strike-slip faulting with compression in the Aegean extensional regime. Geo-Marine Letters, 33, 31–48.
32. Jackson, J., A., King, G. & Vita-Finzi, C. (1982). The neotectonics of Aegean: an alternative view. Earth and Planetary Sciences Letters, 61, 303-318
33. Kalafat, D. & Horasan, G. (2012). A seismological view to Gökova region at southwestern Turkey. International Journal of Physical Sciences, 7 (30), 5143–5153.
34. Kaya, T., Tuna, V. & Geraads, D. (2001). A new late Orleanian/Early Astaracian mammalian fauna from Kultak (Milas-Mugla), southwestern Turkey. Geobios, 34 (6), 673–680.
35. Keller, E. & Pinter, N. (1996). Active tectonics: Earthquakes, uplift, and landscape. New Jersey: Prentice Hall.
36. KOERİ, (2022). Kandilli Rasathanesi ve Deprem Araştırma Enstitüsü. Erişim adresi: http://www.koeri.boun.edu.tr
37. Kurt, H., Demirbağ, E. & Kuşcu, İ. (1999). Investigation of submarine active tectonism in the Gulf of Gökova, southwest Anatolia - SE Aegean Sea, by multi-channel seismic reflection data. Tectonophysics, 305, 477–496.
38. McKenzie, D.P., (1972). Active tectonics of the Mediterranean region. Geophysical Journal of the Royal Astronomical Society, 30, 109–185.
39. Ohmori, H. (1993). Changes in the hypsometric curve through mountain building resulting from concurrent tectonics and denudation. Geomorphology, 8(4), 263–277. DOI: https://doi.org/10.1016/0169-555x(93)90023-u.
40. Papazachos, B., Kiratzi, A., Hatzidimitriou, P. ve Rocca, A.C. (1984) Seismic faults in Aegean area. Tectonophysics, 106: 71-85 Rontogianni, S., Konstantinou, K.I., Evangelidis, C. & Melis, N.S. (2011). Investigating Potential Seismic Hazard in the Gulf of Gökova (South Eastern Aegean Sea) Deduced From Recent Shallow Earthquake Activity. American Geophysical Union, Fall Meeting 2011, T43E-2427, San Francisco, USA.
41. Seyitoğlu, G., Işık, V. & Çemen, İ. (2004). Complete Tertiary exhumation history of the Menderes massif, western Turkey: an alternative working hypothesis. Terra Nova, 16, 358-364.
42. Sezgül-Kayseri, M. & Akgün, F. (2010). Türkiye’de Geç Burdigaliyen–Langiyen Periyodu ve Avrupa ile Paleortamsal ve Paleoiklimsel Karşılaştırma: Muğla–Milas (Kultak) Geç Burdigaliyen-Langiyen Palinoflorası ve Paleoiklimsel Özellikleri. Türkiye Jeoloji Bülteni, 53 (1), 1–44.
43. Sieberg, A. (1932). Erdbebengeographie, in Gutenberg's B. Handbuch der Geophysik, 804-809, Berlin.
44. Soysal, H., Sipahioğlu, S., Kolçak, D. & Altınok,Y. (1981). Türkiye ve Çevresinin Tarihsel Deprem Kataloğu. TÜBİTAK Proje No: TBAG 341, Istanbul.
45. Stahler, A.N. (1952). Hypsometric (area-altitude) analysis of erosional topography. Geological Society of America Bulletin, 63, 1117-1141.
46. Şaroğlu, F., Emre, Ö. & Boray, A. (1992). Türkiye Diri Fay Haritası. MTA, Ankara.
47. Şaroğlu, F., Emre, Ö. & Boray, A. (1987). Türkiye’nin diri fayları ve depremsellikleri, Rapor No: 8174 (yayınlanmamış), MTA, Ankara.
48. Taymaz, T., Jackson, J. & McKenzie, D. (1991). Active Tectonics of the North and Central Aegean Sea. Geophysical Journal International, 106 (2), 433-490.
49. Taymaz, T., Tan, O. & Yolsal, S. (2004). Seismotectonics of western Turkey: a synthesis of source parameters and rupture histories of recent earthquakes. EOS Trans. Am. Geophys. Union, 85 (47) (Fall Meeting Suppl., p.408, Moscone Convention Center, San Fransisco-California, USA, December 13–17, 2004).
50. Tırpan, A.A. (1989). Keramos. VI. AST, Ankara, 363-383
51. Tur, H., Yaltırak, C., Elitez, İ. & Sarıkavak, K. (2015). Pliocene–Quaternary tectonic evolution of the Gulf of Gökova, southwest Turkey. Tectonophysics, 638, 158-176.
52. Uluğ, A., Duman, M., Ersoy, Ş., Özel, E. & Avcı, M. (2005). Late Quaternary sea-level change, sedimentation and neotectonics of the Gulf of Gökova: Southeastern Aegean Sea. Marine Geology, 221, 381–395.
53. Yılmaz, Y., Genç, Ş.C., Gürer, F., Bozcu,M., Yılmaz, K., Karacık, Z., Altunkaynak, Ş. & Elmas, A. (2000). When did the western Anatolia grabens begin to develop?. Geol. Soc. Lond. Spec. Publ., 173, 353–384.
54. Yolsal-Çevikbilen, S., Taymaz, T. & Helvacı, C. (2014). Earthquake Mechanisms in the Gulfs of Gökova, Sığacık, Kuşadası, and the Simav Region (western Turkey): Neotectonics, seismotectonics and geodynamic implications. Tectonophysics, 635, 100-124.