Paleosismolojik Üç Boyutlu Sanal Fotoğraflama Yöntemi, Örnek Çalışma: Duru-2011 Hendeği, Tuz Gölü Fay Zonu, Orta Anadolu, Türkiye

Öz

Paleosismoloji; eski depremlerin yeri, zamanı ve büyüklüğü hakkında bilgi elde etmeye çalışan bir aktif  tektonik çalışma disiplinidir. Hendekli paleosismoloji çalışmaları, paleosismolojide sıkça uygulanan ve kayda değer veri sağlayan bir yöntemdir. Özellikle derin ve basamaklı hendek çalışmalarında karşılaşılan en önemli sorunlardan biri, hendek duvarlarındaki jeolojik bilgilerin okuyucuya görsel olarak aktarılmasıdır.  Bu makalede, paleosismolojik hendek çalışmaları için yeni bir fotoğraflama yöntemi olan “Paleosismolojik Üç Boyutlu Sanal Fotoğraflama Yöntemi” örnek bir uygulama ile tanıtılmıştır. Paleosismolojik Üç Boyutlu Sanal Fotoğraflama Yöntemi, sırasıyla planlama, fotoğraflama, fotoğrafların birbirine eklenmesi ve sanal tur oluşturulması olmak üzere dört aşamadan oluşmaktadır. Bu yöntem ile elde edilen sanal tur, bir hendek çalışmasının görsel olarak okuyucuya sunulmasına olanak sağlamanın ötesinde, hendek verilerinin özellikle yorumlanması aşamasında çok önemli katkılar sağlamaktadır. Paleosismolojik Üç Boyutlu Sanal Fotoğraflama Yöntemi ilk defa, Tuz Gölü Fay Zonu (Orta Anadolu, Türkiye) üzerinde yürütülen paleosismoloji çalışmalarında uygulanmıştır. Orta Anadolu Bölgesi’nin en önemli kıta içi aktif fay zonlarından biri olan TGFZ, yaklaşık 200 km uzunluğunda, KB-GD doğrultulu, aktif, sağ yanal doğrultu atım bileşenli normal bir fay zonudur. Uzunlukları 9 ile 33 km arasında değişen birbirine koşut veya yarı koşut fay segmentlerinden oluşan TGFZ’nun en önemli segmentlerinden biri Akhisar-Kılıç segmentidir. Bu çalışmada, Akhisar-Kılıç segmentinin orta bölümünde bir hendek kazılmıştır. 

Hendek stratigrafisi, fay koluviyal kama geometrisi, fay kollarının yukarıya doğru sonlanması gibi paleosismolojik ölçütler ve C14 yaş verileri kullanılarak yapılan değerlendirmede, Duru-2011 Hendeği’nde  son 23 000 yıl içerisinde üç paleosismik olay tanımlanmıştır. Diğer taraftan, Akhisar-Kılıç segmenti üzerinde  yürütülen bir başka paleosismoloji çalışmasında, son 10 500 yıl içerisinde iki deprem tanımlanmıştır. Aynı segment üzerindeki iki hendekten derlenen deprem verileri fay penceresi yöntemiyle değerlendirilmiş ve Akhisar-Kılıç segmenti için ortalama deprem tekrarlanma aralığı 10390 yıl olarak hesaplanmıştır. Akhisar-Kılıç segmenti üzerindeki yakın dönem (Geç Pleyistosen-Günümüz) düşey kayma hızı 0,034 mm/yıl olarak hesaplanmıştır. Bu değer, segmentin uzun dönem (Geç Pliyosen) düşey kayma hızı (0,046 mm/yıl) ile oldukça uyumludur. 

Anahtar Kelimeler

• paleosismoloji
• C14
• paleosismolojik üç boyutlu sanal fotoğraflama yöntemi
• Tuz Gölü fay zonu

Paleoseismological Three Dimensional Virtual Photography Method, Case Study: Duru-2012 Trench, Tuz Gölü Fault Zone, Central Anatolia, Turkey

Öz

Paleoseismology is an active tectonic discipline that tries to obtain information about the location, time and magnitude of paleoearthquakes by using geological and geomorphological data. Paleoseismic trenching is the most important method that is frequently used in paleoseismology and provides considerable data. One of the most important problems encountered especially in deep and benched paleoseismological trench works is the visual representation of the trench stratigraphy and structure to the reader. In this paper, “Paleoseismological Three Dimensional Virtual Photography Method”, a new photographic method for paleoseismology, is presented with a case study. Paleoseismological Three Dimensional Virtual Photography Method consists of four stages which are respectively: planning, photographing, stitching
and constraction of virtual tour.
Paleoseismological Three Dimensional Virtual Photography Method has been applied for the first time
during the paleoseismological studies carried out on the Tuz Gölü Fault Zone (Central Anatolia, Turkey).
The Tuz Gölü Fault Zone (TGFZ) is one of the most important intra-continental active fault zones in the
Central Anatolian Region. TGFZ is an approximately 200 km-long, NW-SE trending, active normal fault
zone with a right lateral strike-slip component. The Akhisar-Kılıç segment is one of the most important
segments of TGFZ which is composed of fault segments parallel or sub-parallel to each other and with
lengths varying between 9 and 33 km. In this study, a paleoseismic trench (Duru-2011) has been excavated
on the middle section of Akhisar-Kılıç segment.
As a result of the evaluation carried out making use of paleoseismological criteria such as trench
microstratigraphy, geometry of fault colluvial wedge, upward termination of fault strands, and 14C age
data, three paleoseismic events were described within the Duru-2011, which occurred in the last 23 000
years. On the other hand, in the last 10 500 years two paleoseismic events has been described within the
another paleoseismological study. Earthquake data collected from the two trenches on the same segment
were evaluated by “fault window method”. And averagely earthquake recurrence period of Akhisar-Kılıç
segment was calculated as 10390 year. Short time (Late Pleistocene - Recent) annual vertical slip rate of
Akhisar-Kılıç segment was calculated as 0,034 mm/year. This value is well consistent with long term (Late
Pliocene) vertical geological slip rate (0,046 mm-year) of segment.

Anahtar Kelimeler

• 14-C
• paleoseismology
• paleoseismological three dimensional virtual photography method
• trench
• Tuz Gölü fault zone

Kaynakça

1. Aktuğ, B., Parmaksız, E., Kurt, M., Lenk, O., Kılıçoğlu, A., Gürdal, M. A., Özdemir, S., 2013. Deformation of Central Anatolia: GPS implications: Journal of Geodynamics, v. 67, no. 0, p. 78-96.
2. Baştanlar, Y., 2005. Parameter extraction and image enhancement for catadioptric omnidirectional cameras. Yüksek Lisans Tezi, O.D.T.Ü. Enformatik Enstitüsü, Ankara.
3. Baştanlar, Y. , Yardımcı, Y., 2005. Hiperbolik Aynalı Katadioptrik Tüm Yönlü Kameralar için Parametre Çıkarımı, IEEE Xplore, http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?arnum ber=01567669 (2009.04.20).
4. Besang, C., Eckhardt, F.J., Harre, W., Kreuzer, G., Müller, P., 1977. Radiometrische Alterbestimmungen an neogenenen Eruptivgesteinen der Turkei. Geologisches Jahrbuch 25,
5. Çemen, İ., Göncüoğlu, M.C., Dirik, K., 1999. Structural evolution of the Tuzgölü basin in Central Anatolia, Turkey. Journal of Geology, 107, 693-706.
6. Dirik, K., Göncüoğlu, M.C., 1996. Neotectonic characteristics of Central Anatolia, Int. Geology Review, 38, 807-817.
7. Dirik, K., Erol, O., 2000. Tuzgölü ve civarının tektonomorfolojik evrimi Orta Anadolu, Türkiye, Haymana-Tuzgölü Ulukışla Basenleri Uygulamalı Çalışma (Workshop), T.P.J.D. Bülteni, Özel sayı 5.
8. Dirik, K., 2001. Neotectonic evolution of the northwestward arched segment of the Central Anatolian fault zone, Central Anatolia, Turkey, Geodinamica Acta 14, 147-158.

9. Dirik, K., Erol, O., 2003. Tectonomorphologic evolution of Tuzgölü and surrounding area, central Anatolia-Turkey. Turkish Association of Petroleum Goelogists Special Publication, 5, 27-46.
10. Dönmez, M., Akçay, A.E., Kara, H., Türkecan, A., Yergök, A.F., Esentürk, K., 2005. Geological maps of Turkey in scale of 1/100 000 Aksaray L 32 sheet. MTA publications, 52, Ankara.
11. Ergün, B., Şahin, C. 2009. Digital Spherical Photogrammetry Techniques Recently in Use. Harita Dergisi, 142, p. 4050.
12. Fraser, J., Pigati, J. S., Hubert-Ferrari, A., Vanneste, K., Avşar, U., Altinok, S., 2009. A 3000-Year Record of Ground Rupturing Earthquakes along the Central North Anatolian Fault near Lake Ladik, Turkey: Bulletin of the Seismological Society of America, v. 99, no. 5, p. 26812703.
13. Innocenti, F., Mazzuoli, G., Pasquare, F., Radicati Di Brozola, F., Villari, L., 1975. The Neogen calc-alcalin volcanism of Central Anatolia: geochronological data on KayseriNiğde area: Geol. Mag., 112 (4), 349-360.
14. Koçyiğit, 2000. General neotectonic characteristics and seismicity of Central Anatolia, Haymana-Tuzgölü-Ulukışla basenlerinin uygulamalı çalışması (workshop). Abstracts, 1-26, Aksaray.
15. Koçyiğit, A., 2005. The Denizli graben-horst system and the eastern limit of western Anatolian continental extension: basin fill, structure, deformational mode, throw amount and episodic evolutionary history, SW Turkey. Geodinamica Acta, 18 (3-4), 167-208.
16. Koçyiğit, A., Beyhan, A., 1998. A new intracontinental transcurrent structure: the Central Anatolian fault zone, Turkey,. Tectonophysics 284, 317−336.
17. Koçyiğit, A., Erol, O., 2001. A tectonic escape structure: Erciyes pull-apart basin, Kayseri, Central Anatolia, Turkey: Geodinamica Acta, 14, 1-13.
18. Koçyiğit, A., Özacar, A., 2003. Extensional neotectonic regime through the NE edge of the Outer Isparta Angle, SW Turkey: New Field an Seismic Data. Turkish Journal of Earth Sciences, 12, 67-90.
19. Kürçer, A., 2012. Tuz Gölü Fay Zonu’nun Neotektonik Özellikleri ve Paleosismolojisi, Orta Anadolu, Türkiye. Doktora Tezi (yayınlanmamış), Tez no: 318203, Ankara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 318 sayfa, Ankara, 2012.
20. Kürçer, A., Gökten, Y.E., 2012. A New Photography Method for Paleoseismological Trenching: “Paleoseismological Three Dimensional Virtual Photography Method”, A Case Study: Tuzgölü Fault Zone, Central Anatolia, Turkey, Tectonics - Recent Advances, Evgenii Sharkov (Ed.), ISBN: 978-953-51-0675-3, InTech, Available from: http://www.intechopen.com/books/tectonics-
21. recent-advances/paleoseismological-three-dimensionalvirtual-photography-method-a-case-study-ba-larkayas-2010-trench
22. Kwiatek, K., 2005. Generation of a virtual tour in the 3D space applying panoramas, exercised on the sites of Dresden and Cracow. Lisans Tezi, AGH University of Science and Technology, Dresden.
23. McCalpin, J. P., 1987. Geological criteria for recognition of individual paleoseismic events in extensional environments. US Geological Survey Open-file Report 87-673, p. 102-114.
24. McCalpin, J. P. (Ed.), 1996. Paleoseismology, 588 p. Academic Press, New York.
25. Okay, A.I., Tüysüz, O., Satır, M., Özkan-Altıner, S., Altıner, D., Sherlock, S., Eren, R.H., 2006. Cretaceous and Triassic subduction-accretion, HP/LT metamorphism and continental growth in the Central Pontides, Turkey. Geological Society of America Bulletin, 118: 1247-1269.
26. Parian, J. A., 2007. Sensor Modeling, Calibration and Point positining with Terrestrial panoramic Cameras. Doctora Thesis, E.T.H. Zurich, Swisszerland.
27. Reilinger, R.E., Mcclusky, S.C., Vernant, P., Lawrence, S., Ergintav, S., C¸ akmak, R., Nadariya, M., Hahubia, G., Mahmoud, S., Sakr, K., Arrajehi, A., Paradissis, D., Al-Aydrus, A., Prilepin, M., Guseva, T., Evren, E., Dmitritsa, A., Filikov, S.V., Gomes, F., Al-Ghazzi, R., Karam, G.,
28. 2006. GPS constraints on continental deformation in the Africa-Arabia-Eurasia continental collision zone and implications for the dynamics of plate interactions: Journal of Geophysical Research, v. 111, p. V05411, doi:10.1029/ 2005JB004051.
29. Şaroğlu, F., Emre, Ö., Kuşçu, İ., 1992. Türkiye diri fay haritası, MTA, Ankara.
30. Şengör A.M.C.,1980. Türkiye’nin Neotektoniği’nin Esasları, Türkiye Jeoloji Kurumu Konferans Serisi 2.s.
31. Şengör, A. M. C., Görür, N., Şaroğlu, F., 1985. Strike-slip faulting and related basin formation in zones of tectonic escape: Turkey as a case study, in Biddle, K. T., and Christie Blick, N., eds.,
32. Strike-slip Deformation, Basin Formation, and Sedimentation, Soc. Econ. Paleontol. Spec. Publ., Volume 37, p. 227-264.
33. Wells, D.L., Coppersmith, K.J., 1994. New Empirical Relationships among Magnitude, Rupture Length, Rupture Width, Rupture Area, and Surface Displacement. Bulletin of the Seismological Society of America, Vol. 84, No. 4, pp. 974-1002.