Yerbilimleri 1301-2894 2687-2978 Hacettepe Üniversitesi 10.17824/yerbilimleri.868411 Engineering Mühendislik Muğla Fault, SW Turkey: New morphometric, Geomorphologic and Paleoseismologic Findings Muğla Fayı, GB Türkiye: Morfometrik, Jeomorfolojik ve Paleosismolojik Yeni Bulgular Akyüz Hüsnü Serdar İstanbul Teknik Üniversitesi, Maden Fakültesi https://orcid.org/0000-0001-9855-7533 Basmenji Mehran İstanbul Teknik Üniversitesi, Maden Fakültesi Kırkan Erdem İstanbul Teknik Üniversitesi, Maden Fakültesi https://orcid.org/0000-0002-7778-2018 Aksoy Murat Ersen Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi https://orcid.org/0000-0003-4614-9399 Dikbaş Aynur İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa https://orcid.org/0000-0002-6501-760X Erturaç Mehmet Korhan Sakarya Üniversitesi 08 20 2021 42 2 232 260 01 26 2021 08 07 2021 Copyright © 1976, Yerbilimleri 1976 Yerbilimleri

Muğla Fault is an active normal fault located in southwest Anatolia. It is represented by WNW-ESE trending parallel fault segments in the vicinity of Muğla city while it has more simple geometry towards SE with a trend of NW-SE. The fault controls the northeastern boundary of the Muğla basin and cuts mainly through crystallized limestone and marble. Fault scarps are clearly visible in places along the 25 km long fault. The fault planes with a high dip angle to SW are generally covered by thick slope deposits. In this study, morphometric and paleoseismologic investigations were performed in order to investigate the tectonic activity of the Muğla Fault. The calculated morphometric indices; hypsometric integral (HI), ratio of valley floor width to valley height (Vf), mountain front sinuosity (Smf), revealed that the Muğla Fault controls the morphology and tectonic processes are more dominant than erosional processes. An excavated surface in a construction area in the Muğla city center was studied for collecting paleoseismological data. The data from this surface suggest a historical earthquake that occurred around B.C. 6000 and at least one (possibly two) paleoearthquake(s) after B.C. 5200. We suggest that the two (possibly three) paleoevents, which are determined in this study, were able to rupture the surface and the magnitude of each event was M ≥ 6.

Muğla Fayı, GB Anadolu’da yer alan aktif bir normal faydır. Muğla ve batısında BKB-DGD konumlu paralel fay kollarından oluşan yapı Muğla doğusunda daha basit bir geometri kazanarak KB-GD konuma döner. Çoğunlukla kristalize kireçtaşı ve mermerleri kesen fay Muğla Havzası’nın KD kenarını kontrol eder. 25 km uzunluğundaki fay boyunca yer yer fay şevleri açık olarak görülür. Yüksek eğimli ve GB’ya eğimli fay şevleri çoğunlukla kalın yamaç molozlarıyla örtülmüştür. Muğla Fayı’nın aktivitesini araştırmak için morfometrik ve paleosismolojik çalışmalar yapılmıştır. Hipsometrik integral (HI), vadi tabanı genişliğinin vadi yüksekliğine oranı (Vf) ve dağ cephesi eğriliği (Smf) indisleri, Muğla Fayı’nın morfolojiyi kontrol ettiğini ve tektonik süreçlerin erozyonal süreçlere göre daha baskın olduğunu göstermiştir. Muğla il merkezinde yer alan bir inşaat yarması paleosismolojik açıdan incelenmiştir. Bu yarmada elde edilen veriler MÖ 6000 yılı civarında bir deprem olduğunu ortaya koymuştur. Bunun dışında MÖ 5200 yılından sonra en az bir (muhtemelen iki) önemli deprem daha meydana geldiği belirlenmiştir. Bu iki (veya üç) eski depremin yüzey kırığı oluşturacak büyüklükte olduğu ve en az M ≥ 6 olması gerektiği anlaşılmıştır.

 Depremsellik Morfometri Muğla Fayı Paleosismoloji Seismicity Morphometry Muğla Fault Paleoseismology TÜBİTAK 116Y179 AFAD (TC Başbakanlık Afet ve Acil Durum Yönetimi, Deprem Dairesi Başkanlığı), 2020 http://www.deprem.gov.tr Son erişim tarihi: 01.12.2020. Aktimur, H.T., Sarıarslan, M.M., Sönmez, M., Keçer, M., Uysal, Ş. ve Özmutaf, M., 1996. Muğla İlinin (Merkez İlçe) Arazi Kullanım Potansiyeli. Maden ve Tetkik Arama Genel Müdürlüğü, (Ankara), MTA Raporu: 48 Akyüz, H.S., Uçarkuş, G., Şatır, D., Dikbaş, A. ve Kozacı, Ö., 2006. 3 Şubat 2002 Çay depreminde meydana gelen yüzey kırığı üzerinde paleosismolojik araştırmalar. Yerbilimleri, 27/1, 41-52. Altunel, E., Barka, A. and Akyüz, H.S., 1999. Palaeoseismicity of the Dinar Fault, SW Turkey. Terra Nova, 11 (6), 297-302. Ambraseys, N.N. 2009. Earthquakes in the Mediterranean and Middle East: a multidisciplinary study of seismicity up to 1900. London: Cambridge University Press. Ambraseys, N.N. and Finkel, C.F., 1991. Long-term seismicity of Istanbul and the Marmara Sea region. Terra Nova, 3, 527-539. Ambraseys, N.N. and Jackson, J.A., 1998. Faulting associated with historical and recent earthquakes in the Eastern Mediterranean region. Geophysical Journal International, 133, 390-406. Atalay, Z. 1980. Muğla - Yatağan ve Yakın Dolayı Karasal Neojeninin Stratigrafi Araştırması. JMO Bülteni, 23, 3-99. Barka, A.A., 1994. Gökova Körfezinin Tektonik özellikleri ve deprem potansiyeli. Gökova Körfezi çevre sorunları ve çevre yönetimi sempozyumu, 28-30 Haziran. Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Çevre Mühendisliği Bölümü Yayını. 30-38. Barka, A.A., Reilinger, R., Şaroğlu, F. and Şengör, A.M.C., 1995. The Isparta Angle: Its importance in the Eastern Mediterranean region. IESCA-1995. 1-17. Barka, A.A., Altunel, E., Akyuz, S., Şaroğlu, F., Emre, Ö. and Kuşçu, İ., 1996. Study of active faults and limestone fault scarps in SW Anatolia. National Marine Geological and Geophysical Programme. Koordinator Naci Görür, Workshop 1. 8-9 Feb. 1996. 61-67. Barka, A.A. and Reilinger, R., 1997. Active tectonics of the Eastern Mediterranean region deduced from GPS, neotectonic and seismicity data. Annali di Geofisica, XL, 587-610. Bozkurt, E. 2001., Neotectonics of Turkey – a synthesis. Geodinamica Acta, 14, 3- 30. Cohen, H., Dart, C., Akyüz, H.S. and Barka, A., 1995. Syn-rift sedimentation and structural development of the Gediz and Buyuk Menderes Graben, western Turkey. Journal of the Geological Society of London, 152, 629-638. Dart, C., Cohen, H., Akyüz, H.S. and Barka, A., 1995. Basinward migration of rift-border faults: Implications for facies distribution and preservation potential. Geology, 23 (1), 69-72. Dewey, J..F., 1988. Extensional collapse of orogens. Tectonics, 7, 1123–1139. Dewey, J.F. and Şengör, A.M.C. 1979. Aegean and surrounding regions: complex multi-plate and continuum tectonics in a convergent zone. Geological Society of America Bulletin, 90 (1), 84-92. Emre, Ö., Duman, T.Y., Doğan, A., Özalp, S., Tokay, F. and Kuşcu, İ., 2003. Surface Faulting Associated with the Sultandağ Earthquake (Mw 6.5) of 3 February 2002, Southwestern Turkey. Seismological Research Letters 74, 4, 382-392. Emre, Ö., Duman, T.Y., Özalp, S., Elmacı, H., Olgun, Ş. and Şaroğlu, F., 2013. Açıklamalı Türkiye Diri Fay Haritası, Ölçek 1:1.250.000. MTA Genel Müdürlüğü. Özel Yayın Serisi-30, Ankara. Ergin, K., Güçlü, U. ve 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. Ersoy, Ş., Altınok, Y. ve Yalçıner, A.C., 2000. Güneybatı Anadolu’nun Neotektonik Yapılarına Genel bir bakış ve bölgenin deprem etkinliği. III. Ulusal Kıyı Mühendisliği Sempozyumu. Özler, 5-7 Ekim 2000, Çanakkale. Eskiköy, F., Ergintav, S., Konca, A.Ö., Akoğlu, A., Akyüz, H.S. and Karabulut, H., 2019. Small Scale Fault Interactions: The 2017 Ula (Mugla) Earthquake sequence. Geophysical Research Abstracts, Vol. 21, EGU2019-12840-4. Eyidoğan, H. and Barka, A., 1996. The 1 October 1995 Dinar earthquake, SW Turkey. Terra Nova, 8, 479-485. 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. and Akyol, A., 1995. Rift formation in the Gökova region, southwest Anatolia: implications for the opening of the Aegean Sea. Geological Magazine, 132, 637–650. Guidoboni, E., Comastri, A. and Triana, G., 1994. Catalogue of Ancient Earthquakes in the Mediterranean Area up to the10th Century. Rome: Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia. Guidoboni, E. and 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. Gül, M., 2015. Lithological properties and environmental importance of the Quaternary colluviums (Muğla, SW Turkey). Environmental Earth Sciences, 74, 4089-4108. Gül, M., Karacan, E., ve Aksoy, M.E., 2014. Muğla kenti yerleşim alanı ve yakın çevresinin genel jeolojik ve mühendislik özelliklerinin araştırılması. Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi, (Muğla), Proje No: 12/54, 39. Gürer, F.Ö. and Yılmaz, Y., 2002. Geology of the Oren and Surrounding Areas, SW Anatolia. Turkish Journal of Earth Sciences, 11, 1-13. Gürer, Ö.F., Sanğu, E., Özburan, M., Gürbüz, A. and Sarica-Filoreau, N., 2013. Complex basin evolution in the Gökova Gulf region: implications on the Late Cenozoic tectonics of southwest Turkey. International Journal of Earth Sciences, 102, 2199-2221. Hakyemez, H.Y., 1989. Kale-Kurbalık (GB Denizli) bölgesindeki senozoyik yaşlı çökel kayalarının jeolojisi ve stratigrafisi. MTA Dergisi, 109, 9-21. Jackson, J., A., King, G. and Vita-Finzi, C., 1982. The neotectonics of Aegean: an alternative view. Earth and Planetary Sciences Letters, 61, 303-318 Jackson, J.A. and McKenzie, D.P., 1988. The relationship between plate motions and seismic moment tensors and rates of active deformation in the Mediterranean and Middle East. Geophysical Journal, 93, 45–73. Kahle, H.G., Cocard, M., Peter, Y., Geiger, A., Reilinger, R., Barka, A. and Veis, G., 2000. GPS-derived strain rate field within the boundary zones of the Eurasian, African and Arabian Plates. Journal of Geophysical Research, 105 (B10), 23353-23370. 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. Journal of Seismology, 1-13. doi: 10.1007/s10950-015-9526-8 Koçyiğit, A., Yusufoğlu, H. and Bozkurt, E., 1999. Evidence from the Gediz Graben for episodic two-stage extension in western Turkey. Journal of Geological Society of London, 156, 605–616. KOERİ (Kandilli Rasathanesi ve Deprem Araştırma Enstitüsü), 2020. http://www.koeri. boun.edu.tr. 01.12.2020 Konak, N. ve Şenel, M., 2002, 1/500.000 ölçekli Türkiye Jeoloji Haritaları, Denizli Paftası. MTA yayınları, Ankara. Koral, H., 2000. Surface Rupture and Rupture Mechanism of the October 1, 1995 (Mw=6.2) Dinar Earthquake, SW Turkey November 2000. Tectonophysics 327(1-2), 15-24. Le Pichon, X. and Angelier, J., 1979. The Aegean arc and trench system: a key to the neotectonic evolution of the Eastern Mediterranean area. Tectonophysics, 60, 1–42. Le Pichon, X. and Angelier, J., 1981. The Aegean Sea. Phil. Trans. Royal Soc. London, A: 300, 357–372. McKenzie, D.P., 1978a. Some remarks on the development of sedimentary basins. Earth Plane. Sci. Lett., 40, 25–32. McKenzie, D.P., 1978b. Active tectonics of the Alpine-Himalayan belt: the Aegean Sea and surrounding regions. Geophys. J. Royal Astronom. Soc., 55, 217–254. McKenzie, D.P. and Yılmaz, Y., 1991. Deformation and volcanism in western Turkey and the Aegean. Bulletin of the Technical University of Istanbul, 44 (1-2), 345-373. Meulenkamp, J.E., Wortel, M.J.R., Van Wamel, W.A., Spakman, W., Hoogerduyn and Strating E. 1988. On the Hellenic subduction zone and the geodynamic evolution of Crete since the late Middle Miocene. Tectonophysics, 146, 203–215. Meulenkamp, J.E., Van Der Zwaan, G.J., Van Wamel W.A., 1994. On Late Miocene to recent vertical motions in the Cretan segment of the Hellenic arc. Tectonophysics, 234, 53–72. NEIC (The National Earthquake Information Center), 2020. https://earthquake.usgs.gov/ contactus/golden/neic.php, 01.12.2020. Nyst, M. and Thatcher, W., 2004. New constraints on the active tectonic deformation of the Aegean. J. Geophys. Res., 109, B11406. Özden, S., Kavak, K.Ş., Koçbulut, F., Över, S. ve Temiz, H., 2003. 3 Şubat 2002 Çay (Afyon) Depremleri. Türkiye Jeoloji Bülteni, 45/2, 49-56. Papazachos, B., Kiratzi, A., Hatzidimitriou, P., and Rocca, A., 1984. Seismic faults in Aegean area. Tectonophysics, 106, 71-85 Pınar, N., ve Lahn. E., 1952. Türkiye Depremleri İzahlı Kataloğu. Ankara: Bayındırlık Bakanlığı, Yapı & İmar İşleri Reisliği Yayınları. Reilinger, R., McClusky, S., Oral, B., King, R., Toksöz, M.N., Barka, A.A., Kinik, I., Lenk, O. and Şanlı, I., 1997. Global positioning system measurements of present-day crustal movements in the Arabia-Africa- Eurasia plate collision zone. J. Geophys. Res., 102, 9983-9999. Reilinger, R., McClusky, S., Vernant, P., et al., 2006. GPS constraints on continental deformation in the Africa-Arabia, Eurasia continental collision zone and implications for the dynamics of plate interactions. Journ. Geophys. Res., 111, doi:10.1029/2005JB004051. Seyitoğlu, G. and Scott, B.C., 1991. Late cenezoic crustal extension and basin formation in West Turkey. Geological Magazine, 128, 155-166. Seyitoğlu, G. and Scott, B.C., 1994. Late cenezoic basin development in West Turkey: Gördes basin: tectonics and sedimentation. Geological Magazine, 131, 631-637 Seyitoglu, G. and Scott, B.C., 1996. The cause of N-S extensional tectonics in western Turkey: Tectonic escape vs. Back-arc spreading vs. Orogenic collapse. Journal of Geodynamics, 22, 145 - 153. Seyitoglu, G., Scott, B.C. and Rundle, C.C., 1992. Timing of Cenozoic extensional tectonics in west Turkey. Journal of the Geological Society, London, 149, 533-38. Seyitoglu, G., Tekeli, O., Çemen, I., Sen, S. and Isik, V., 2002. The role of the flexural rotation/rolling hinge model in the tectonic evolution of the Alaşehir graben, western Turkey. Geological Magazine, 139(1), 15-26. Soysal, H., Sipahioğlu, S., Kolçak, D. ve Altınok,Y., 1981. Türkiye ve Çevresinin Tarihsel Deprem Kataloğu. TÜBİTAK Proje No: TBAG 341, Istanbul. Şaroğlu, F., Emre, Ö. ve Boray, A., 1987. Türkiye’nin diri fayları ve depremsellikleri, Rapor No: 8174 (yayınlanmamış), MTA, Ankara. Şengör, A.M.C., 1979. The North Anatolian Transform Fault: its age, offset and tectonic significance, J. Geol. Soc. London, 136, 269–282. Şengör, A.M.C., 1980. Türkiye’nin neotektoniğinin esasları. Ankara: TJK yayını. Şengör, A.M.C., 1982. Ege’nin neotektonik evrimini yöneten etkenler. O. Erol,V. Oygür (Ed.), Batı Anadolu’nun Genç Tektoniği ve Volkanizması Paneli, TJK Yayını, 59–72. Şengör, A.M.C., 1987. Cross-faults and differential stretching of hanging walls in regions of low-angle normal faulting: examples from western Turkey. Continental Extensional Tectonics. Editors: Coward M.P., Dewey J.F., Hancock P.L. London, Geological Society. Şengör, A.M.C. and Yılmaz, Y., 1981. Tethyan evolution of Turkey; a plate tectonic approach,.Tectonophysics, 75, 181-241. Şengör A.M.C., Görür N. and Şaroğlu F., 1985. Strike-slip faulting and related basin formation in zones of tectonic escape: Turkey as a case study. Strike-slip Faulting and Basin Formation. Editors: Biddle K.T., Christie-Blick N. Oklohoma: SEPM. Taymaz, T., Jackson, J. and McKenzie, D., 1991. Active tectonics of the north and central Aegean Sea. Geophysical Journal International, Vol. 106, No. 2, s. 433-490, ISSN: 0956540X Taymaz, T., Tan, O. and 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). Yolsal-Çevikbilen, S., Taymaz, T. and 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.