Geri Dön

Investigation of rheological implications of the crustal reflectivity in the sea of Marmara

Marmara denizinde kabuğa ait yansıtılabilirliğin reolojik anlamlarının araştırılması

PDF İndir

  1. Tez No: 293679
  2. Yazar: ASLIHAN ŞAPAŞ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. AYSUN GÜNEY
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Jeofizik Mühendisliği, Geophysics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2010
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Jeofizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 149

Özet

Marmara Denizi (kuzeybatı Türkiye) sağ yanal atımlı Kuzey Anadolu Fay Zonu'nun batı ucunda yer alan ve Kuzey Anadolu Fay Zonu'nun doğrultu atım rejimi ile Ege'nin gerilme rejimi arasında geçiş bölgesi niteliğinde bulunan denizel bir havzadır. Karmaşık yapısı nedeniyle bilim insanlarının odak merkezi olan bölgeye olan ilgi 1999 yılında meydana gelen iki yıkıcı depremin ardından (Mw=7.4, İzmit; Mw=7.2, Düzce) daha da artmıştır. Yürütülen birçok çalışma bulunmasına rağmen, bölgenin detayı kabuk ve manto yapısı, tektonik geçmişi ve aktif tektoniği ile ilgili tartışmalar sürmektedir. Bu tezde, Marmara Denizi'nin üç ana havzası olan Tekirdağ, Orta ve Çınarcık Havzalarının altındaki kabuk ve mantoya ait reolojik modeller, çok kanallı sismik yansıma verisi ve telesismik deprem verileri kullanılarak araştırılmıştır. Bölge için mevcut bulunan Pn hızı ve anizotropisi, GPS ve ısı akısına ilişkin çalışmaların sonuçlarından da reolojik modellerin oluşturulmasında faydalanılmıştır.Marmara Denizi'nde 2001 yılına kadar toplanmış olan bütün deniz sismik yansıma verileri sığ veriler olmuşlardır. Marmara Denizi'nde ilk derin yansıma verisi, çok-disiplinli bir proje olan SEISMARMARA projesi kapsamında toplanmıştır. Proje sismik kırılma, derin sismik yansıma ve OBS çalışmalarından oluşmuştur. SEISMARMARA projesi Türk ve Fransız ekiplerinin ortak çalışmasıyla 2001 yılının Temmuz-Ekim ayları arasında yürütülmüştür. Fransız Le Nadir gemisi ile 360 kanallı, 4.5 km uzunluğunda streamer kullanarak 4000 km boyunca çok-kanallı sismik yansıma verisi toplanmıştır. Kaynak olarak 8100 cu. in. ve 2900 cu. in. single-bubble modundaki 12 hava tabancası düzeni kullanılmıştır. Çalışma iki bölümden oluşmuştur: bütün kuzey Marmara Denizi'ni kesen 45 sismik profili kapsayan birinci aşama ve Çınarcık Havzası ve sınırları boyunca, yoğun grid şeklinde toplanmış (600 ?900 m aralıklı yaklaşık 2200 km) ikinci aşama. Ayrıca bölgesel depremleri ve hava tabancası atışlarını kaydetmek üzere, 37 okyanus tabanı sismometresi (OBS) ve 30 kara istasyonu kurulmuştur. Bu tez kapsamında Tekirdağ Havzası içinde toplanmış olan Hat 11c ve Hat 22 b, Orta Havzada toplanmış olan Hat 11b ve Hat 40a, Çınarcık Havzası'nda toplanmış olan Hat 11a, Hat 143 ve Hat 130 dan oluşan (yaklaşık 142 km) 7 derin sismik profilin seçilen kısımları işlenmiştir.Tezde kullanılan SEISMARMARA projesi verileri TÜBİTAK-MAM YDBAE (Türkiye Bilimsel Araştırma Kurumu, Marmara Araştırma Merkezi, Yer ve Deniz Bilimleri Araştırma Enstitüsü) tarafından sağlanmıştır. Veriler, İstanbul Teknik Üniversitesi Nezihi Canıtez Veri İşlem Laboratuarında Sun-Solaris platformunda çalışan Disco-Focus veri işlem paketi kullanılarak işlenmiştir. Uygulanan ana veri işlem adımları izleyen şekildedir:?Verilerin ayıklanması,?Doğrudan ve kırılma atışlarının giderilmesi,?Atış-alıcı statik düzeltmesi,?Kazanç uygulaması (küresel açılıma),?Band geçiren süzgeçleme,?f-k filtresi,?Geometri tanımlanması,?Atış düzeninden ortak yansıma düzenine geçiş,?Hız analizi,?Dik yola kaydırma düzeltmesi,?Yığma,?F-k filtresi,?Mute,?Nitelik analizi (yansıma gücü).Hat 11b (Orta havza) ve Hat 11a (Çınarcık Havzası) da belirgin alt kabuk yansımaları gözlemlenmiştir. Tekirdağ Havzası altında (Hat 11c) alt kabuk yansımaları sadece kesitin batı kısımında havzanın dalan yamaçlarından gelen yansımaların etkisinin fazla olmadığı 7 s gidiş-geliş zamanında görülmüştür. Alt kabuk yansımalarının tipi, Çınarcık Havzası altında değişim göstermektedir. Bu bölgede alt kabuk yansımaları, 8 s gidiş-geliş zamanından sonra kaybolan, çok bantlı sismik yansımalar şeklinde gözlemlenmiştir.Hat 22b (Tekirdağ Havzası) ve Hat 40a (Orta Havza)'nın işlenmesiyle elde edilen derin yansıma paternleri Intra-Pontid sütur zonuyla ilişkili olabilir. 3 boyutlu derin sismik yansıma verisi ve diğer disiplinlerden veri olmaksızın bu ilişkinin kesinliği konusunda karara varmak güçtür.Bu tez kapsamında mantodaki jeodinamik süreçlerin derin jeolojik yapılar üzerindeki kontrolü de, üst mantodaki SKS ayrımlanması analizi ile araştırılmıştır. Büyüklüğü 5.0 den fazla ve odak derinliği 100 km'den büyük olan yaklaşık 450 deprem, kesme dalgası ayrımlanması parametreleri olan hızlı polarlanma açısı (fi,der) ve gecikme zamanını (dt, sn) elde etmek üzere analiz edilmiştir. Elde edilen kesme dalgası ayrımlanması parametreleri mantonun üst seviyelerinden bilgi taşıyan, mevcut Pn hızı ve anizotropisi çalışmalarının sonuçlarıyla ilişkilendirilerek değerlendirilmiştir.Marmara Denizi'nin doğusu için elde edilen SKS anizotropi doğrultusu, Pn anizotropisi çalışmalarından elde edilen sonuçlarla uyumlu değildir. Marmara Denizi'nin batı kısmı için, SKS, Pn anizotropisi, GPS ve yamulma doğrultuları uyumludur. İlişkilendirilen veriler Marmara Denizi'nin doğu kısmı için (Çınarcık Havzası) yüksek yansıtıcılık özelliği gösteren alt kabuk nedeniyle zayıf mantonun varlığını ve farklı GPS, SKS, Pn anizotropi yönleri ile düşük Pn hızı ve incelen kabuk nedeniyle gerilme altındaki göreceli olarak sıcak bir bölgeyi işaret etmektedir. Manto gücünde gözlemlenen değişim, bölgenin mekanik davranışının açıklanması için iki farklı reolojik modelle açıklanmasını gerektirmektedir. Sınıflandırılan fiziksel parametreler ışığında, reoloji ve deformasyon mekanizmalarının küçük ölçeklerde değişebileceği de göz önünde bulundurularak, araştırılan bölge, Marmara Denizi'nin doğusu (Çınarcık Havzası) için ?cream brulee?, Marmara Denizi'nin batısı (Tekirdağ Havzası) için ?jelly sandwich? olmak üzere iki farklı model ile tariflenmiştir. Orta Havza sınıflandırılan fiziksel parametreler açısından Tekirdağ ve Çınarcık Havzalarıyla karşılaştırılınca ortalama değerler gösterdiği için, bir geçiş bölgesi niteliğinde olduğu düşünülmektedir.Bu çalışmada derin sismik yansıma ve sismolojik veri setlerinin değerlendirilmeisinden yola çıkılarak, Marmara Denizi'nin derin havzaları için bir reolojik model üretilmiştir. Bölgede yapılacak detaylı ısı akısı, manyetotellurik ve gravite çalışmaları, Marmara Denizi'nin altındaki kabuk ve mantoya reolojik modelin geliştirilmesine büyük katkıda bulunacaktır.

Özet (Çeviri)

The Sea of Marmara (northwest Turkey) is a marine basin, which is situated at the western termination of the right lateral strike slip North Anatolian Fault Zone (NAFZ), as a transition area from strike slip regime of the NAFZ to extensional regime of Aegean. Due to its complicated structure, it has been focus of earth scientists especially, after two devastating 1999 earthquakes (Mw=7.4, İzmit; Mw=7.2, Düzce). In spite of numerous geological and geophysical surveys, there is still debate related to the detailed crustal and mantle structure, tectonic history and active tectonics of the region. In this thesis, rheological models of the crust and mantle beneath the three main basins of the Sea of Marmara (the Tekirdağ, the Central and the Çınarcık Basins) based on multi-channel deep seismic reflection and teleseismic earthquake data are investigated. Present results of Pn velocity and anisotropy, GPS, heat flow studies are used to provide additional constraints for the derived rheological models.All of the marine seismic reflection data acquired in the Sea of Marmara until 2001 were shallow data. The first deep seismic reflection data of the Sea of Marmara were acquired in a multidisciplinary project, the SEISMARMARA. The project was a combination of seismic refraction, deep seismic reflection and OBS studies. SEISMARMARA project was conducted with the collaboration of Turkish and French Teams in July-October 2001. French N/O Le Nadir acquired 4000 km of multi-channel seismic reflection data using a 4.5 km long streamer with 360 channels. As a source, 8100 cu.in. and 2900 cu.in. single-bubble mode 12-air gun array was used. Survey consisted of two parts: Leg 1 with 45 seismic profiles crossing the whole northern Sea of Marmara and Leg 2 with a dense grid of seismic profiles (~2200 km with 600-900 m spacing) across the Çınarcık Basin and its margins. Also 37 ocean bottom seismometers (OBS) and 30 land stations were deployed to record regional earthquakes and airgun shots. In this thesis, selected parts of 7 deep seismic reflection lines (~142 km); Line 11c and Line 22b in the Tekirdağ Basin; Line 11b and Line 40a in the Central Basin; Line 11a, Line 143 and Line 130 in the Çınarcık Basin are processed.EMSI-TUBITAK-MAM (Earth and Marine Sciences Institute of Scientific and Technological Research Council of Turkey- Marmara Research Center) provided the SEISMARMARA data used in the thesis. The data are processed in the Nezihi Canıtez Data Processing Laboratory of İstanbul Technical University using Disco-Focus data processing package running on a Sun-Solaris platform. Main seismic data processing steps applied to the data are as follows:?Data editing,?Mute,?Shot-receiver statics correction,?Gain (spherical divergence),?Band-pass filtering,?f-k filtering,?Geometry definition,?Sort,?Velocity analysis,?Normal move-out (NMO) correction,?Stack,?f-k filtering,?Mute,?Attribute analysis (reflection strength).Lower crustal seismic reflections are significant on Line 11b (the Central Basin) and Line 11a (the Çınarcık Basin). Beneath the Tekirdağ Basin (Line 11c), the base of the lower crustal reflections is only identified around 7 s twt on the western part of the section, where reflections from the western slopes of the basin are not severe. On the stack section of Line 11b (the Central Basin), the base of lower crustal reflections is around 7-8 s twt. Nature of lower crustal reflections change beneath the Çınarcık Basin (Line 11a). They are in the form of multiple-band seismic reflections disappearing after 8 s twt.Moho reflections exist on the stack section of the Line 22b (the Tekirdağ Basin), which are visible between 10-12 s twt as dipping reflections. Beneath the Central Basin (Line 40a) similar dipping and discontinuous Moho reflections are distinguishable after 9 s twt. No clear Moho reflections are visible on the seismic stack sections of Line 143 and Line 130 (the Çınarcık Basin).Deep seismic reflection patterns of Line 22b (the Tekirdağ Basin) and Line 40a (the Central Basin) might be correlated with the traces of the Intra-Pontid suture zone but it is difficult to attain a definite conclusion without 3-D deep seismic reflection and multi-disciplinary data.In this thesis, the control of mantle processes upon deep crustal geologic features is also investigated by studying shear wave anisotropy in the upper mantle. Teleseismic earthquake data from selected ~450 events with magnitude greater than 5.0 and focal depth greater than 100 km are analyzed to obtain the shear wave splitting parameters, fast polarization direction (fi ,deg) and delay time (dt,sec). Automated Shear Wave Splitting Analysis code Ass.f is used on Linux platform to calculate the parameters. Obtained shear wave splitting parameters are correlated with the existing results of Pn anisotropy and velocity studies since they convey information from the upper levels of the mantle.SKS anisotropy direction, which is analyzed for the east of the Sea of Marmara (Şapaş and Boztepe-Güney, 2009), is not consistent with the results of Pn anisotropy studies. For the west of the Sea of the Marmara, SKS, Pn anisotropy GPS and strain directions are coherent. High Pn velocities, consistent strain, Pn and SKS anisotropy directions suggest a strong mantle for the western Sea of the Marmara beneath the Tekirdağ Basin. Correlated data indicates a weak mantle for the east of the Sea of Marmara (The Çınarcık Basin) due to highly reflective lower crust and probably hot region under extension beneath the basin, different GPS, SKS and Pn anisotropy orientations, low Pn velocities and thinner crust. Differing strength of the mantle requires two different rheological models to explain the mechanical behaviour of the region. In the light of the classified parameters, investigated region is expressed in terms of two different rheological models, cream brulee for the east (beneath the Çınarcık Basin) and jelly sandwich for the west of the Sea of Marmara (beneath the Tekirdağ Basin) considering the fact that rheology and deformation mechanisms may vary over short spatial (shear zone) scales. The Central Basin reflects the features of a transition area with moderate physical parameters evaluated in the comparison of the basins.This study provides a rheological model for the three deep basins of the Sea of Marmara based on the deep seismic and seismological data sets. Detailed heat flow, magnetotelluric and gravity data focused in the Sea of Marmara would provide improved rheological models of the crust and mantle beneath the Sea of Marmara in the future.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    879782

    Development of novel biopolyamide compounds as a green and sustainable alternative to petroleum derived polymers and their applications in medical field

    Petrolden elde edilen polimerlere yeşil ve sürdürülebilir bir alternatif olarak özgün biyopoliamit bileşiklerinin geliştirilmesi ve tıbbi alanda uygulamaları

    ŞEBNEM GÜLEL

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. FATOŞ YÜKSEL GÜVENİLİR

  2. Tez No

    886078

    Tuneable carbon nanotube-based sensors for a textile-integrated respiratory system

    Tekstile entegre edilmiş solunum sistemi için ayarlanabilir karbon nanotüp tabanlı sensörler

    DİLAN ARSLAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ESMA SEZER

    PROF. DR. HÜLYA CEBECİ

  3. Tez No

    875279

    Young's modulus characterization of polydimethylsiloxane (PDMS) microfluidic chips for viscosity measurements

    Viskozite ölçümleri için tasarlanmış polidimetilsiloksan (PDMS) mikroakışkan çiplerinin young modülü karakterizasyonu

    CEYDA KÖKSAL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Biyomühendislikİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMET CAN ERTEN

    DOÇ. ONUR FERHANOĞLU

  4. Tez No

    528064

    From belief to religion: Understanding the Gion Festival as a politico-cultural phenomenon

    İnançtan dine: Gion Festivali'ni siyasi-kültürel bir olgu olarak kavramak

    OĞUZHAN KAYA

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    TarihBoğaziçi Üniversitesi

    Tarih Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ARZU ÖZTÜRKMEN YILMAZ

  5. Tez No

    612889

    The issue of the origin of language in İbn Jinnī's al-Haṣā'iṣ

    İbn Cinni'nin al-Haṣā'iṣ'inde dilin kaynağı meselesi

    HATİCE SAK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Dilbilimİbn Haldun Üniversitesi

    Medeniyet Araştırmaları Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ NAGİHAN HALİLOĞLU

Geri Dön