Interpretation of controlled source seismic data across the North Atlantic passive margin
Kuzey Atlantik pasif marjini boyunca kontrol kaynaklı sismik verilerin yorumlanması
- Tez No: 863654
- Danışmanlar: PROF. DR. HANS JENSEN THYBO, DR. METİN KAHRAMAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Jeofizik Mühendisliği, Geophysics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Katı Yer Bilimleri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Jeodinamik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 63
Özet
Fennoskandiya Kalkanı olarak da bilinen Baltık Kalkanı, Kuzey Avrupa'da, Arktik ve Kuzey Atlantik Okyanuslarının Güney ve Doğu kıta kenarlarını içeren bir bölgedir ve İskandinav-Atlantik kıyı şeridi boyunca uzanan ve genellikle 1000 m'yi aşan bir topoğrafyaya sahip olup, İskandinavya sıradağlarına ev sahipliği yapmaktadır. Bölgenin oluşumu, Arkeen'den Paleoproterozoik döneme kadar çeşitli kıtaların ve mikro kıtaların birleşmesinden ve Neoproterozoyik'ten Paleozoyik döneme kadar ki dönüşüm süreçleri etkili olmuştur. Fennoskandiya Kalkanı üç farklı orojenden oluşur. Bunlar; en güneydeki bölgede Blekinge Bornholm orojeni, güneybatıda Svekonorvegiyen orojeni ve doğu kesiminde Svekokarelya orojeni. Kuzey kısmı ise Kaledonid orojen ile sınırlanmıştır. Fennoskandiya Kalkanındaki kabuk büyümesi kuzeydoğuda Mezo ve Neoarkeen döneminde başlamış ve güneybatıya doğru ilerlemiştir. Kabuk genişlemesinin ana evresini, ağırlıklı olarak, Arkeen kabuğunun bile önemli ölçüde değişimine neden olan Svekokarelian orojenezi temsil etmektedir. Bunlara ek olarak, Senja adası Batı Troms Temel Kaya Kompleksinde yer almaktadır. İlaveten, pasif kıta kenarlarında yüksek dağ silsilelerinin bulunması İskandinavya, Grönland, Doğu ABD, Güneybatı Afrika, Brezilya, Batı Hindistan ve Güneydoğu Avustralya da dahil olmak üzere, dünyanın çeşitli bölgelerinde örnekleri olan bir durumdur. Ancak, yine de bu bölgelerde yüksek topografilerin nedeni, karmaşık tektonik süreçleri içerdiğinden, tam olarak anlaşılamamıştır. Bu bakımdan, özellikle Kuzey Atlantik pasif kenarı ile Fennoskandiya kalkanı arasında bulunan dağ silsilesi ilgi odağıdır. İzostatik modellere göre, bu büyüklükteki dağların altında telafi edici bir kök olması beklenir. Ancak, kabuk kalınlığındaki değişimleri inceleyen sismik ölçümler, gerekli düzeyde telafi için yeterli boyutta bir kökün varlığını işaret etmemektedir. Kuzey İskandinavya'daki kabuğun fiziksel özelliklerini daha iyi anlamak için kontrol kaynaklı sismik profili kayıtlarından yararlandık. Şu ana kadar yapılan sismik çalışmalara dayanarak, Fennoskandiya Kalkanı'nın yüksek topografisini tam olarak açıklamak mümkün olmamıştır. Bu yüzden, çalışmamızın temel hedefi, tortul havza ve kabuk yapısı hakkında bilgi elde ederek okyanusal kabuğun oluşum ve süreçleri hakkında sonuç elde etmektir. Senja OBS Araştırma Profili olarak adlandırılan, kontrol kaynaklı sismik araştırma profili sayesinde profil boyunca tüm bu özellikleri keşfetmek mümkün olabilecektir. Özellikle bu çalışmada kullanılan geniş açılı yansıma ve kırılma yaklaşımı, kabuk yapısının belirlenmesinde tercih edilen başlıca yöntemlerdendir. Bu yöntem, çok sayıda kontrol kaynaklı atış içerdiğinden örnekleme aralığı ve çözünürlüğü yüksek bir veri sunmaktadır. Bu sebeple, bölgeye komşu olan Kuzey Atlantik pasif marjının kabuksal özelliklerini yüksek çözünürlüklü kabuksal hız modeli ile açıklamayı hedefliyoruz. Bu çalışma kapsamında kullanılan sismik verileri, okyanus tabanının altındaki sismik aktiviteyi tespit etmek için özel olarak bölgeye konumlandırılmış Okyanus Tabanı Sismometresi (OBS) kayıtlarından elde edilmiştir. Bu aletler kalıcı olarak deniz tabanında değildir, ancak sismik dalgaların neden olduğu yer hareketini ölçmek için tasarlanmıştır. Kontrollü sismik kaynakların amacı ise, deprem sismolojisinin sağlayabileceğinden daha ayrıntılı ve yüksek çözünürlüklü olacak şekilde yer kabuğu ve litosfer tabakasına ait görüntüler elde etmektir. Jeofizikte kullanılan aktif ve kontrollü kaynakların kaynak imzası ve buna bağlı olarak nedne oldukları yer hareketinin frekans içeriği; yayılım, genlik ve periyotları farklı olduğu için mevcut her bir kaynağın kullanım yeri ve amacı farklı olabilmektedir. Söz konusu bu kaynaklar için hava tabancaları, titreşim sismikleri, ağırlık düşürme, çekiçler ve TNT gibi patlayıcı kaynakları örnek verebiliriz. Her kaynağın yer içinde yayılması için farklı bir güç kapasitesi vardır, bu nedenle her birinin özelliklerine göre kullanılmaları gerekir. Sismik kaynak, patlayıcılar veya titreşimli sistemler gibi kaynaklar aracılığıyla toprağa enjekte edilir ve dalga cepheleri adı verilen genişleyen küresel desenlerdeki sismik dalgaların yer içinde seyahat etmesini sağlar. Sismik dalgalar yerin hem iç kısımlarında hem de yüzeyinde her yöne doğru yayılabilirler. Boyuna sıkışan P-dalgaları, makaslama tipinde S-dalgaları, Love ve Rayleigh dalgaları gibi yüzey dalgalarının zamansal dağılımlarını temsil eden karmaşık özellikli sayısal veri kayıtları kullanılmaktadır. P-dalgaları, katılar, sıvılar ve gazlar yoluyla yayılabiliyorken, S-dalgaları yalnızca katı ortamlarda gözlemlenebilir. P-dalgaları, aynı ortamdaki S-dalgalarından daha hızlı yayılma oranlarını korur. Bu tez çalışması kapsamında ise P dalgaları kullanılmıştır. Çalışmamızda, sismik dalgaların varış zamanı gözlemlerine bağlı yöntemler ve bu yöntemlerin temel aldığı Huygens Prensibi, Snell Yasası ve Fermat İlkesi gibi optik alanında bilinen teorik altyapı kullanılarak, elastik dalga hareketinin yer içerisindeki hızlanma karakteristiği elde edilmektedir. Günümüzde halen, sismik yöntemler, yerin iç yapısını anlamak ve de petrol ve gaz yataklarının, madencilik bölgelerinin ve potansiyel fay yapılarının keşfedilmesi amacıyla kullanılan en yaygın yöntemlerin başında gelmektedir. Örneğin, sismik geniş açılı yansıma / kırılma (WARR) yöntemi, büyük genliklere sahip yansımaları ve kırılan dalgaların ilk gelişlerini incelemeye dayanır. Bu gelenleri tanımlamak için atış konumu (XS) ile alıcı konumu (XR) arasında uzun ofsetler gerekir. WARR araştırmaları için, tipik olarak atış başına 50-2000 kg yük büyüklüğüne sahip patlayıcılar olmak üzere daha büyük kaynaklara ihtiyaç vardır. Öte yandan, sismik kırılma araştırmalarında, aralarında 1-5 km boşluk olacak şekilde değişen sayıda kayıt cihazı kullanır. Litosfer çalışmalarında, 1-50 Hz aralığında ve birkaç kilometrelik P-dalgası dalga boylarına karşılık gelen frekans aralıkları kullanılır. Sismik kırılma çalışmalarında kaydedilen sismik dalgalar, kırılan dalgaların daha uzun seyahat yolları boyunca daha yüksek frekanslı bozulma nedeniyle yansıma sismik verilerine kıyasla tipik olarak daha düşük frekanslara sahiptir. Araştırmamızda modellemek istediğimiz yer içi yapısı, gözlemlenen sismik dalgaların genlik, varış zamanı ve dalga boyundaki değişimler gibi fiziksel özelliklerine bağlı olarak değişim gösteren bir olgudur. Buna göre gözlemlenmesi olası sismik dalga fazlarının varış zamanları tahmin edilerek, modellenecek olan katman kalınlığı ve katmana ait sismik hız tahminleri yapılabilir ve yorumlama için kullanılabilir. Sonuç olarak, bu tez çalışması ile kabuk ölçeğinde bir sismik hız modeli sunuyoruz. Sonuçlarımız inceleme bölgesinin altında yarı düz bir sedimanter yapının olduğunu ve bu sedimanter yapının kalınlığının ve derinliğinin okyanusal kısımdan kıtasal kısıma doğru giderek arttığını göstermektedir. Yaklaşık 10 kilometre derinliğe sahip olan bu sedimanter yapının hızı ise 5.00-5.40 km/s civarındadır. Ayrıca üst kabuğun kalınlığı yaklaşık 3 kilometre ve hızı 6.00–6.70 km/s civarındadır. Sonuçlarımız sedimanter yapının klasik olarak beklenenden önemli ölçüde daha kalın olduğunu göstermektedir. Bu devasa sedimanter yapının nedeni Geç Triyas-Erken Jura, Orta Kretase veya Geç Kretase-Erken Senozoyik erozyonların bir sonucu olabilir.
Özet (Çeviri)
The high topography of the western Fennoscandian shield is adjacent to the North Atlantic passive margin is enigmatic. High mountains located along passive margins are not uncommon and can be found in various regions worldwide, including Scandinavia, Greenland, the East US, SW Africa, Brazil, West India, and SE Australia. However, the precise mechanism behind the origins of high topographies at passive margin edges is not fully understood, and there is doubt that they were formed by very complex tectonic processes. Of particular interest is the fact that the effect of high topography on the shaping of the shelf has not yet been fully explained in the study region. Therefore, to gain a better understanding of the physical properties of the crust on the Northern Norwegian shelf, we used explosion profile records. The primary objectives of our study are to determine the sedimantary and upper crustal structure along the profile. The seismic wide-angle reflection and refraction method is used in this study as a geophysical method. We can model the velocity owing to the wide-angle seismic data that is recorded both onshore and offshore. Thus, we can explain the lithospheric conditions via a model. We use relevant geological and geophysical data for the offshore during the modelling process to build the geometry of the first model. This involves calculating the thickness of the sedimentary layer and the depths of intra-crustal interfaces. By combining these approaches, we aim to discover and explain the reason how the crustal structure of the shelf may be affected by onshore structure and how the hypsometric changes are related. At the heart of our investigation lies the ambition to unravel the geological processes that underpin the formation of crustal structure of the Norwegian shelf. Beyond mere topographical curiosity, our ultimate goal is to cultivate a comprehensive understanding of the crustal properties of north-western Fennoscandia. In doing so, we aspire to make a meaningful contribution to the broader global understanding of mountain formation dynamics and the intricate interplay of forces at passive margins. Through a rigorous exploration of the region's tectonic intricacies and the deployment of diverse geophysical techniques, our endeavour seeks to clear up on the origins of the the North Atlantic passve margin's oceanic crust properties. We present a crustal scale seismic velocity model. Our results show a sedimentary basement, which is semi plain, and the thickness of this sedimentary structure gradually increases between 4 to 10 km from the oceanic to the continental. Therefore, the upper crust thickness is around 3 kilometres and 6.00–6.70 km/s. In addition to all this, we will support our model with the land stations in the future, and our model will clear up the transition zone structure at the North Atlantic passive margin. Though, results of the model might be the reason of the sediment is significantly thicker than classically expected because of historical Late Triassic–Early Jurassic, tentatively mid-Cretaceous, or Late Cretaceous–early Cenozoic erosional events.
Benzer Tezler
- 3-D velocity structure of the gulf of Izmir (Western Turkey) by using traveltime tomography
İzmir körfezi'nin seyahat zamanı tomografisi ile 3-B hız modelinin elde edilmesi
ZEHRA ALTAN SAĞLAM
Doktora
İngilizce
2022
Jeofizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiJeofizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NESLİHAN OCAKOĞLU GÖKAŞAN
- Tectonic and magmatic structure of Lake Van basin and its structural evolution, Eastern Anatolia accretionary complex (EAAC), East-Turkey
Van Gölü havzasının tektonik ve magmatik yapısı ve yapısal evrimi, Doğu Anadolu yığışım karmaşığı (DAYK), Doğu Türkiye
MUSTAFA TOKER
Doktora
İngilizce
2011
Jeofizik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİklim ve Deniz Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. A. M. CELAL ŞENGÖR
- Sıfır açılımlı tek kanal deniz sismiği verilerinin modellenmesi
Başlık çevirisi yok
ALİREZA BARGHİ
Yüksek Lisans
Türkçe
1993
Jeofizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiY.DOÇ.DR. BERKAN G. ECEVİTOĞLU
- Depositional sequences and hydrocarbon potential of the tertiary sediments of the eastern trace basin, based on sequences stratigraphic concepts ( 2 volume)
Doğu Trakya Havzası tersiyer sedimanter istifinin sekans stratigrafi prensipleri çerçevesinde çökel sekansları ve hidrokarbon potansiyeli. (2 cilt)
SÜLEYMAN TURGUT
Doktora
İngilizce
1997
Jeoloji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. GÖKSENİN ESELER
- Geoteknik özelliklerin belirlenmesinde sismik ve penetrasyon deneylerinin karşılaştırılması
The Comparison of in-situ seismic and penetration test for the determination of geotechnical properties
RECEP İYİSAN