Geri Dön

Geç kuvaterner çökellerinin kronolojisinin sentetik sismogramlarla rekonstrüksiyonu; Marmara denizi ve salda gölü örnekler

Reconstruction of the chronology of late quaternary sediments with synthetic seismograms; examples from the sea of Marmara and lake salda

PDF İndir

  1. Tez No: 933949
  2. Yazar: ASEN SABUNCU
  3. Danışmanlar: PROF. DR. KÜRŞAD KADİR ERİŞ
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Jeofizik Mühendisliği, Geophysics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Katı Yer Bilimleri Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Jeodinamik Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 266

Özet

Bu doktora tezi, hem gölsel hem de denizel ortamlarda sedimanter birimlerin kronostratigrafik rekonstrüksiyonuna yönelik yenilikçi ve disiplinler arası bir yaklaşım sunmaktadır. Geç Kuvaterner birikintilerinin fiziksel özelliklerine dayalı akustik modelleme teknikleri ile yüksek çözünürlüklü sismik yansıma verilerinin entegrasyonu yoluyla, dinamik sedimanter havzalarda çökellerin birikim süreçleri ve stratigrafik yapılarının daha iyi anlaşılması amaçlanmaktadır. Çalışma kapsamında, Marmara Denizi'nin derin deniz ortamı ile Salda Gölü'nün sığ gölsel ortamı olmak üzere iki farklı çökelme rejimi incelenmiş olup, bu farklı ortamlardaki sedimanter süreçlerin iklim değişkenliği, deniz seviyesi dalgalanmaları ve tektonik aktivite ile ilişkisi değerlendirilmiştir. Bu çalışmanın temel metodolojik katkılarından biri, yüksek çözünürlüklü sismik veriler ile sediman karot analizleri arasındaki korelasyonu güçlendiren sentetik sismogram modellemesinin uygulanmasıdır. Bu yöntem, sismik profillerde gözlemlenen akustik yansıtıcılar ile karotlarda belirlenen litolojik geçişler arasındaki bağlantının daha hassas bir şekilde kurulmasını sağlamaktadır. Sentetik sismogramların oluşturulmasında kullanılan temel fiziksel parametreler arasında hacim yoğunluğu, P-dalgası hızı ve manyetik duyarlılık yer almakta olup, bu parametreler sediman bileşimi ve çökelme süreçlerinin temel göstergeleri olarak değerlendirilmektedir. Disiplinler arası bu yaklaşım, stratigrafik geçişlerin, çökelme dinamiklerinin ve sedimanter havzaların zaman içindeki evriminin anlaşılmasına yönelik önemli yeni bakış açıları sunmaktadır. Marmara Denizi, hem östatik deniz seviyesi değişimleri hem de Kuzey Anadolu Fayı (KAF) boyunca gelişen aktif tektonik deformasyonun etkisi altında bulunan karmaşık bir denizel havza niteliğindedir. Bu tez kapsamında, Çınarcık, Kumburgaz, Orta ve Tekirdağ Havzalarındaki Geç Kuvaterner sedimanter kayıtları ayrıntılı olarak incelenmiş ve denizel ilerlemeler, gerilemeler ve kütle hareketi süreçleri arasındaki ilişkiler analiz edilmiştir. Yüksek çözünürlüklü sismik yansıma verileri, türbiditik kanal sistemleri, deltaya ait birikintiler ve hemipelajik çökellerin varlığını ortaya koymakta olup, bu sedimanter yapılar nispi deniz seviyesi değişimlerine bağlı olarak farklılaşmaktadır. Çalışmanın temel bulgularından biri, deniz seviyesi değişimlerinin sediman dağılımı üzerindeki etkisini gösteren belirgin çökelme evrelerinin tespit edilmesidir. Özellikle, Denizel İzotop Evresi (MIS) 1-2 ve MIS 4-5 geçişlerinde, farklılaşan sedimanter yüzeyler ve çökel sistemleri, deniz seviyesinin alçaldığı ve yükseldiği dönemlere bağlı olarak farklı depolanma süreçlerine işaret etmektedir. Düşük deniz seviyesi dönemlerinde türbiditik akışlar ve akarsu girdilerinin yoğunlaştığı görülürken, yüksek deniz seviyesi koşullarında hemipelajik çökellerin yaygın hale geldiği belirlenmiştir. Ayrıca, kütle hareketi çökellerinin (MTD'ler) analizi, aktif fay segmentlerine yakın bölgelerde sediman kararsızlığının stratigrafik yapıyı nasıl şekillendirdiğini ortaya koymaktadır. Bu sonuçlar, Marmara Denizi'ndeki tektonik aktivitenin Geç Kuvaterner boyunca sediman dağılımı ve çökelme süreçleri üzerindeki belirleyici rolünü vurgulamaktadır. Buna ek olarak, bu araştırmada, İstanbul ve Çanakkale Boğazları'ndaki eşik derinliklerinin Karadeniz, Marmara Denizi ve Akdeniz arasındaki hidrolik değişim süreçleri üzerindeki rolü ele alınmıştır. Paleobatimetri rekonstrüksiyonları ve sismik stratigrafi analizlerinin entegrasyonu sayesinde, bu su kütleleri arasındaki bağlantının zaman içinde nasıl değiştiği ve bu değişimlerin sedimanter dinamikler üzerindeki etkileri detaylandırılmıştır. Özellikle, İstanbul Boğazı üzerinden gerçekleşen Karadeniz çıkışlarının, Marmara Denizi'nin tuzluluk dengesi ve sedimantasyon süreçleri üzerinde belirleyici bir etkiye sahip olduğu ortaya konmuştur. Bu tezin ikinci çalışma alanı olan Salda Gölü, iklim değişkenliği ile gölsel çökelme süreçleri arasındaki etkileşimi incelemek için eşsiz bir doğal laboratuvar niteliğindedir. Güneybatı Anadolu'da yer alan karbonat açısından zengin ve alkali bir göl olan Salda Gölü, Orta ve Geç Holosen'de meydana gelen önemli hidrolojik dalgalanmaların izlerini içeren iyi korunmuş bir stratigrafik kayda sahiptir. Bu araştırmada, yüksek çözünürlüklü sismik araştırmalar ve sediman karot analizleri kullanılarak göl seviyesi değişimleri ve ilgili çökelsel süreçler yeniden yapılandırılmıştır. Sismik stratigrafi analizleri, göl seviyesi değişimleri ile ilişkili olarak farklı çökelme evrelerine karşılık gelen çoklu çökel birimlerini ortaya koymaktadır. 4200 yıl öncesine tarihlenen en eski birim, kurak iklim koşullarına bağlı olarak regresif evrede biriken kıyı ilerleme çökelleri ile karakterizedir. Holosen'in geç evresine geçiş, daha genç delta sekanslarının birikimi ve artan karbonat çökeltimi ile belirlenmiştir. Radyokarbon tarihlendirme sonuçları, göl seviyesinin yaklaşık 1690 yıl önce yükselmeye başladığını ve bu sürecin deltaların göl kıyısına doğru ilerlemesiyle eşzamanlı olarak gerçekleştiğini göstermektedir. Günümüz göl kenarında belirlenen Gilbert tipi yelpaze deltalarının varlığı, tektonik çökme ile hidrolojik denge arasındaki dinamik ilişkinin göstergesi olarak değerlendirilmiştir.Anadolu'daki diğer göllerle, özellikle Burdur Gölü ve Hazar Gölü ile yapılan karşılaştırmalar, Salda Gölü'ndeki Holosen hidrolojik değişimlerinin büyük ölçüde bölgesel yağış-buharlaşma dengesindeki farklılıklardan kaynaklandığını göstermektedir. Bu çalışmanın önemli metodolojik katkılarından biri, sentetik sismogram modellemesi ile sismik stratigrafi analizlerinin birleştirilmesidir. Yüksek çözünürlüklü sismik verilerin sediman karotlarından elde edilen fiziksel özellikler ile kalibre edilmesi sayesinde, stratigrafik korelasyonların doğruluğu artırılmış ve çökelme süreçlerine dair yorumlar güçlendirilmiştir. Marmara Denizi'nde, sentetik sismogramlar, litolojik sınırlarla ilişkilendirilebilen akustik empedans farklılıklarını belirlemede önemli bir araç olarak kullanılmıştır. Benzer şekilde, Salda Gölü'nde sentetik sismogramların uygulanması, sismik yansıtıcıların sedimanter yüzeylerle hassas bir şekilde eşleştirilmesini sağlamış ve göl seviyesi değişimlerinin çökelme süreçleri üzerindeki etkilerini daha ayrıntılı bir şekilde değerlendirmeye olanak tanımıştır. Bu araştırma, deniz seviyesi değişimleri, iklim değişkenliği ve tektonik aktivitenin sedimanter kayıtları nasıl şekillendirdiğine dair kapsamlı bir analiz sunmaktadır. Sentetik sismogram modellemesinin uygulanması, stratigrafik korelasyon tekniklerini geliştirmekte ve yüksek çözünürlüklü sismik verilerin yorumlanmasına yönelik rafine bir çerçeve sunmaktadır. Elde edilen bulgular, yalnızca karmaşık çökelme ortamlarındaki sedimanter dinamiklerin daha iyi anlaşılmasını sağlamakla kalmayıp, aynı zamanda havza analizi, paleo-oşinografi ve iklim bilimi alanlarında gelecekteki çalışmalara metodolojik bir temel oluşturacak önemli katkılar sunmaktadır.

Özet (Çeviri)

This PhD dissertation provides a novel and interdisciplinary approach to the chronostratigraphic reconstruction of sedimentary units in both lacustrine and marine environments. By integrating acoustic modeling techniques with high-resolution seismic reflection data and physical properties of Late Quaternary deposits, this study aims to enhance our understanding of depositional processes and stratigraphic architecture in dynamic sedimentary basins. The selected study areas— the deep marine environment of the Sea of Marmara and the shallow lacustrine setting of Lake Salda— offer contrasting depositional regimes, allowing for a comparative analysis of sedimentary responses to climate variability, sea-level fluctuations, and tectonic activity. A key methodological advancement in this study is the application of synthetic seismogram modeling, which bridges the gap between high-resolution seismic data and sediment core analyses. This method enables a more precise correlation between acoustic reflectors observed in seismic profiles and lithological transitions identified in core samples. The primary physical parameters utilized in synthetic seismogram generation include bulk density, P-wave velocity, and magnetic susceptibility, all of which serve as fundamental indicators of sediment composition and depositional processes. This interdisciplinary approach provides new insights into stratigraphic transitions, depositional dynamics, and the temporal evolution of sedimentary basins over millennial timescales. The Sea of Marmara represents a complex marine basin where sedimentary processes are influenced by both eustatic sea-level changes and active tectonic deformation along the North Anatolian Fault (KAF). This dissertation examines the Late Quaternary sedimentary record within the Çınarcık, Kumburgaz, Central, and Tekirdağ Basins, focusing on the interplay between marine transgressions, regressions, and mass transport processes. High-resolution seismic reflection data reveal the presence of turbiditic channel systems, deltaic deposits, and hemipelagic sedimentation, all of which are modulated by fluctuations in relative sea level. A major finding of this study is the identification of distinct depositional phases corresponding to Marine Isotope Stage (MIS) transitions. During MIS 1-2 and MIS 4-5, the spatial distribution of sedimentary facies exhibits clear evidence of alternating lowstand and highstand conditions, with lowstand periods being characterized by enhanced sediment supply from turbiditic systems and fluvial input. The analysis of mass transport deposits (MTDs) highlights the role of gravitational instability in shaping the stratigraphic architecture of the basin, particularly in regions adjacent to active fault segments. These findings suggest that tectonic activity has played a significant role in modulating sediment dispersal and accommodation space within the Sea of Marmara over Late Quaternary timescales. Furthermore, this research investigates the role of threshold depths in the Istanbul and Çanakkale Straits in controlling hydrological exchanges between the Black Sea, the Sea of Marmara, and the Mediterranean. By integrating paleobathymetric reconstructions with seismic stratigraphy, the study provides new insights into how fluctuations in the connectivity of these water bodies have influenced sedimentary dynamics in the region. Notably, the influx of Black Sea outflows through the Istanbul Strait appears to have exerted a strong influence on the salinity and sedimentation patterns in the Sea of Marmara, particularly during glacial-interglacial transitions. The second focal area of this dissertation, Lake Salda, provides an exceptional natural laboratory for studying the interaction between climate variability and lacustrine sedimentation. As a carbonate-rich, alkaline lake located in southwestern Anatolia, Lake Salda exhibits a well-preserved stratigraphic record that documents significant hydrological fluctuations during the mid-to-late Holocene. This study employs highresolution seismic surveys and sediment core analyses to reconstruct lake-level changes and their associated depositional processes. Seismic stratigraphic analyses reveal the presence of multiple depositional units that correspond to distinct phases of lake-level fluctuation. The oldest identified unit, which predates 4200 cal yr BP, is characterized by progradational shoreface deposits indicative of a regressive phase associated with arid climatic conditions. This period of low lake levels is consistent with regional paleoclimate reconstructions, which suggest that southwestern Anatolia experienced pronounced aridity during the terminal phase of the middle Holocene. The transition to the late Holocene is marked by the onset of a transgressive phase, as evidenced by the deposition of younger deltaic sequences and increased carbonate precipitation. Radiocarbon dating of sediment cores indicates that lake levels began to rise after 1690 cal yr BP, leading to the formation of deltaic deposits that progressively migrated inland. The presence of Gilbert-type fan deltas along the modern lake margin suggests a dynamic interplay between tectonic subsidence and hydrological balance, with episodic lake-level rises corresponding to wetter climatic intervals. Comparisons with other Anatolian lakes, including Lake Burdur and Lake Hazar, further support the hypothesis that Holocene hydrological changes in Lake Salda were primarily driven by variations in regional precipitation-evaporation balance. The identification of stromatolite formations within the sedimentary record provides additional evidence for shifts in water chemistry and biological productivity in response to climatic oscillations. A key methodological contribution of this dissertation is the integration of synthetic seismogram modeling in the analysis of sedimentary sequences. By calibrating highresolution seismic data with physical properties derived from sediment cores, this study enhances the accuracy of stratigraphic correlations and depositional reconstructions. In the Sea of Marmara, synthetic seismograms have been instrumental in identifying acoustic impedance contrasts that correspond to lithological boundaries, thereby refining the interpretation of seismic facies and depositional environments. Similarly, in Lake Salda, the use of synthetic seismograms has facilitated the precise correlation of seismic reflectors with sedimentary facies observed in core samples. This approach has proven particularly effective in distinguishing between different depositional units and assessing the impact of hydrological and climatic factors on sedimentation. The integration of seismic and core data has also allowed for the development of robust age-depth models, which provide a temporal framework for reconstructing past environmental changes in both marine and lacustrine settings. The findings of this study have significant implications for our understanding of Late Quaternary paleoclimate and basin evolution. In the Sea of Marmara, the results contribute to ongoing discussions regarding the impact of tectonic and eustatic processes on sedimentary dynamics, highlighting the complex interactions between fault-controlled subsidence, sea-level fluctuations, and sedimentation patterns. The identification of distinct depositional phases linked to MIS transitions underscores the importance of integrating seismic stratigraphy with paleoceanographic reconstructions to better understand the long-term evolution of marginal basins. In Lake Salda, the research provides critical insights into Holocene climate variability and its influence on lacustrine sedimentation. The documentation of major lake-level changes and associated depositional processes offers a valuable framework for assessing the broader climatic trends that have shaped Anatolia's hydrological landscape. By comparing Lake Salda's stratigraphic record with other regional paleoclimate archives, this study enhances our understanding of past hydroclimatic variability and its implications for future environmental change. This dissertation presents a comprehensive analysis of sedimentary processes in marine and lacustrine environments, emphasizing the role of sea-level changes, climate variability, and tectonic activity in shaping sedimentary records. Through the application of synthetic seismogram modeling, this study advances stratigraphic correlation techniques and provides a refined framework for interpreting high-resolution seismic data. The integration of geophysical, sedimentological, and geochronological approaches has yielded new perspectives on the evolution of the Sea of Marmara and Lake Salda, contributing to broader discussions on Quaternary paleoenvironmental reconstructions. Ultimately, the findings of this research not only enhance our understanding of sedimentary dynamics in complex depositional settings but also provide methodological advancements that can be applied to future studies in basin analysis, paleoceanography, and climate sciences.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    85393

    Saros Körfezi'nin geç kuvaterner çökellerinin jeokimyasal ve sedimentolojik özellikleri

    Başlık çevirisi yok

    EROL SARI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1997

    Su Ürünleriİstanbul Üniversitesi

    Deniz Jeolojisi ve Jeofiziği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NAMIK ÇAĞATAY

  2. Tez No

    85452

    Kuzeydoğu Ege Denizi ve Çanakkale Boğazı geç kuvaterner çökellerinin sedimentolojisi ve jeokimyası

    Sedimentology and geochemistry of the late quaternary sediments in the NE Aegean sea and Dardanelles Starit

    FULYA YÜCESOY (ERYILMAZ)

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    1998

    Su Ürünleriİstanbul Üniversitesi

    Deniz Jeolojisi ve Jeofiziği Ana Bilim Dalı

    PROF.DR. NAMIK ÇAĞATAY

  3. Tez No

    390611

    Karasu Vadisi'ndeki (Van Gölü Doğusu) geç kuvaterner yaşlı akarsu ve göl çökellerinin sedimantolojisi, jeomorfolojisi ve yapısal özelliklerinin incelenmesi

    Investigation of sedimentologic, geomorphologic, and structural features of late quaternary fluvial and lacustrine deposits in Karasu Valley (East of Lake Van)

    CANSU OKULDAŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    Jeoloji MühendisliğiYüzüncü Yıl Üniversitesi

    Genel Jeoloji Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. SERKAN ÜNER

  4. Tez No

    659015

    İzmit körfezi kuvaterner çökellerinin optik uyarmalı luminesansla tarihlendirilmesi

    Optically stimulated luminescence dating of the quaternary sediments in the gulf of Izmit

    BESTE KALKAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Jeoloji MühendisliğiÇukurova Üniversitesi

    Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ATİKE NAZİK

    PROF. DR. MUSTAFA TOPAKSU

  5. Tez No

    398046

    Late quaternary stratigraphy and morphotectonics of Gemlik Gulf, sea of Marmara

    Gemlik Körfezi'nin (Marmara denizi) geç kuvaterner stratigrafisi ve morfotektoniği

    HİKMAT BABAYEV

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    Jeoloji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEMET NAMIK ÇAĞATAY

Geri Dön