Toprak İçi Radon ve Karbondioksit Gaz Konsantrasyonlarının Değişiminin Depremler ile İlişkisinin İncelenmesi: Karabayır (Eskişehir) Örneği

Year 2020, Volume: 20 Issue: 3, 518 - 527, 30.06.2020

Didem Yasin

https://doi.org/10.35414/akufemubid.698178

Abstract

Depremler ile toprak içi radon ve CO2 gaz konsantrasyonlarının değişimi birçok araştırmacı tarafından değerlendirilmektedir. Bu çalışmanın amacı, çalışma alanı olarak seçilen Eskişehir Karabayır mevkiinde Temmuz 2015-Ekim 2015 tarihleri arasında toprak içi günlük radon ve CO2 gaz konsantrasyonu ölçümleri ile Eskişehir ve çevresinde meydana gelen depremler arasındaki olası ilişkiyi araştırmaktır. Sonuçların değerlendirilmesinde, Ocak 2015 ile Kasım 2015 tarihleri arasında Boğaziçi Üniversitesi Kandilli Rasathanesi ve Deprem Araştırma Enstitüsü tarafından kaydedilmiş depremler ile Meteoroloji Genel Müdürlüğü tarafından ölçülen yağış, hava sıcaklığı, nemlilik, hava basıncı verilerinden yararlanılmıştır. Ölçülen toprak gazı radon konsantrasyonları 1600-18000 kB/m3 ve CO2 gazı konsantrasyonlarının 3100-21800 ppm (% 0.3-2.18) arasında değiştiği gözlenmiştir. Çalışmada bazı depremler ile ilişkili olabileceği düşünülen radon ve CO2 konsantrasyonlarındaki değişimler belirlenmiştir.

Keywords

Radon, CO2, Deprem, Eskişehir

Investigation of the Relationship Between the Change in Radon and Carbon Dioxide Soil Gas Concentrations and Earthquakes: Karabayır (Eskisehir) Case Study

Abstract

The change of radon and CO2 gas concentrations due to earthquakes is evaluated by many researchers. The aim of this study is to investigate the possible relationship between daily radon and CO2 soil gas concentration measurements in July 2015-October 2015 and the earthquakes occurring in Eskişehir and its surroundings. In evaluation of the results, the earthquakes between January 2015 and November 2015 recorded by the Boğaziçi University Kandilli Observatory and Earthquake Research Institute and the precipitation, air temperature, humidity and air pressure data measured by the General Directorate of Meteorology were used.The measured soil gas radon concentrations were observed to vary between 1600-18000 kB/m3 and CO2 gas concentrations ranged between 3100-21800 ppm (0.3-2.18%). In this study, changes in radon and CO2 concentrations, which are thought to be related to some earthquakes, were determined.

Keywords

Radon, CO2, Earthquake, Eskisehir

References

• Altunel, E. ve Barka, A., 1998. Eskişehir Fay Zonunun İnönü-Sultandere Arasında Neotektonik Aktivitesi. Türkiye Jeoloji Kurultayı Bülteni, 41(2), 41-52.
• Barka, A., Reilinger, R., Şaroğlu, F. and Şengör, A.M.C., 1995. The İsparta angle: its importance in the neotectonics of the eastern Mediterranean region. IESCA 1995 Proceedings.
• Boğaziçi Üniversitesi Kandilli Rasathanesi Deprem Kataloğu www.koeri.boun.edu.tr
• Bozkurt, E., 2001. Neotectonics of Turkey – a synthesis. Geodinamica Acta, 14, 3–30.
• Ciotoli, G., Etiope, G., Guerra, M. and Lombardi, S., 1999. The detection of concealed faults in the Ofanto Basin using the correlation between soil-gas fracture surveys. Tectonophysics, 301(3-4), 321-332.
• Deb, A., Gazi, M., Ghosh, J., Chowdhury, S. and Barman, C., 2018. Monitoring of soil radon by SSNTD in Eastern India in search of possible earthquake precursor. Journal of Environmental Radioactivity, (63-70), 184-185.
• Durrance, E. M. and Gregory, R. G., 1990. Helium and radon transport mechanisms in hydrothermal circulation systems of Southwest England. Geochemistry of Gaseous Elements and Compounds, 30(1), 337-352.
• Dirik, K. and Erol, O., 2003. Tectonomorpholgic evolution of Tuzgölü and surrounding area, central Anatolia-Turkey.Turkish Association of Petroleum Goelogists Special Publication, 5, 27-46.
• Emre, Ö., Duman, T. Y., Doğan, A. ve Özalp, S., 2011. 1:250.000 Ölçekli Türkiye Diri Fay Haritası Serisi Eskişehir (NJ 36-1) Paftası. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü, Seri No:15, Ankara.
• Esen, E., Yakal, M,, Gökçen, M., Mumcu, N., Türkman, M., Dirik, M. ve Atalay E., 1975. Eskişehir and İnönü Plains. DSI Hydrogelogical Investigation Report, 49.
• Fu, C. C., Yang, T. F., Walia, V., Liu, T. K., Lin, S. J., Chen, C. H. and Hou, C. S. 2009. Variations of soil–gas composition around the active Chihshang Fault in a plate suture zone, eastern Taiwan. Radiation Measurements, 44(9-10), 940-944.
• Gözler, M.Z., Cevher, F., Ergül, E. ve Asutay, H. J., 1997. Orta Sakarya ve Güneyinin Jeolojisi. MTA.
• Gülbay, A., 2015. Gaz Ölçümleri İle Örtülü Kırık Zonlarının Belirlenmesi: Güzelburç Kırığı, Antakya. ESOGÜ Fen Bilimleri Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi, Eskişehir.
• Gündoğdu, E., 2009. Eskişehir Fayı’nın Kinematiği, Depremselliği ve Uzaktan Algılama Yöntemi ile İncelenmesi. Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi, Çanakkale.
• Hartman, J. and Levy, J., 2006. The influence of seismotectonics on precursory changes in groundwater composition for the 1995 Kobe earthquake, Japan. Hydrogeology Journal, 14(8), 1307- 1318.
• Heinicke, J. and Koch, U., 2000. Slug Flow – A Possible Explanation for Hydrogeochemical Earthquake Precursors at Bad Brambach, Germany. Pure and Applied Geophysics, 157, 1621-1641.
• Italiano, F., Caracausi, A., Favara, R., Innocenzi, P. and Martinelli, G., 2005. Geochemical monitoring of cold waters during sesimicity: implications for earthquake-induced modification in shallow aquifers. TAO, 16(4), 709-729.
• Italiano, F., Bonfanti, P., Ditta, M., Petrini, R. and Slejko, F., 2009. Helium and carbon isotopes in the dissolved gases of Friuli Region (NE Italy): Geochemical evidence of CO2 production and degassing over a seismically active area. Chemical Geology, 266(1-2), 76-85.
• İçhedef, M.,2011. Radon Difüzyon Hızının farklı büyük toprak gruplarına göre değişiminin incelenmesi. Doktora Tezi, Ege Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İzmir.
• Jilani, Z., Mehmood, T., Alam, A., Awais, M. and Iqbal, T., 2017. Monitoring and descriptive analysis of radon in relation to seismic activity of Northern Pakistan. Journal of Environmental Radioactivity, 172, 43–51.
• Khan, H. A. and Qureshi, A. A., 1994. Solid State Nuclear Track Detection: A Useful Geological / Geophysical Tool. Nuclear Geophysics, 8(1), 1-37.
• Koçyiğit, A., 2000. Haymana-Tuzgölü-Ulukışla Basenleri Uygulamalı Çalışma. TPJD Özel Sayı, 5, Aksaray, 1-25.
• Kulalı, F., 2009. Topraktaki radon konsantrasyonu ölçümü ve deprem ilişkisinin araştırılması. Yüksek Lisans Tezi, Isparta Fen Bilimleri Enstitüsü, Isparta.
• Kulalı, F., Akkurt, I. and Sezer, M., 2018. The correlation of the seismic activities and radon concentration in soil gas. Arabıan Journal of Geoscıences, 11, 55-63.
• McKenzie, D., 1972. Active tectonics of the Mediterranean region. Geophysical Journal International, 30(2), 109–185.
• Ocakoğlu, F., 2007. A re-evaluation of the Eskişehir Fault Zone as a recent extensional structure in NW Turkey. Journal of Asian Earth Sciences, 31, 91-103.
• Öcal, N., 1959. 20 Şubat 1956 Eskişehir zelzelesi'nin makro ve mikrosismik etüdü. İTÜ Sismoloji Enstitüsü Yayını, 49.
• Ölmez, E. ve Yücel B., 1985. Eskişehir ve Yöresinin Jeotermal Enerji Olanakları. MTA Raporu, 7798, 28.
• Ramola, R. C., Prasad, Y., Prasad, G., Kumar, S. and Choubey, V. M., 2008. Soil-gas radon as seismotectonic indicator in Garhwal Himalaya. Applied Radiation and Isotopes, 66(10), 1523-1530.
• Ramola, R. C., 2009. Relation Between Spring Water Radon Anomalies and Seismic Activity in Garhwal Himalaya. Acta Geophysica, 58(5), 814-827.
• Saç, M. M, Camgöz, B., 2005. İzmir'de sismik aktiviteler ile radon konsantrasyonları arasındaki korelasyonun incelenmesi. DEÜ Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi, 7(3), 47-54.
• Saç, M. M., 2017. İzmir-Seferihisar Jeotermal Alanlardaki Topraklarda Radon Konsantrasyonlarının İncelenmesi. Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 54(2), 215-221.
• Sakınç, M., Yaltırak, C. and Oktay F. Y., 1999. Palaeogeographical Evolution of the Thrace Neogene Basin and the Tethys-Paratethys relations at Northwestern Turkey (Thrace). Palaeogeography Palaeoclimatology Palaeoecology, 153, 17-40.
• Seyitoğlu, G., Ecevitoğlu, B., Kaypak, B., Güney, Y., Tün, M., Asat, K., Avdan, U., Temel, A., Çabuk, A., Telsiz, S. and Aldaş Y., 2015. Determining the main strand of the Eskişehir strike-slip fault zone using subsidiarystructures and seismicity: a hypothesis tested by seismic reflection studies. Turkish Journal of Earth Sciences, 24, 1-20.
• Şaroğlu, F., Emre, Ö. ve Boray A., 1987. Türkiye'nin Aktif Fayları ve Depremsellikleri. Maden Tetkik Arama Genel Müdürlüğü Raporu, 8174, 394.
• 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, in Strike-slip Faulting and Basin Formation. edited by Biddke, K.T. and Christie-Blick, N., Society of Economic Paleontologists and Mineralogist, 37, 227-264.
• Şengüler, İ., 2011. Eskişehir Sivrihisar Havzası Neojen Kompilasyonu ve Kömür Potansiyeli. MTA Raporu, 11473 (yayınlanmamış).
• Şengüler, İ., 2013. Eskişehir - Alpu Kömür Havzasının Jeolojisi ve Stratigrafisi. MTA Doğal Kaynaklar ve Ekonomi Bülteni, 16, 89-93.
• Teng, T. L. and Sun L. F., 1986. Research on Groundwater Radon as a Fluid Phase Precursor to Earthquakes. Journal of Geophysical Research, 91(B12), 12305-12313.
• Tokay, F. ve Altunel, E., 2005. Eskişehir Fay Zonunun İnönü-Dodurga Çevresinde Neotektonik Aktivitesi. MTA Dergisi, 130.
• Walia, V., Virk, H. S. and Yang, T. F., 2005. Earthquake prediction studies using radon as a precursor in N-W Himalayas, India: a case study. Terrestrial Atmospheric and Oceanic Sciences, 16, 775-804.
• Woith, H., 2015. Radon earthquake precursor: A short review. European Physical Journal Special Topics, 224 (4), 611-627.
• Yaltırak, C., Alpar, B. and Yüce, H., 1998. Tectonic Elements Controlling the Evolution of the Gulf of Saros (Northeastern Aegean Sea, Turkey). Tectonophysics, 300, 227 - 248.
• Yaltırak, C., 2002. Tectonic evolution of the Marmara Sea and its surroundings. Marine Geology, 190, 493–529.
• Yaltırak, C., Yalçın, T., Yüce, G., Bozkurtoğlu, E., 2005. Water - Level Changes in Shallow Wells Before and After the 1999 İzmit and Düzce Earthquakes and Comparison with Long-Term Water-Level Observations (1999–2004), NW Turkey. Turkish Journal of Earth Sciences, 14, 281-309.
• Yang, T. F., Chou, C. Y., Chen, C-H., Chyi, L. L. and Jiang, J. H., 2003. Exhalation of radon and its carrier gases in SW Taiwan. Radiation Measurements, 36, 425-429.
• Yasin, D., 2012. Porsuk Havzası (Eskişehir) Yeraltısularında Mevsimsel ve Depremselliğe Bağlı Hidrojeolojik Değişimlerin Araştırılması. Doktora Tezi, ESOGÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, Eskişehir.
• Yüce, G., Streil, T., Nadar, N., Yalcin, T., Yaltirak, C., Oeser, V. and Ugurluoglu Y.D., 2007. Multiparameter Hydrogeological Monitoring in Eskisehir region (Turkey) to analyze any precursors derived from earthquakes. International Gas Geochemistry Conference (ICGG9), Taipei, Taiwan.
• Yüce, G., Ugurluoglu, Y.D., Nadar, N., Yalcin, H. T., Yaltirak, C., Streil, T. and Oeser, V., 2010. Monitoring of earthquake precursors by multi-parameter stations in Eskisehir Region (Turkey). Applied Geochemistry, 25(4), 572-579.
• Yüce, G., D’Alessandro, W, Italiano F, Bellomo S, Gülbay A. H., 2015. Present-day Serpantinisation Processes in the Kizildag Ophiolitic Body (Turkey): Insight from Gas Geohemistry. ICGG13 International Conference on Gas Geochemistry, Chengdu, China.
• Yüce, G., Fu, C.C., D'Alessandro, W., Gulbay, A.H., Lai, C.W., Bellomo, S., Yang, T.F., Italiano, F. and Walia, V., 2017. Geochemical characteristics of soil radon and carbon dioxide within the Dead Sea Fault and Karasu Fault in the Amik Basin (Hatay), Turkey. Chemical Geology, 469 (10), 129-146.
• Zmazek, B., Italiano, F., Zivcic, M., Vaupotic, J., Kobal, I. and Martinelli, G., 2002. Geocehmical Monitoring of Thermal Waters in Slovenia: Relationships to Seismic Activity. Applied Radiation and Isotopes, 57, 919-930.
• Zmazek, B., Zivcic, M., Todorovski, L., Dzeroski, S., Vaupotic, J. and Kobal, I., 2005. Radon in soil gas: How to identify anomalies caused by earthquakes. Applied Geochemistry, 20 (6), 1106-1119.