20 ARALIK 2007 BALA DEPREMİ (Mw 5.4) VE ARTÇILARININ ORTA ANADOLU İÇİN YENİ BİR-BOYUTLU SİSMİK HIZ YAPISI MODELİ İLE YENİDEN KONUMLANDIRILMASI

Year 2018, Volume: 6 Issue: ozel, 234 - 243, 01.12.2018

Begüm Çıvgın , Bülent Kaypak

Abstract

Sismoloji çalışmalarında araştırma bölgesi için belirlenmiş yüksek doğruluktaki yer yapısı modellerinin kullanılması araştırma bulgu ve sonuçlarının güvenirliği açısından önemlidir. 20 Aralık 2007 tarihinde Bala, Ankara’da olan 5.4 moment büyüklüklü depremin ve çok sayıdaki artçısının konumunun belirlenmesi için bölgenin doğru bir sismik hız yapısı modeline ihtiyaç duyulmuştur. Bu amaçla, Orta Anadolu’da kurulmuş olan 13 adet deprem kayıt istasyonu verisi kullanılarak bir-boyutlu sismik hız yapısı belirlenmiştir. Model belirlenirken 30 km derinliğe kadar inen 652 depremden okunan 2955 P- ve S-dalga fazı kullanılmıştır. Yeni modelin doğruluğunu kontrol etmek amacıyla iki tip doğruluk testi uygulanmıştır. Bunlardan biri, depremlerin enlem, boylam ve derinliklerini farklı yön ve miktarlarda kaydırarak çok sayıda yapılan kaydırma testleri. Diğeri ise, model belirlenmesi için uygulanan ters çözüm öncesi ve sonrasında seyahat zamanı artık zamanlarının karşılaştırılmasıdır. Doğruluk testleri ile değerlendirilerek kabul edilen yeni model Bala depremlerinin yeniden konumlandırılması için kullanılmıştır. Yeni modelin belirlendiği yinelemeli ters çözüm sürecinde deprem konumları da eşzamanlı hesaplanmaktadır. Bölge için daha önce belirlenmiş olan hız modelleri ile hesaplanan depremlerin ilksel konum parametreleri ters çözümde ön kestirim olarak kabul edilmiştir. Yeni bir-boyutlu modele göre deprem konum parametreleri, deprem çiftleri için gözlenen ve teorik seyahat zamanlarının farkları arasındaki artık zamanların en küçüklenmesi esasına dayanan çift-farklar yöntemi ile yeniden hesaplanmıştır. Diğer sismik hız modelleri ile karşılaştırıldığında ortalama konum hatalarının yeni modelde daha düşük olduğu gözlenmiştir.

Keywords

Orta Anadolu, 1-B sismik hız yapısı, Bala, yeniden konumlandırma

Relocation of the December 20, 2007 Bala earthquake (Mw 5.4) and it's aftershocks by using a new one-dimensional seismic velocity model for the Central Anatolia

Abstract

The use of highly accurate ground structure models in seismological studies has importance for the reliability of research findings and results. A seismic velocity structure of the region with high accuracy was required for the determination of the locations of Mw 5.4 Bala, Ankara earthquake (December 20th, 2007) and its aftershocks. In order to provide this requirement, one-dimensional seismic velocity structure was determined by using data of 13 seismograph stations deployed in Central Anatolia. 2955 P- and S-wave phases read from 652 earthquakes down to 30 km depth were used to determine the model. Two accuracy tests have been applied to check the accuracy of the new model. One of them is the numerous shifting tests which are performed by shifting the earthquake’s latitude, longitude and depth in different directions and quantities. The other one is the comparison of the travel time residuals before and after the inversion for the model determination. The new model, assessed by accuracy tests, was used to relocate the Bala earthquakes. Earthquake locations are also calculated simultaneously in the iterative inversion process in which the new model is identified. The preliminary location parameters of the earthquakes calculated by using the previous velocity models introduced by other researchers were accepted as the initial parameters for the inversion. The double difference method which is based on the minimization of the residuals between the differences of the theoretical and observed travel times for earthquake pairs was performed to relocate the earthquakes by using the new one-dimensional model. The average location error is observed to be lower in the new model when compared to other seismic velocity models.

Keywords

Central Anatolia, 1-D Seismic Velocity Structure, Bala, Relocation

References

• Çıvgın B, Kaypak B. Ankara ve dolayında kabuğun bir-boyutlu sismik hız yapısının araştırılması. Yerbilimleri 2012; 33: 131–150.
• Toksöz MN, Kuleli S, Gürbüz C, Kalafat D, Bekler T, Zor E, Yılmazer M, Öğütçü Z, Schultz CA, Harris DB. Calibration of regional seismic stations in the Middle East with shots in Turkey. Proceedings of the 25th Annual Seismic Research Review 2003; Volume I: 162-171.
• Waldhauser F, Ellsworth WL. A double-difference earthquake location algorithm: Method and application to the northern Hayward fault. Bull Seism Soc Am 2000; 90: 1353-1368.
• Ergin M, Özalaybey S, Aktar M, Biçmen F, Tapırdamaz MC, Yörük A, Tarancıoğlu A, Belgen A, Yüce H, Erkan B et al. Kazan-Trona Maden Yatağı’nın Depremselliği. TÜBİTAK MAM Yer ve Deniz Bilimleri Enstitüsü, Araştırma projesi raporu, Proje Kodu: 5037101, Gebze, Kocaeli, 2003.
• Dirik K, Erol O. Tuzgölü ve Civarının Tektonomorfolojik Evrimi, Orta Anadolu-Türkiye. Türkiye Petrol Jeologları Derneği Özel Sayı 2000; 5: 27-46.
• Kalafat D, Kekovalı D, Deniz P, Güneş Y, Pınar A, Horosan G. 31 Temmuz 2005 – 1 Ağustos 2005 ve 20 - 27 Aralık 2007 Afşar-Bala (Ankara) Deprem Dizisi. İstanbul Yerbilimleri Dergisi 2008; 21: 47-60.
• Çubuk Y, Taymaz T. Time Domain Momet Tensor Analysis of 2005-2008 Sırapınar–Bala (Ankara) Earthquakes. In: 62nd International Geological Congress of Turkey, 13-17 April 2009; Ankara, Turkey. Book of Abstracts-II. pp. 780-781.
• Koçyiğit A. Ankara’nın depremselliği ve 2005-2007 Afşar (Bala-Ankara) depremlerinin kaynağı. Harita Dergisi 2009; 141: 1-12.
• Kasapoğlu KE, Öztürk E, Tetik Ç, Bay A. 31 Temmuz 2005 Bala (Ankara) depreminin saha inceleme raporu. Hacettepe Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Jeoloji Mühendisliği Bölümü, Ankara, Türkiye, 2005.
• Tan O, Tapırdamaz MC, Ergintav S, İnan S, İravul S, Saatçılar R, Tüzel B, Tarancıoğlu A, Karakısa S, Kartal RF, Zünbül S, et al. Bala (Ankara) Earthquakes: Implications for Shallow Crustal Deformation in Central Anatolian Section of the Anatolian Platelet (Turkey). Turkish Journal of Earth Sciences 2010; 19: 449-471.
• Esat K, Çıvgın B, Kaypak B, Işık V, Seyitoğlu G. Jeolojik ve sismolojik veriler ışığında Bala (Ankara) depremlerine neden olan fayların nitelikleri ve bunların genel neotektonik çerçevedeki anlamı. 62. Türkiye Jeoloji Kurultayı; 13-17 Nisan 2009; Ankara, Türkiye. pp. 810-811.
• Esat K, Çıvgın B, Kaypak B, Işık V, Ecevitoğlu B, Seyitoğlu G. The 2005 – 2007 Bala (Ankara, central Turkey) earthquakes: a case study for strike-slip fault terminations. Geol Acta 2014; 12: 71-85.
• Gürbüz C, Bekler T, Toksöz MN, Kuleli S, Kalafat D, Schultz CA. Seismic refraction studies and crustal structure in Anatolia. Commission on Controlled-Source Seismology. In: 12th International Workshop; 7-11 October, 2003; Mountain Lake, Virginia. pp.74-78.
• Gürbüz C, Kalafat D, Bekler T, Zor E, Yılmazer M, Öğütçü Z, Gürel M, Ertürk O, Gönülalan AU, Güreli O, et al. Türkiye ve Çevresindeki Deprem İstasyonlarının Yapay Patlatmalarla Kalibrasyonu ve Kabuk Yapısının Araştırılması, TMMOB Jeofizik Mühendisleri Odası Türkiye 15. Jeofizik Kurultayı ve Sergisi; 20-24 Ekim 2003; İzmir, Türkiye. p. 73.
• Toksöz MN, Kuleli S, Schultz C, Harris D, Gürbüz C, Kalafat D, Işıkara A. Calibration of regional seismic stations in the Middle East with shots in Turkey. In: Proceedings of the 24th Seismic Research Review-Nuclear Explosion Monitoring: Innovation and Integration; 17-19 September 2002; Ponte Vedra Beach, Florida. Volume I, pp. 200-208.
• Seyitoğlu G, Kaypak B, Işık V, Esat K, Çıvgın B. Ankara Deprem İzleme Ağı (AnkNET). Uluslararsı Deprem Sempozyumu Kocaeli 2009; 17-19 Ağustos 2009; Kocaeli, Türkiye. p. 102.
• Çıvgın B. Ankara ve dolayının sismik hız yapısı ve tektonik deformasyonunun sismolojik verilerle kestirilmesi. PhD, Ankara Üniversitesi, Ankara, Türkiye, 2010.
• Lee WHK, Lahr JC. HYPO71 (REVISED): A computer program for determining hypocenter, magnitude, and first motion pattern of local earthquakes. Open File Report 75-311, 1975.
• Paige CC, Saunders MA. LSQR: Sparse linear equations and least squares problems. ACM T Math Software; 1982; 8(2): 195-209.
• Kissling E, Ellsworth WL, Eberhart-Phillips D, Kradolfer U. Initial reference models in local earthquake tomography. J Geophys Res; 1994; 99(19): 635-646.
• Geiger L. Probability method for the determination of earthquake epicenters from the arrival time only (translated from Geiger's 1910 German article). Bulletin of St. Louis University; 1912; 8(1): 56-71.