Orta Anadolu’da kabuğa ait sismik P ve S dalga hızı yapısının belirlenmesi Determination of seismic P and S wave velocity structure of crust in Central Anatolia

Bu çalışmada, Orta Anadolu’da yerel depremlerin varış zamanlarından hareketle Poisson oranı Tomografisi metodu kullanılarak üç boyutlu (3-B) hız yapısını belirlenmiştir. Bu çerçevede, toplam 27.141 adet depreme ait 109.740 adet P dalgası ve 102.934 adet S dalgası varış zamanı verisi kullanılmıştır. Depremler Boğaziçi Üniversitesi, Kandilli Rasathanesi ve Deprem Araştırma Enstitüsü’ne (KRDAE) bağlı Ulusal Pasif Hareket Sismik Ağı’na bağlı istasyonlar tarafından kaydedilmiştir. İnceleme alanında bulunan deprem istasyonları ve deprem merkez üssü dağılımı, elde edilen Vp ve Vs hız dağılımının 40 km’ye kadar güvenilir sonuç verdiğini göstermektedir. Dama tahtası (Checkerboard) çözünürlük testi ve ışın yolu dağılımları bu durumu doğrulamaktadır. Tomografik sonuçlar, Orta Anadolu’da kabuk ve üst mantoda yanal heterojenliklerin varlığına işaret etmektedir. Depremlerin bölgedeki karmaşık tektonik ve jeolojik yapıdan dolayı genel olarak sismik hızın düştüğü alanlarda oluştuğu dikkati çekmektedir. Düşük veya yüksek hız değerlerine sahip olan tüm bölgelerin gerilme enerjisi birikimi için potansiyel alanlar olduğunu görülmektedir. Elde edilen P ve S dalga hızı modelleri, Orta Anadolu'daki mevcut sismotektonik yapıyı net bir şekilde ortaya koymaktadır. In this study, the three-dimensional (3-D) velocity structure was determined by Poisson ratio Tomography method based on the arrival time of local earthquakes in Central Anatolia. For this purpose, 109.740 P-wave and 102.934 S-wave arrival time data from 27.141 earthquakes were used. Earthquakes were recorded by stations related to the National Passive Motion Seismic Network of Bogazici University, Kandilli Observatory and Earthquake Research Institute (KOERI). Distribution of the stations and earthquake epicenters shows that the Vp and Vs velocity model yield reliable results up to 40 km depth. Checkerboard resolution test and ray path distributions confirm this situation. Tomographic results indicate the presence of lateral heterogeneities in the crust and upper mantle in Central Anatolia. It is remarkable that the earthquakes occur in areas where the seismic velocity is low due to the complex tectonic and geological structure in the region. The results of the study show that all regions with low or high seismic velocities are potential areas for the accumulation of stress energy. Resulting Pand S-wave velocity models clearly show the existing seismotectonic structure in Central Anatolia.

[1]  F. Bilim.  Investigating Moho depth, Curie Point, and heat flow variations of the Yozgat Batholith and its surrounding area, north central Anatolia,Turkey, using gravity and magnetic anomalies , 2017 .

[2]  B. Kaypak,et al.  Estimation of the crustal structure in Central Anatolia (Turkey) using receiver functions , 2017 .

[3]  Uğur Akın.  Gravite Verilerinden Türkiye’nin Sismik Hız Dağılımı ve Kabuk Yapısının Ortaya Çıkartılması , 2016 .

[4]  M. Salah,et al.  Crustal velocity and Vp/Vs structures beneath central Anatolia from local seismic tomography , 2014, Arabian Journal of Geosciences.

[5]  A. Buyuksarac,et al.  Crustal Structure of Turkey from Aeromagnetic, Gravity and Deep Seismic Reflection Data , 2012, Surveys in Geophysics.

[6]  G. Zandt,et al.  3-D crustal structure along the North Anatolian Fault Zone in north-central Anatolia revealed by local earthquake tomography , 2012 .

[7]  Şakir Şahin,et al.  Seismic velocity and Poisson’s ratio tomography of the crust beneath East Anatolia , 2011 .

[8]  Ugur Akin,et al.  Investigation of Crustal Structure of Turkey By Means of Gravity Data , 2010 .

[9]  M. Salah,et al.  Seismic velocity and Poisson’s ratio tomography of the crust beneath southwest Anatolia: an insight into the occurrence of large earthquakes , 2007 .

[10]  J. Lei,et al.  Teleseismic P-wave tomography and the upper mantle structure of the central Tien Shan orogenic belt , 2007 .

[11]  M. Erduran,et al.  Anatolian surface wave evaluated at GEOFON Station ISP Isparta, Turkey , 2007 .

[12]  M. Erduran,et al.  Crustal shear wave velocity structure of Turkey by surface wave dispersion analysis , 2007 .

[13]  B. Mitchell,et al.  Crustal structure and local seismicity in western Anatolia , 2006 .

[14]  M. Pasyanos.  A variable resolution surface wave dispersion study of Eurasia, North Africa, and surrounding regions , 2005 .

[15]  K. Priestley,et al.  Surface waveform tomography of the Turkish–Iranian plateau , 2005 .

[16]  G. Panza,et al.  Shear velocity structure in the Aegean area obtained by inversion of Rayleigh waves , 2003 .

[17]  A. Al-Lazki,et al.  Pn tomographic imaging of mantle lid velocity and anisotropy at the junction of the Arabian, Eurasian and African plates , 2002 .

[18]  E. Bozkurt.  Neotectonics of Turkey – a synthesis , 2001 .

[19]  K. Priestley,et al.  Variations in the crustal structure beneath western Turkey , 1998 .

[20]  A. Rodgers,et al.  Propagation characteristics of short-period Sn and Lg in the Middle East , 1997, Bulletin of the Seismological Society of America.

[21]  Hiroo Kanamori,et al.  Deep structure of Japan subduction zone as derived from local, regional, and teleseismic events , 1994 .

[22]  James Ni,et al.  Pn Velocities Beneath Continental Collision Zones: the Turkish-Iranian Plateau , 1994 .

[23]  Akira Hasegawa,et al.  Tomographic imaging of P and S wave velocity structure beneath northeastern Japan , 1992 .

[24]  Clifford H. Thurber,et al.  A fast algorithm for two-point seismic ray tracing , 1987 .

[25]  Clifford H. Thurber,et al.  Three-Dimensional Seismic Imaging , 1987 .

[26]  H. M. Iyer.  A review of crust and upper mantle structure studies of the Snake River Plain-Yellowstone volcanic system: A major lithospheric anomaly in the western U.S.A. , 1984 .