Upload
others
View
7
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Türkiye Deniz Araştırmalarının Bilimsel ve Ekonomik Yönden Değerlendirilmesi
MTA Genel Müdürlüğü, 26-27 Ekim 2016
TÜRKİYE DENİZ JEOLOJİSİ
ARAŞTIRMALARI: MARMARA
DENİZİ ÖRNEĞİ, BİLİMSEL VE
YAPISAL SORUNLAR
Namık Çağatay
İstanbul Teknik Üniversitesi
Deniz Jeolojisi ve önemi
• Bilimsel: Yerkürenin kesintisiz tarihi, okyanus
ve deniz havzalarının evrimi, iklim döngüleri…
• Doğal tehlikeler: deprem, yamaç kaymaları,
tsunami, volkanizma
• Ekonomik: HC, metalik madenler ve endüstriyel
hammaddeler
• Politik: Kıta sahanlığı, ekonomik zon
Jeolojik tehlikeleri oluşturan süreçlerin araştırılması ve afet zararlarının azaltılması:
Bütünleşik yaklaşım
1) Tehlikeli deniz alanların yüksek çözünürlüklü
batimetrik ve sismik etüdlerle tanımlanması
2) Denizlerde jeolojik tehlikelerin süreçlerini etkileyen
jeolojik parametreler arasındaki ilişkileri yerinde ve
uzun süreli gözlem ve ölçümlerle izlemek
3) Doğal afetlerin tarihsel, arkeolojik ve uzun süreli
jeoloji (uzun karotlar) kayıtlarının elde edilmesi
4) Denizlerde jeolojik tehlikeler konusunda halk
duyarlılığının artırılması
Yükselti/Batimetri – Levha sınırları
VolkanlarDepremlerTsunamiler
Akdeniz
Levha sınırları ve jeolojik tehlikeler
Orijinal iginal mareograph records
1908 Messina depremi with Mw=7.1
12 m yüksekliğinde tsunami dalgaları
Batı İyonya Denizi
12 m High Tsunami
1999 Izmit Depremi, Mw= 7.4
18000 ölü
24000 yaralı
2.5 m- tsunami
dalgası
Marmara Denizi: Tektonik konum
Marmara Denizi Batimetri ve Morfotektonik
2000
1999Mw=7.4
1912Ms=7.4
Batimetri: Le Pichon vd. (2001)
RV MTA Sismik-1 RV Piri Reis
RV ÇubukluRV Arar
Türk Gemileri
1999 İzmit depremi öncesi ve hemen sonrasında
Marmara Denizi: Batimetri ve Fay Haritası
Batimetri: Le Pichon vd. (2001)
Uçarkuş v.d., (2007)
Seismic ptofile from Le Pichon et al.
(2001) EPSL, 192: 595-616.
Derin Havza çökelleri stratigrafisi
Package 2
Package 1
~40 m
Çökel dolgusunun
%75 turbidite-homogenite
% 25 yarı-pelajik çökeller
C-15
Seismarmara Projesi 2001
Çınarcık Havzası: ~6 km çökel dolgusu ve fay geometrisi
Carton, Singh et al. (2007)
Laigle et al. (2008) EPSL, 270;168-179.
Marmara Orta Havza: Seismarmara sismik hat 40
Negativ çiçek yapısı
Orta Havza
Kütle akması, tsunami and çökme hızı kayıtları
16 ka homojenit (Beck vd., 2006)
Son 16 bin yıldaki ortalama çökelme hızı (türbidit-homojenit hariç)
Derin havza= 2.8 m/kyr
Havza kenarı= 1.05 m/kyr
100 m
Çökme hızı= 6.4 m/kyıl
Orta havza çökelme ve çökme hızları
The ROV Victor 6000(with Seabat 8101 multibeam) Control room onboard L’Atalante
Eylül Ekim 2002
RV L’Atalante
ROV Victor 6000
1-2 m yüksekliğinde fay aynaları
Superposing hi-res multibeam bathymetry(Seabat 8101 carried by ROV VICTOR: resolution 50cm, precision 10cm)
500 m
Armijo et al., 2005
Courtesy Gülsen Uçarkuş
Soğuk akışkan çıkışı ve karbonat bacası GD Tekirdağ H.1.5 m yüksekliğinde fay aynası, Orta Sırt batısı
Fay aynası, 1240 m derinlik Orta Havza
Marmarascarps cruise (2001)
Marnaut projesiRV L’Atalante ve Nautile insanlı denizaltı
(12 Mayıs-12 Haziran 2007)
Fay boyunca oluşmuş ve faylanma ile
parçalanmış karbonat kabuğu; çift
kabuklularla kolonize edilmiş siyah
sülfidli çökeller, Orta havza KD)
Bacteri ötüsü, siyah sülfidli
çökeller ve kurtçuklar
Orta Sırt
Scale: Width
of photo: ~
25 cm
Akışkan çıkışları ve çökelleri
15 cm2o cm
Marnaut Projesi: Gaz ,sıvı ve karbonat örneklemsi
Derin havza suları
Gaz hidrat
Acı-göl suları
Yüksek alkalinite
AMO reaksyonu
Trakya Havzası
doğal gazı
3He
Bourry vd. (2009), Tryon vd. (2010, 2012), Burnard vd
(2010), Çağatay vd. (baskıda)
GAZ HİDRATMarmara Denizi ,Orta Sırt
660 m su derinliği
ESONET Marmara-DM projesi
2008-2011
Le Suroit, IfremerPiri Reis (DEU, Izmir)
URANIA (CNR, Italy)
Batı Sırtı 3D- sismik etüdüMarmesonet seferi, Kasım-Aralık 2009
(A)
(B)
Marmara Batı SırtYüksek çözünürlü deniztabanı haritalanması
Denizlerde jeolojik tehlikeleri oluşturan süreçlerin
anlaşılması ve afet zararlarının azaltılması
1. Tehlikeli deniz alanların yüksek çözünürlüklü
batimetrik ve sismik etüdlerle tanımlanması
2. Doğal afetlerin uzun süreli jeoloji kayıtlarının
elde edilmesi
3. Denizlerde jeolojik tehlike oluşturan süreçleri
etkileyen jeolojik parametreler arasındaki ilişkileri
yerinde ve uzun süreli gözlem ve ölçümlerle izlemek
1999 İzmit depreminin çökel kayıtı: Türbidit-homojenit (TH) birimi
Karamursel Havzası, İzmit Körfezi
270
292
314
336
358
380
Basal part: Traction bed load
Homogenite:uniform
suspension load
Laminated: rolling
grains from oscilating
currents
Normal hemipleagic
sediments
Çağatay et al. (2012). Sed. Geol.
(1630±30 yr BP)
840 ±60 AD
(1790±25 BP)
690 ±45 AD
(2110±100 yr BP)
350 ±130 AD
(2740±90 yr BP)
400 ±147 BC
(16.05.865 AD
İstanbul, IX)
(24.08.358 AD
İzmit, İst. IX
Tsunami)
(427 BC
N.Marmara)
(26.10.740
AD Ist,XIII )
2400 senede 8 deprem
Ortalama tekrarlanma aralığı: ~ 300 years; değişken
(2180±30 BP)
275±64 AD325 AD
İstanbul IX
XRF Karot tarayıcı analizleri ile deprem kayıtlarının araştırılması:
İzmit Körfezi IZ-115 Karotu
Bütünleşik yaklaşımla denizlerde jeolojik tehlikeleri
oluşturan süreçlerin daha iyi anlaşılması ve afet
zararlarının azaltılması
1. Tehlikeli deniz alanların yüksek çözünürlüklü
batimetrik ve sismik etüdlerle tanımlanması
2. Doğal afetlerin tarihsel ve uzun süreli jeoloji
kayıtlarının elde edilmesi
3. Denizlerde jeolojik tehlike süreçlerini etkileyen
jeolojik parametreler arasındaki ilişkileri yerinde
ve uzun süreli gözlem ve ölçümlerle izlemek
Şamandıraya veya
dubaya bağlı uydu
iletişimi ile veri
transferi yapan gözlem
istasyonları
Source “Implementation Strategies for
ESONET and EMSO Appendix A”,
2009
Otonom deniz gözlem
istasyonları
Kablolu deniz gözlem istasyonları
NRC, 2003
Piezometre: 10-15 m uzunluğunda her bir 5 m de basınç sensörlerinin olduğu bir boru Her sensör gözenek basıncı ile tepedeki hidrostatik basınç arasındaki farkı sürekli ölçmekte ve hafızaya kaydedilmekte.
Piezometre: gözenek basıncı ölçümleri
Ifremer
1 mb duyarlılık
Deniztabanı gözlemleri
Diğer sensörler: Deprem, yamaç kayması: sismometre, tiltmetre, gerilme ölçer, metan, radon sensörleriDeprem ve diğer mekanizmalarla oluşan türbidit akıntıları ve çökelme süreçleri için: çökelkapanları, turbidimetreler ve akıntı ölçerler.
Kabarcık cihazı“ BOB”, Ifremer
Bürgmann & Chadwell (2014)
MARSITE Projesi: Deniz tabanı jeodezi projesi
Neotektonik deformasyon süreçlerini araştırma ve izlemeiçin akustik mesafe ölçme sistemleri
Amaç: Orta Sırt fay segmentinin asismik creep hareketi veya Kilitlendiğinin belirlenmesi• Deprem döngüsü dinamiği• Yamaç kaymalarında deformasyon izlenmesi• Aktif volkanların izlenmesi
Yapılması gerekli yeni çalışmalar
• Deniz tabanı gözlem istasyonlarının kurulması,
• IODP projesi kapsamında 150-200 m uzunluğunda karotlu sondajların yapılması.
IODP derin sondaj projesi önerisi ve amaçları
Kıtasal yanal atımlı fay özelliğinde levha sınırı olan KAF’ı
üzerinde havza evrimi
Jeolojik tehlikelerle ilgili risk değerlendirilmesi:
(a) Değişik fay segmentleri boyunca yatay ve düşey kayma
hızlarının hesaplanması
(b) Uzun süreli deprem ve denizaltı heyelanlarının
kayıtlarının elde edilmesi
Paleoşinografi: Göl/Deniz geçişleri ve paleoşinografik evrim
Sismik yansıma yüzeylerinin regresif deltalarla karşılaştırılması (Sorlien vd., 2012) fay kayma hızları (Kurt vd., 2013)
DEU-DBTE - LDEO TAMAM
PROJESİ
MA
RIN
E
LA
KE
LA
KE
Çağatay et al.(2009; 2015)
Ege ve karadeniz arasında bir geçit
İklime bağlı deniz seviyesi değişimlerinin
kontrol ettiği ardışıklı göl ve deniz koşulları
Küresel denizden kopmalar Çanakkale eşik
derinliğine bağlı ve eşik derinliği zaman içinde
değişmiş.
Göl /deniz geçiş ile birlikte anokzik koşullar
ve sapropel çökelimi
Marmara Denizi paleoşinografisi
Yapısal sorunlar ve eksiklikler
• Ulusal Deniz Araştırmaları Kurumu
• Deniz Jeolojisi konusunda bilimsel ve teknik
eleman
• Ulusal araştırma gemileri işletme programı
• Ulusal Deniz Araştırmaları programı ve stratejisi
• Uluslarası araştırma programları ile entegresyon
Uluslarası araştırma programları ile
entegrasyon:
• IODP-ECORD üyeliği: Eleman eğitimi ve IODP Marmara
ve Karadeniz Sondaj Projeleri önerileri
• EMSO – ERIC Üyeliği and Marmara bölgesel ayağının
oluşturulması
Teşekkürler