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