Tez Arşivi

Hakkımızda

Tez aramanızı kolaylaştıracak arama motoru. Yazar, danışman, başlık ve özete göre tezleri arayabilirsiniz.


İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeofizik Mühendisliği Anabilim Dalı

Source models of September 25, 2013 Acari-Peru (Mw 7.1) and September 08, 2017 Chiapas-Meksika (Mw 8.2) earthquakes and tsunami simulations

25 Eylül 2013 Acari-Peru (Mw 7.1) ve 08 Eylül 2017 Chiapas-Meksika (Mw 8.2) depremlerinin kaynak mekanizması çözümü ve tsunami simülasyonları

Teze Git (tez.yok.gov.tr)

Bu tezin tam metni bu sitede bulunmamaktadır. Teze erişmek için tıklayın. Eğer tez bulunamazsa, YÖK Tez Merkezi tarama bölümünde 548851 tez numarasıyla arayabilirsiniz.

Özet:

Subduction zones are places where intense earthquake activity is observed and often result in tsunami waves as a result of destructive earthquakes (Mw > 7.0). By using seismological observations such as kinematic and dynamic source mechanism parameters of large earthquakes occurred along these convergent boundaries and high resolution bathymetry data, mathematical tsunami simulations can be made. Thus, propagation of earthquake induced tsunamis waves, their effects on the coastal plains and wave characteristics can be determined. In this MSc. Thesis, source mechanism solutions with minimum misfit obtained from the inversion of teleseismic long-period (LP) P- and SH- waveforms are determined for the September 25, 2013 Acari-Peru (Mw 7.1) and September 08, 2017 Chiapas-Mexico (Mw 8.2) earthquakes. Then, finite-fault slip models of both earthquakes are achieved using teleseismic broad-band (BB) P-waveforms. The southeast Pacific region is one of the most seismically active convergence regions in the world. Here, two different parts of this region have been studied for earthquake and tsunami hazard mitigation. Since this region hosts a large number of destructive earthquakes, it is important to understand tectonic behavior of this active zone. In the north, there is Middle America trench where Cocos plate subducting beneath Caribbean and North American plates, and in the south, subduction of Nazca plate under South American plate defines the tectonic processes. The convergence between Nazca and South American plate, is the reason for the uplift of Andes Mountains and active volcanic belt present there. This is also the main reason for the occurrence of destructive earthquakes and earthquake induced tsunamis at western edge of the South American plate. One of the two earthquakes investigated in this study is 25 September 2013 Acari, Peru earthquake (Mw: 7.1) with an earthquake epicenter being Peru-Chile subduction zone. Source model and finite-fault slip distribution model is investigated using P- and SH- waveforms recorded at teleseismic distances. Source mechanism solution indicates that the 2013 Acari (Peru) earthquake (Mw 7.1) occurred at shallow focal depth (h: 48 km) with a thrust faulting mechanism. The September 08, 2017 Chiapas, Mexico earthquake (Mw 8.2) occurred at west side of the Panama fracture zone where Cocos, North American and Caribbean plates meet at a triple junction called Middle America Trench. Cocos plate subducts under North American and Caribbean plates with a rate of 6.4 cm/yr. The source mechanism solution of this earthquake indicates a normal faulting mechanism. By using source mechanism solutions of these earthquakes, numerical tsunami simulations based on a uniform slip occurred on the fault plane have also been achieved. Synthetics and observed tsunami waveforms are compared and it is seen that most of the amplitudes of tsunami waveforms are well matched.

Summary:

Deprem, dünya genelindeki levhaların hareketleri sonucunda biriken elastik gerilmenin ani bir şekilde boşalması sonucu açığa çıkan enerji ile meydana gelen elastik dalgaların yayılarak geçtikleri ortamları sarsmasından kaynaklanan ve yeryüzündeki yapılara zarar veren doğal bir olaydır. Yitim (dalma-batma) zonları, birbirine yakınlaşan iki levhadan birinin diğeri altına dalıp-batması sonucu yüksek deprem aktivitesinin meydana geldiği ve yıkıcı depremlere (Mw > 7.0) eşlik eden tsunami dalgalarının gözlendiği bölgelerdir. Bu bölgelerde oluşan büyük depremlerin sismolojik çalışmalar ile deprem kaynak modelleri ve kinematik ve dinamik kaynak parametreleri belirlenerek, bu parametreler ve yüksek çözünürlüklü batimetri verilerinin kullanılmasıyla matematiksel tsunami simülasyonları yapılabilmektedir. Deprem odak mekanizması parametrelerinin giriş verisi olarak kullanıldığı tsunami simulasyonları, fay düzlemi üzerinde meydana gelen kırılmanın deniz tabanı üzerinde oluşturduğu düşey yerdeğiştirmenin hesaplanması ve bu yüzey deformasyonunun açığa çıkan tsunami başlangıç dalgası ile yaklaşık olarak aynı olduğu varsayımına dayanmaktadır. Böylece deprem kaynaklı tsunami dalgalarının okyanus veya deniz içerisinde yayılımı, kıyılara etkileri ve dalga özellikleri belirlenebilir. Tsunamiler de depremler gibi büyük can ve mal kayıplarına neden olan doğal afetler oldukları için araştırılmaları oldukça önemlidir. Genellikle deprem kaynaklı tsunamilerin oluşması için depremin okyanus tabanında, sığ odak derinliğinde, düşey yerdeğiştirmeye neden olan normal veya ters faylanma ile meydana gelmiş olması gerekmektedir. Bu çalışmada 25 Eylül 2013 Acari-Peru (Mw 7.1) ve 08 Eylül 2017 Chiapas-Meksika (Mw 8.2) depremleri için telesismik P- ve SH- dalga şekillerinin ters çözümünden elde edilen en düşük hatalı odak mekanizması çözümü belirlenmiştir. Odak mekanizması telesismik dalga şekillerinin ters çözümüne dayalı olarak depremin ikili kuvvet çifti ve moment tensör çözümlerini sağlayan bir bilgisayar programı olan MT5 algoritması ile bulunmuştur. Sonrasında, geniş bantlı P-dalga formları ile 'hybrid back-projection' yöntemi kullanılarak depremlerin sonlu fay kayma dağılımı modeli elde edilmiştir. Bu yöntem uzay ve zamanda sismik enerji salınımını tahmin eden bir yöntemdir ve Pp, sP fazlarını kaynağın yakınındaki süreksizliklerden yansıyan fazlarla birleştirmek için P- dalgalarını kullanır. Tüm sonuçlar kullanılarak, deprem sonrasında gözlenen tsunami dalgalarının maksimum dalga yüksekliklerini ve varış zamanlarını elde etmek için matematiksel tsunami simulasyonları yapılmıştır. Pasifik okyanusunu çevreleyen dalma-batma zonlarında yoğun deprem ve volkanik aktivite gözlenmektedir. Deprem ve volkanik aktivitenin yoğun olduğu bu kuşağa 'Pasifik Ateş Çemberi' (Ring of Fire) adı verilmiştir. Güneydoğu Pasifik bölgesi depremsellik açısından, bu çemberin en aktif bölgelerinden biridir. Depremlerin ve tsunamilerin kıyı kesimler üstünde oluşturduğu riski azaltılması için bu bölgenin iki farklı kısmı incelenmiştir. Bu bölge büyük miktarda yıkıcı depreme ev sahipliği yaptığı için, bu aktif bölgenin tektonik davranışını anlamak önemlidir. Kuzeyde, Karayip ve Kuzey Amerika plakalarının altına Cocos plakasının yittiği Orta Amerika hendeği bulunmaktadır. Güneyde ise Güney Amerika plakası altına doğru Nazca plakasının yitimi tektonik süreçleri tanımlamaktadır. Nazca Levhası hem yakınlaşan hem uzaklaşan levha sınırlarına sahip olan, birden fazla üçlü kesişim bölgesi barındıran, üç adet denizdağları zinciri bulunan, batıda Pasifik Levhası ve güneyinde Antarktika levhası tarafından sırasıyla Doğu Pasifik Yükselimi ve Şili Yükselimi ile sınırlanmış okyanusal bir kabuktur. Nazca ve sabit Güney Amerika plakası arasındaki çarpışma, ve Nazca plakasının Güney Amerika levhasının altına dalıp-batması, And Dağları'nın yükselişinin ve orada bulunan aktif volkanik kuşağın sebebidir. Bu durum, Güney Amerika'nın batı tarafında yıkıcı depremlerin ve deprem kaynaklı tsunamilerin meydana gelmesinin ana nedenidir. Bu çalışmada incelenen iki depremden biri de 25 Eylül 2013 tarihinde Peru-Şili dalma-batma zonunda meydana gelmiş olan 2013 Acari, Peru depremidir. Deprem kaynak modeli, telesismik mesafelerdeki sismik istasyonlarda kaydedilen P- ve SH- dalga şekillerinin ters çözümü ile belirlenmiştir. Bu çözüm 2013 Acari (Peru) depreminin sığ odak derinliğinde ve bindirme fay mekanizmasıyla oluştuğunu göstermektedir. Telesismik uzaklıklardan alınan P- ve SH- dalga şekillerinin ters çözümü ile elde edilen nokta-kaynak ikili kuvvet-çifti kaynak modeli ve 'hybrid back-projection' yöntemi ile bulunan tek-düze olmayan fay modeli, matematiksel tsunami simulasyonlarının giriş parametreleri olarak kullanılmış ve elde edilen sonuçlar DART kayıtçıları ve gel-git ölçerler tarafından kayıt edilen veriler ile karşılaştırılmıştır. 8 Eylül 2017 Chiapas, Meksika depremi, Cocos, Kuzey Amerika ve Karayip levhalarının Orta Amerika dalma-batma zonu üçlü-kesişimde buluştuğu Panama kırığı bölgesinin batı tarafında Tehuantepec sırtı yakınında meydana gelmiştir. Bu deprem sonucu 98 ölü ve 300'den fazla kişinin yaralandığı bildirilmiştir. Cocos levhası, Kuzey Amerika ve Karayip levhalarının altına 6.4 cm / yıl'lık bir oranla dalıp batmaya uğramaktadır. Bu bölgede son 100 yılda büyük bir deprem meydana gelmediği için sismik boşluk olduğu düşünülmektedir. Elde edilmiş sonuçlar bu depremin odak mekanizması çözümünün normal faylanma olduğunu göstermektedir. Her ne kadar bu depremin merkezi yitim zonu yakınında olsada, Orta Amerika hendeğinde genellikle meydana gelen 'megathrust' depremlerinden ziyade bu deprem, Cocos levhasında yüksek açılı, kuzeydoğu eğimli normal faylanma ile meydana gelmiş olması ilginçtir. Bu nedenle, bu tsunami için erken uyarı zordur, çünkü tsunami tahmin yöntemleri genellikle yitim bölgelerinde bindirme fay mekanizması ile meydana gelen depremler için geliştirilmişlerdir. 8 Eylül 2017 Chiapas, Meksika depremi için telesismik uzaklıklardan alınan P- ve SH- dalga şekillerinin ters çözümü ile elde edilen nokta-kaynak ikili kuvvet-çifti kaynak modeli ve 'hybrid back-projection' yöntemi ile bulunan tek-düze olmayan fay modeli, matematiksel tsunami simulasyonlarının giriş parametreleri olarak kullanılmış ve elde edilen sonuçlar DART kayıtçıları ve gel-git ölçerler tarafından kayıt edilen veriler ile karşılaştırılmıştır. Ayrıca bu tez kapsamında elde edilen odak mekanizması çözümleri episantr uzaklığı 30o den yakın uzaklıkta kaydedilmiş P- dalga şekillerinin ilk hareket yönleri kullanılarak kontrol edilmiş ve birbirleriyle uyumlu sonuçlar elde edilmiştir. Bu yüksek lisans tezi kapsamında elde edilen sonuçlar, yitim (dalma-batma) zonları boyunca deprem aktivitesi dağılımını, depremlerin fay düzlemleri üzerinde meydana getirdikleri yırtılma yayılımlarının ayrıntılarını, deprem kaynaklı tsunamilerin deprem kaynak özelliklerini ve tsunami dalgalarının kıyıları nasıl etkilediğini anlamamıza katkı sağlamaktadır. Bu çalışmadan elde edilen sonuçlar bölgenin afet riski derecesini ortaya koymak adına ve gelecekte meydana gelebilecek afetler için önlem alma çalışmalarına referans olabilecek niteliktedir.