tc milli savunma bakanlığı harita genel komutanlığı harita yüksek
Transkript
tc milli savunma bakanlığı harita genel komutanlığı harita yüksek
T.C. MİLLİ SAVUNMA BAKANLIĞI HARİTA GENEL KOMUTANLIĞI HARİTA YÜKSEK TEKNİK OKULU KOMUTANLIĞI ANKARA TÜRKİYE VE ÇEVRESİNE UYGUN GPS HIZ ALANI MODELİNİN OLUŞTURMASI Hrt. Tğm. İsa KOÇ (2005-4) ARAŞTIRMA ÇALIŞMASI (BİTİRME TEZİ) Araştırma Çalışması Danışmanı: Doç. Müh. Alb. Mehmet Emin AYHAN Haziran, 2007 İÇİNDEKİLER Sayfa SİMGE LİSTESİ.......................................................................................................................iv ŞEKİL LİSTESİ .........................................................................................................................v ÇİZELGE LİSTESİ .................................................................................................................. vii ÖNSÖZ .................................................................................................................................. viii ÖZET .......................................................................................................................................ix ABSTRACT...............................................................................................................................x 1. GİRİŞ .................................................................................................................... 1 2. TÜRKİYE DİRİ FAYLARI ...................................................................................... 2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 Kuzey Anadolu Fay Sistemi (KAFS) ..................................................................... 2 Doğu Anadolu Fay Sistemi (DAFS)....................................................................... 2 Ege Graben Sistemi .............................................................................................. 2 Kıbrıs – Güney Ege Yayı....................................................................................... 3 Doğu Anadolu Doğrultu Atımlı Faylanma Bölgesi ................................................. 3 Orta Anadolu Bölgesi ........................................................................................... 4 3. GPS HIZ VEKTÖRLERİ ........................................................................................ 7 3.1 3.2 Verilerin Özellikleri ................................................................................................ 7 Verilerin Ön Analizi ve İncelenmesi..................................................................... 12 4. STRAİN (GERİNİM) ANALİZİ.............................................................................. 18 4.1 4.2 4.3 Gerinim Bileşenlerinin Tanımı ............................................................................. 18 GPS Hızlarından Gerinim Bileşenleri Hesaplama............................................... 30 GPS Hızlarından Gerinim Bileşenlerinin Hesaplanması ..................................... 31 5. EULER KUTBU HESABI..................................................................................... 37 5.1 5.2 5.3 Euler Kutbu ......................................................................................................... 37 Bir Blok için Euler Vektörü Hesaplama Yöntemi ................................................. 39 Birden fazla Blok için Euler Vektörlerinin Hesaplanması .................................... 42 6. TÜRKiYE’ DE OLUŞTURULAN BLOKLARIN EULER VEKTÖRLERİ ................ 44 6.1 6.2 Blokların Oluşturulması ....................................................................................... 44 Euler Vektörlerinin Hesaplanmsı......................................................................... 47 7. BLOK SINIRLARI BOYUNCA KAYMA HIZLARININ BELİRLENMESİ................ 66 8. SONUÇ VE ÖNERİLER ...................................................................................... 73 KAYNAKLAR ......................................................................................................................... 74 ii EKLER ................................................................................................................................... 75 Ek 1 Uyuşumsuz bulunan GPS hızları................................................................................... 76 Ek 2 Homojenleştirilmiş GPS hızları. ..................................................................................... 79 iii ÖNSÖZ Araştırma çalışması kapsamında “Türkiye ve çevresine uygun GPS hız alanı modelinin oluşturulması” konulu çalışmamda bana her türlü yardımı sağlayan Sayın Doç.Müh.Alb.Mehmet Emin AYHAN ’a, Müh. Yzb. Ali. İhsan KURT’a ve Hrt.Tğm.Murat AKIN’ a sonsuz teşekkür ederim. İsa KOÇ Hrt.Tğm. viii ÖZET Bu çalışma kapsamında Türkiye ve çevresine uygun GPS hız alanı modeli oluşturulma amaçlanmıştır. Modeli oluşturmak için 1992–2005 yılları arasında yapılan GPS kampanyaları ile hesaplanan hızlar kullanılmıştır. Noktanın yer kabuk hareketleri nedeniyle belirli bir hızda hareket ettiği ve çevresinde gerinim birikimi olduğu varsayılarak modellenmiş ve grid köşelerinde hızlar hesaplanmıştır. Hesaplanan grid köşelerindeki GPS hızları, herhangi bir noktada GPS hızının hesaplanması için giriş verisi olarak kullanılmakta olup, bu yöntem herhangi bir noktada GPS hızının hesaplanması için bir ilk yaklaşım olarak düşünülmektedir. Anadolu plakasının iç deformasyonu olmadığı varsayılır. Ancak Anadolu plakasının katı hareket ettiği düşünülen İç Anadolu bölümünde iç deformasyonun olduğu, Ege Bölgesindeki graben sistemi içinde katı hareket eden bağımsız blokların olduğu ve Doğu Anadolu’nun ise alt bölgelerde deforme olduğu düşünülmektedir. Bu düşüncelerle Türkiye’de Euler kutbu çevresinde katı hareket eden blokların(alt plakaların) varlığı öngörülmektedir. Öncelikle Türkiye Diri Fayları ve ayrıca gerinim bileşenleri ile uyumlu olası alt plakalar belirlenmiştir. Alt plakaların, sınırlarını oluşturan düşey düzlemler boyunca hareket ettiği ve iç deformasyonlarının olmadığı varsayılmış, tanımlanan tüm alt plakaların Euler vektörleri En Küçük Kareler dengelemesi ile topluca hesaplanmıştır. Euler vektörleri herhangi bir noktada GPS hızlarının ikinci yaklaşımla hesaplanması için giriş bilgisini oluşturur. Ayrıca alt plakaların sınırlarını oluşturan aktif faylar boyunca kayma hızları ayrı ayrı hesaplanmıştır. Anahtar kelimeler: GPS, Hız alanı, Gerinim Analizi, Euler kutbu, Euler vektörü, En Küçük Kareler, Tektonik. ix ABSTRACT In this study, we aimed to define a velocity field model of Turkey and its surroinding using GPS point. To define the model, velocities computed by using GPS campaigns between years 1992-2005 are used. Assuming that the point is moving with a certain velocity because of crust motions and strain is accumulated arround it, GPS velocities have been modelled and velocities are calculated at the grid nodes. The grid node velocities are used as input to calculate GPS velocities on any point. This method is thougth as a first approach to calculate GPS velocities at any point. it is assumed that there is no interior deformation in the Anatolia plate. But in Anatolia plate, East Anatolia plate has an interior deformation and existence of sub-plates moving around Euler Pole is envisaged. Turkery Active faults and Strain Analysis near these sub-plates are determined to find probable sub-plates. It is assumed that sub-plates are moving along vertical planes those limit them and there is no interior deformation and Euler vectors of all defined sub-plates are calculated with least square adjustment. After that along active faults those constitudes the boundaries of sub-plates slip rate is calculated one by one. Keywords: GPS , velocity field, Strain Analysis, Euler pole, Euler vector, Least Square, tectonics. x 1. GİRİŞ Plaka tektoniği kavramına göre yer kabuğu birbirlerine göre sürekli hareket eden tektonik plakalardan oluşmaktadır. Bu hareketler genel olarak üç guruba ayrılır. Tektonik plakalar birbirinden uzaklaşıyorsa ıraksak levha sınırı, birbirlerine yakınlaşıyor ise yakınsak levha sınırı ve sınır yüzeyleri boyunca birbirlerine paralel hareket var ise dönüşüm türü levha sınırı oluşur. Yer kabuğunun bu hareketlerini tanımlamak için global plaka tektoniği modelleri geliştirilmiştir. Plaka sınırları tek bir hat üzerinde olmayıp geniş bölgeleri içermekte ve bu bölgeler içinde mikro plaka olarak ifade edilen daha küçük plakalar yer almaktadır. Anadolu plakası; Afrika ve Arap tektonik plakalarının Avrasya tektonik plakası ile çarpışma bölgesinde kalan plaka sınırı bölgesinde yer almaktadır. Anadolu plakası üzerinde çok sayıda noktada tekrarlı GPS ölçüsü yapılmış ve bu ölçülerden yararla ölçü noktalarının hızları hesaplanmıştır. GPS hızı bilinmeyen noktalarda ise hızı bilinen noktalardan yararla hız hesaplaması gerekir. Bu amaçla uygulanabilecek gerinim parametrelerine dayalı bir yöntem ( Shen at al. 1996) ile blokların Euler vektörlerinin hesaplanmasına dayalı diğer bir yöntem bu çalışmada uygulanmıştır. GPS hızları yardımıyla Anadolu plakasının iç deformasyonunun incelenmesi, Anadolu plakasının içinde yer alan mikro plakaların (blokların, alt bölgelerin) sınırları boyunca kayma hızlarının belirlenmesi ve bu kayma hızları yardımıyla plaka sınırlarında oluşan hareketlerin hangi tür faylardan oluştuğu belirlenebilir. İkinci bölümde Türkiye Diri Fayları açıklanacaktır. Üçüncü bölümde Anadolu plakası üzerinde yapılan GPS hız verilerinin özellikleri ve ön analizi ele alınmaktadır. Dördüncü bölümde Strain (Gerinim) Analizi ve gerinim bileşenleri ile GPS hızlarının gerinim analizleri açıklanacak, beşinci bölümde ise Euler Kutbu kavramı ve belirlenmesine yer verilecektir. Altıncı bölümde Türkiye’ de oluşturulan blokların Euler vektörü hesaplamaları ile ilgili yapılan uygulamalar ele alınacak ve yedinci bölümde ise blok sınırları boyunca hesaplanan kayma hızları açıklanacaktır. 1