Active tectonics and paleoseismology of the ganos fault segment and seismic characteristics of the 9 August 1912 Murefte earthquake of the North Anatolian fault (Western Turkey)

Abstract

Ganos fayı, Kuzey Anadolu Fayı'nın en doğu parçasıdır ve 9 Ağustos 1912 (Ms=7.3) ve 13 Eylül 1912 (Ms=6.9)'de 2 büyük depreme neden olmuştur. Kırık boyunca 45 lokalitede atım ve birikimli atım dağılımı ölçülmüştür. 1912 depreminin atımı 2 ila 5.5 m arasında olup, en yüksek atım fayın doğu kesiminde gözlenmiştir. Karada gözlenen kırık en az 4 alt-parçadan oluşmakta ve parçalar Kavak, Gölcük ve Yörgüç çek-ayır havzalarıyla sınırlanmaktadır. Marmara denizinin batı kıyısında görülen büklüm (17°) ile büyük çek-ayır havzası (Orta Havza) 1912 kırığının doğu ucunu sınırlayabilecek yapılar olarak değerlendirilmiştir. Karada görülen doğrultu-atımlı fay deformasyonu ötelenmiş drenaj sistemleri oluşturmakta. 69 lokalitedeki birikimli ötelenmenin sınıflandırılması sonucu 5 atım grubu tespit edilmiştir. Bu gruplar iklimsel değişimlere bağlı olarak gelişen yeni drenaj sistemlerine karşılık gelmektedir ve 18 mm/yıl'lık bir fay hızı vermektedir. Saroz, Yeniköy ve Güzelköy'de yapılan paleosismik çalışmalar 270 yıllık bir deprem tekrarlanma aralığı ve 17,5-20 mm/yıl'lık fay hızı vermiştir. Bu değerler iki deprem arasında ~5 m'lik bir yamulma birikimine karşılık gelip 1912 atım değerleriyle uyumludur. 9 Ağustos ve 13 Eylül 1912 depremi hasar dağılımı ve 45 adet aletsel deprem kaydı iki depremin göreceli büyüklükleri ve karakterleri hakkında bilgi sunmaktadır. Hesaplanan 1,27 x 1020 Nm'lik sismik moment ve 40 saniyelik deprem süresi 120 ±20 km uzunluğunda bir kırığa işaret etmektedir; bu nedenle 1912 kırığının hem Saroz hem de Marmara'daki büklümü aşarak orta havzaya uzanması sonucuna varılmıştır.

The Ganos fault is the westernmost segment of the NAF that generated the 9 August 1912 (Ms=7.3) and 13 September 1912 (Ms=6.9) earthquakes. We investigate 45 sites to document the slip distribution and cumulative offset along the rupture. The 1912 offsets range from 2 to 5.5 m with maximum slip in the northeastern fault section. The surface rupture inland, shows a minimum of 4 sub-segments limited by the Kavak, Gölcük and Yörgüç pull-apart basins. In the Marmara Sea, similar structures show a significant bend (17°) near the coast and a large pull-apart basin (Central Basin) that may correspond to the eastern end of the earthquake rupture. Active deformation along the inland dextral strike-slip fault displays offset drainage systems. Classification of cumulative slip at 69 sites show 5 classes of stream offset, which indicate the onset of drainage development controlled by climatic events and provide 18 mm/yr slip rate. Paleoseismic trenching at Saros, Yeniköy and Güzelköy yield a earthquake recurrence interval of 270 years and a 17,5-20 mm/yr slip rate. This reveals an interseismic maximum strain accumulation of ~5 m in accordance with our slip measurements for the 1912 rupture. Analysis of the 9 August and the 13 September 1912 damage distribution and seismic waveforms from 45 instrumental records documents the relative size and characteristics of the events. The large earthquake moment ~1,27 x 1020 Nm and 40 sec of rupture duration corresponds to 120 ±20 km rupture length and requires an offshore extension in both Saros bay and the Central Basin in the Sea of Marmara.