Kuzey Anadolu fay zonunun İzmit-Gölyaka (Düzce) arasındaki segmentlerinin paleosismolojisi ve morfolojik özellikleri

Abstract

Kuzey Anadolu Fayı (KAF)'nın Doğu Marmara'daki sismik tarihçesinin ve deprem tekrarlanma aralığının belirlenebilmesi amacıyla, bu çalışma kapsamında 1999 İzmit depremi ile KAF'ın kırılan segmentlerinden İzmit-Sapanca Gölü, Sapanca-Akyazı ve Karadere segmentleri üzerinde biri üç boyutlu olmak üzere toplam altı lokasyonda paleosismolojik araştırmalar yapılmıştır. Bu çalışmaların sonuçları; Doğu Marmara bölgesinde KAF'ın kuzey kolunun son 2.000 yılda yaklaşık 100 yıl ile 500 yıl arasında değişen farklı tekrarlanma aralıklarıyla beş farklı deprem (olasılıkla M?5) kümelenmesi ürettiğini ve bu kümelenmeler arasında tekil büyük depremler olduğunu gösterir. Belirlenen deprem tarihçesine göre bu segmentler her zaman sismik segment davranışı göstermemiş, farklı depremler ile farklı segmentler birarada ya da tek başlarına kırılmışlardır.Çalışılan segmentler üzerinde 1999 İzmit depremi yüzey kırığı boyunca izlenen, sağ-yanal fay morfolojisini yansıtan yapılar KAF'ın bir süredir bu güzergahı takip ettiğini göstermektedir. Sapanca-Akyazı segmenti üzerinde, 18.5 ±0.5 m sağ-yanal ötelenmiş Sakarya nehrine ait eski bir teras yükseliminin OSL yaş tayini yöntemi ile yaşlandırılması ile son 1000 yılda 22.2 ±3 mm/yıl kayma hızı hesaplanmıştır. Güncel GPS gözlemlerinden elde edilen kayma hızı değerleri ve hesaplanan jeomorfik kayma hızı değerlerine göre bu yapılar, İzmit-Sapanca Gölü segmenti üzerinde en az 20.000, Sapanca-Akyazı segmenti üzerinde ise en az 140.000 yıldır KAF tarafından takip edilmiş olmalıdır. Karadere segmenti üzerinde, en az 9 km toplam sağ-yanal ve bu harekete eşlik eden toplam 950 m'lik ters düşey yer değiştirme ölçülmüştür. Jeomorfik kayma hızına göre 9 km sağ-yanal hareketin sağlanabilmesi için en az 750.000 yıllık süre ve bu sürede 950 m düşey hareketin sağlanabilmesi için kuzey blokda 1.24 mm/yıl yükselme hızı hesaplanmıştır.

2D and 3D paleoseismological trenching studies were performed on 6 different locations on İzmit-Sapanca Lake, Sapanca-Akyazı and Karadere segments on North Anatolian Fault (NAF), on the surface rupture of 1999 İzmit earthquake. Information from historical records and results from paleoseismological trenching studies indicate that the northern branch of the NAF in the Marmara region produced damaging earthquake (probably M?5) clusters that fluctuated between 100 and 500 years during last 2000 years with individual large events between these clusters. According to these data it is proposed that the studied segments did not performed seismic segment behavior in the past. Different segments were ruptured together or individually in different events.Morphological structures such as elongated ridges, offset streams or hills, pressure ridges, sag ponds and linear depressions indicate that NAF has ruptured the same trace for a while. An old terrace riser of Sakarya River, on Sapanca-Akyazı segment, is offset 18.5 ±0.5 m dextrally by NAF. Terrace surface was dated by OSL dating method and 22.2 ±3 mm/yr slip rate is defined for last 1000 years. According to recent GPS measurements and geomorphic slip rates, NAF is active along the same traces at least since 20.000 years on İzmit-Sapanca Lake segment and 140.000 years on Sapanca-Akyazı segment. Cumulative right lateral movement of at least 9 km and vertical movement of 950 m are measured on Karadere segment between Karadere block and Almacık block. It is estimated that the right lateral cumulative displacement has occurred since last 750.000 years, and the vertical slip-rate is measured as 1.24 mm/yr.