Crustal structure of the Eastern Mediterranean and Black Sea basins from satellite altimetry and shipborne gravity data

Abstract

Karadeniz ve Doğu Akdeniz'in kabuk yapısı, uydu altimetri verisinden türetilen gravite verisi kullanılarak gravite modellemesi ile araştırılmıştır. Öncelikle, uydu gravite verisi mevcut gemi gravite verisi ile karşılaştırılmıştır. Uydu verisinden türetilen gravite verisinin geniş alanlarda yapılacak çalışmalar için uygun, ancak küçük ölçekli, detay çalışmaları için, bu verilerin yeni altimetri verileri ile geliştirilmesi gerektiği düşünülmektedir. İkinci olarak, uydu gravite verilerinden Karadeniz ve Doğu Akdeniz için Serbest-Hava ve Basit Bouguer Anomali haritaları oluşturulmuştur. Basit Bouguer haritası için suyun 1.03 g/cm3 olan yoğunluğu, ortalama kayaç yoğunluğu kabul edilen 2.69 g/cm3 ile değiştirilmiştir. Bu haritalardan deniz tabanındaki morfolojik yapıların Doğu Akdeniz'de gravite anomalisi yarattığı ama Karadeniz'de çok etkili olmadığı sonucuna varılmıştır. Son olarak, Karadeniz ve Doğu Akdeniz'in kabuk yapılarının gravite modelleri yapılmış, ve bunların gravite cevapları hesaplanmıştır. Model sonuçlarına göre Moho derinliği Karadeniz'in altında 19 km'ye, Doğu Akdeniz'de 22 km'ye kadar yükseldiği tespit edilmiştir. En ince kabuk 5 km ile batı Karadeniz havzasının altında yer almaktadır. Doğu Akdeniz'de kabuk kalınlığı Levant Havzası'nda 9 km ile Anadolu açıklarında 25 km arasında değişmektedir.Anahtar Kelimeler: Karadeniz, Doğu Akdeniz, gravite, uydu altimetri, Moho derinliği

The crustal structures of the Black Sea and Eastern Mediterranean Sea are analyzed by gravity modeling method using satellite altimeter derived gravity data. Firstly, the satellite gravity data were compared with available ship borne gravity data. It is considered that the satellite data is suitable for regional studies, however, for small-scale detailed studies, the satellite data have to be improved with new altimeter data. Then, Free-air and Simple Bouguer Anomaly maps were compiled from the satellite gravity data for Black Sea and Eastern Mediterranean Sea. To calculate the Simple Bouguer anomalies the sea water density (1.03 g/cm3) was replaced by average rock density (2.69 g/cm3). From the maps, it is concluded that bathymetric features affect the anomalies in Eastern Mediterranean, but are not significant in Black Sea. Finaly, the gravity models of the crust structures of the Black Sea and Eastern Mediterranean were constructed and gravity response of the models were calculated. From the model results that Moho rises up to 19 km in Black Sea, and 22 km in Eastern Mediterranean. The thinnest crust (~5km) exists in western Black Sea basin. In the Mediterranean Sea, the thickness of the crust ranges from 9 km in Levantine Basin and 25 km off the Anatolia.Keywords: Black Sea, Eastern Mediterranean, gravity, satellite altimetry, Moho depth