Accurate location of hypocenters using double difference and active fault structures in Gökova Bay

Abstract

Çiftler arası fark yöntemi, HYPODD kullanılarak Gökova Körfezi'nde meydana gelen depremlerin konumları yeniden belirlendi. Bu tezin amacı, lokal ölçekte ters çözüm parametre seçimlerinin HYPODD'nin performansına etkilerini anlamak ve Gökova Körfezi'ndeki aktif fayların yerini belirlemektir. Bu amaçla, Nisan 2006-Aralık 2009 döneminde kaydedilmiş depremler kullanılmış ve büyüklükleri 1.5-4.5 arasında değişen bu depremlerden 972 tanesinin lokasyonu yeniden belirlenebilmiştir.HYPODD'nin ters çözüm kısmı, katalog ve korelasyon olmak üzere iki farklı data üzerinde çalıştırılabilir. Bu çalışmada her iki yöntem de kullanılmıştır. Korelasyon datasına bağlı yürütülen ters çözümün, yalnızca depremlerin birbirine yakın olduğu bölgelerde iyi sonuç vermekte olduğu gözlenmiştir (<3km). İstasyon sayısının yeterince yüksek olduğu (>4 istasyon) ve depremlerin oluştuğu bölgeye orta mesafede (<60km) iyi dağılım gösterdiği durumlarda; kontrol parametrelerinden bağımsız olarak, sonuçların iyileştiği gözlenmiştir. Derinlik kesitleri incelendiğinde; HYPODD kullanımının özellikle de korelasyon verisi kullanımının etkisi açıkça görülmektedir. Önemli bir diğer gözlem ise,parametreler ve bunlara bağlı sonuçların geometri ve deprem çiftleri arasındaki uzaklığa bağlı olduğudur.MAXSEP, MINLNK, MINOBS parametreleri uygun aralıkta seçilmemeleri durumunda; veri setinde aşırı azalmaya sebep olabileceği için oldukça kritiktir. Verilerin kümelere ayrılması, tamamen veri seti özelliklerine bağlı bir durumdur. Eğer veri içerisinde birbirinden farklı özellikler gösteren kümeler varsa, hepsi için aynı kontrol parametrelerinin kullanılması gerçekçi bir yaklaşım olmayacaktır. Bu sebeple veriyi kümelere ayırma, tavsiye edilen bir yöntemdir.Gökova Körfezi içindeki aktif fayların, kuzey kıyıya paralel olduğu açıktır. Ören ve Çökertme arasında kalan bölgeden (27 45'W) başlayan bu fay, Akyazı yakınlarına (28 20'W)kadar uzanmaktadır. Derinlik kesitleri göstermektedir ki; fayın orta kısmı dik bir yapı gösterirken, doğu kısım güneye dalan bir yapı göstermektedir. Körfezin batısında, fay yönelimi değişerek güneye dönmüştür ve kabaca 36 derecelik bir açıya sahiptir. Bu fay, Datça Yarımadası ve Kos Adası arasında 36 45'N civarına kadar devam etmektedir.

Double Difference Algorithm, HYPODD, is used for relocating the earthquakes inthe Gulf of Gökova. The aim of this thesis is two folds: first we look for the best choice ofinversion parameters which determine the performance of HYPODD at local scale, andsecond, as a by product of the test data used in the study, we determine the active faults inthe Gulf of Gökova. We used four year (April 2006-December 2009) seismic earthquakerecordings and relocated 972 events with magnitudes between 1.5 and 4.5.The inversion part of HYPODD package can be run by using both catalog and cross-correlation data. In this study both methods were used. We have observed that correlationbased inversion gives a better picture only if the events in the cluster are very close to eachother (<3km). When stations are sufficiently high in number (>4 stations) and wellscattered around the seismic zone at moderate distances (i.e. <60 km), we observed that theperformance is high, and do not critically depends on the control parameters. Theimprovement in using hypoDD and in particular correlation based applications is mostlyapparent when depth sections are analyzed. The other important observation is that thechoice parameters and therefore the final performance entirely depend on the geometry andthe distance of event pairs. The parameters MAXSEP, MINLNK, MINOBS are very critical and a conservative selection of these parameters will lead to a drastic reduction of the data set. Separating the data into clusters or not is a matter which entirely depends on the data. If data shows isolated clusters with distinct character each, it would be unrealistic to use a single set of control parameters for all of them, and clustering is recommended.In term of active fault geometry of the faults in Gökova, it is clear that an offshorefault parallel to the northern boundary is well confirmed. The fault extends from midwaybetween Ören and Çökertme to land close to Akyazı, roughly 27 45'W to 28 20'W. The depth section of this fault is vertical in the central part, but shows a possible south dipping in the east. At the western end the fault shows a change in strike and turns south with a strike direction of roughly 36. This fault continues to 36 45'N, midway between Cos Islands and Datça Peninsula.