Analysis of regional moment tensor inversion method and its applications to the İzmit, Düzce earthquake sequences and Eastern Anatolian earthquakes

Abstract

Bu çalışmada, RMT (Regional Moment Tensor) ters çözüm yöntemi, bölgesel uzaklıkta kaydedilen orta büyüklükteki (4.0 < M < 6.0) depremlerin kaynak parametrelerini belirlemek amacı ile kullanıldı. Metodun başarısını test etmek için ayrıntılı bir analiz yapıldı. Bu analiz deprem kaynak parametreleri üzerinde yapılan çeşitli testlerden oluşur. İlk olarak basit bir modelin değişiminden elde edilen çok sayıda bir kabuk modeli seti için kaynak parametreleri üzerindeki model bağımlılığı araştırıldı. Bunu takiben, lokasyon hatalarının kaynak parametreleri üzerindeki etkisi araştırıldı. Ve son olarak, doğrultu, eğim ve kayma açılarına ilişkin tüm parametre uzayı gözlem noktalarının sayısına bağlı olarak incelendi ve yöntemin en istenmeyen durumlarda bile başarılı olduğu sonucuna varıldı.RMT yöntemini uygulayarak, yaklaşık 2 yıllık bir süre boyunca kaydedilen toplam 58 adet depremin (3.5< Mw < 5.8) kaynak parametreleri belirlendi. Bu çalışmada analiz edilen depremlerin çoğunluğu uzak alan dalga modellemesi tekniğini uygulayabilmek için çok küçüktür. Benzer bir şekilde ilk hareket polaritelerinden elde edilen odak mekanizması çözümleri içinde güvenilir olmayabilir. Bu yöntem ilk hareket verisinin seyrek ve az güvenilir olduğu veya telesismik uzaklıklara ulaşamayan, fakat lokal ve bölgesel uzaklıktaki geniş bantlı istasyonlar tarafından iyi kaydedilebilen orta büyüklüklerdeki depremler için oldukça kullanılışlıdır.Bu çalışmada Türkiye' nin batısında yer alan depremler, izmit (Mw=7.4, 1999) ve Düzce (Mw=7.2, 1999) deprem dizinlerine ait artçı sarsıntılardan oluşmaktadır. Bu bölgede meydana gelen depremler genellikle, farklı kollara ayrılmış doğrultu atımlı fay geometrisine sahip faylar boyunca, gerilmenin biriktirildiği deformasyon zonlarında meydana gelir. Bu bağlamda, Çınarcık baseninin kuzeyinde yer alan doğrultu atımlı mekanizmalar, Kuzey Anadolu Fay'ınm (KAF) Marmara denizi içinde devamlılığını gösteren önemli sonuçlardır. Doğrultu atımlı fay düzlemi sonuçlarının yanı sıra, Akyazı civarında ve Yalova'nın batısında normal faylanma gözlemlendi. Türkiye'nin doğusunda, analiz edilen depremler 1999 Şenkaya deprem dizinini ve Doğu Anadolu'nun sıkışma zonu içinde yer alan depremleri içerir. Doğu Anadolu için elde edilen odak mekanizması sonuçları daha önce elde edilen sonuçlarla uyumluluk içindedir.

In this study, the Regional Moment Tensor (RMT) inversion method was used todetermine source parameters of moderate size earthquakes (4.0 ~ M ~ 6.0) recorded atregional distances. A detailed analysis was carried out to evaluate the performance of themethod in realistic situations where the parameters used for the inversion are not optimal.This analysis is comprised of several tests on earthquake source parameters. First, themodel dependence on the source mechanisms was investigated for a large set of crustalmodels obtained by perturbing a simple one. Then, a similar analysis was made on thesource location for testing the effects of hypocentral errors. Finally, the whole parameterspace of the source orientation (strike, dip and rake) was examined with respect to numberof observation points. As a consequence, it was found that the method is a robust techniqueproviding stable results even in most unfavorable situations.By applying the Regional Moment Tensor (RMT) inversion method, we estimatedsource mechanisms of 54 earthquakes (3.5 ~ Mw ~ 5.8) recorded during the period of 2years. Majority of the earthquakes analyzed in this study are too small to apply theteleseismic waveform modeling technique. Similarly, reliable application of first motionanalysis can not be applied due to the lack of sufficient number of stations and/or theinadequate azimuthal coverage. The RMT method is particularly useful for theseearthquakes, whose either the first motion data are sparse and less reliable, or the energy istoo small to propagate to teleseismic distances, but the waveform data are well recorded bylocal and regional broadband stations.In western Turkey the events, which were studied consisted of the strong aftershocks ofthe Izmit (Mw=7.4, 1999) and Dlizce (Mw=7.2, 1999) earthquake sequences. Earthquakestaking place in this sequence are located in deformation zones where strain is accumulatedalong faults with mostly strike slip geometry with segmentation in different orientation.Critical results obtained in this context are the right lateral strike slip mechanisms, locatedin the north of <;marcIk basin and provide valuable information about the continuation ofthe North Anatolian Fault (NAF) into the Marmara Sea. In addition to the strike slipgeometry, normal faulting is observed in the west of Yalova and near Akyazicorresponding to the bifurcation point of the NAF. In east of Turkey, the events analyzedinclude the 1999 Senkaya earthquake sequence and others sparsely distributed earthquakesover the contractional zone of the Eastern Anatolia. The fault plane solutions retrieved forEastern Anatolia were in consistent with the previous studies.