Çeşitli yöntemlerle doğal potansiyelin zaman serisi analizi

Abstract

Bu çalışma, İzmir İli, Urla İlçesi Gülbahçe Köyünde belirlenmiş bir alana sabitlenmiş dört adet elektrot yardımıyla 15.06.2013-14.06.2015 ve 24.11.2015-23.11.2017 tarihleri arasında belirli zaman aralıklarıyla kaydedilen ikişer yıllık doğal potansiyel (SP) verilerine uygulanan analizleri içerir. Çalışmada, iki kayıtçıdan birinde kaydedilen verilerin değerlendirmeleri sunulmuştur. Bu analizlerde kullanılan yöntemler; `Eğilimden Arındırılmış Dalgalanma Analizi (EADA)` ve `Güç Spektrumu`dur. 10 dakikada bir kaydedilen doğal potansiyel verileri günlük ortalamaları alınarak analiz edilmiştir. Her iki tarih aralığı için günlük ortalamaları hesaplanan doğal potansiyel verilerinin EADA yöntemiyle ölçekleme katsayısı (alfa) 1., 2. ve 3. dereceden polinomlarla hesaplanmış ve 1,5 değeri civarında bulunmuştur. Serilerin güç spektrumlarının logaritmik ölçekte çizimi yardımıyla elde edilen beta spektral üs değeri 15.06.2013-14.06.2015; 24.11.2015-23.11.2017 tarih aralıkları için sırasıyla 2,01 ve 1,82'dir. Beta spektral üssü ile alfa ölçekleme katsayısı arasındaki ilişkiden yararlanarak, EADA ile hesaplanan değerlere yakın (1,505 ve 1,41) ölçekleme katsayıları hesaplanmıştır. Yapılan analizlerden her iki yıllık sürecin benzer karakteristikte olduğu ve fraksiyonel Brown hareketi yaptığı görülmüştür. Depremlerin doğal potansiyel verilerine olan etkilerini incelemek amacıyla sismik aktivitenin yoğun olduğu 27 Ocak 2017- 2 Temmuz 2017 tarih aralığındaki 10 dakikalık aralıklarla kaydedilmiş doğal potansiyel verilerinin saatlik ortalamaları kullanılarak güç spektrumu grafiği elde edilmiş ve beta spektral üs değerlerine ulaşılmıştır. İzmir- Balıkesir Transfer Zonu'nun yer aldığı bölgeyi de kapsayan 37,81 derece-39,03 derece enlem, 26,12 derece-27,97 derece boylamları arası bölgede meydana gelen depremlerin doğal potansiyel verilerine olan etkisi incelenmiştir. Spektral üs değerlerinin artmasıyla (beta büyük eşit 3) ilişkilendirilen depremlerin meydana geldiği bölgeler incelendiğinde İzmir- Balıkesir Transfer zonu içerisinde yer alan depremlerin genel olarak spektral üs değerlerini ortalamaya göre artırdığı gözlenmiştir.

This study was carried out with the help of four electrodes fixed in a selected area in Gülbahçe Village of Urla District of İzmir Province. It includes analysis of two years self- potential (SP) data recorded at specific time intervals between June 15, 2013, June 14, 2015 and November 24,2015, November 23,2017. In the study, evaluations of the data recorded in one of the two data loggers are presented. The methods used in these analyses are; `Detrended Fluctuation Analysis (DFA)` and `Power Spectrum`. Self-potential data recorded every 10 minutes were analysed by calculating daily averages. Scaling exponent (alpha) of the self-potential data daily means for both date ranges was calculated with the polynomials degree of 1, 2, 3. Calculated scaling exponent is approximately 1,5. The beta spectral exponent values obtained by plotting the power spectra of the series with logarithmic scale for the date ranges of 15.06.2013-14.06.2015 and 24.11.2015-23.11.2017; 2,01 and 1,82 respectively. Using the relationship between the beta spectral exponent and alpha scaling factor, scaling factors were calculated. These are consistent with the values calculated by the EADA (1,505 and 1,41). From the analysis, it was seen that both of the self-potential time series had similar characteristics and characterized by a fractional Brownian motion. To examine the impact of earthquakes on self-potential data, power spectrum graphs were plotted using the hourly averages of self-potential data recorded at 10-minute intervals between January 27, 2017 and July 2, 2017, where seismic activity is intense. The spectral exponents were also calculated. In the region, including İzmir-Balıkesir Transfer Zone, inside the latitudes and longitudes between 37,81 degree – 39,03 degree and 26,12 degree – 27,97 degree the effect of the earthquakes on natural potential data is examined. The regions where the earthquakes which are thought to cause the increase of spectral exponent values (beta greater than or equal to three) were analysed, it was observed that the earthquakes in İzmir- Balıkesir Transfer Zone generally increased the spectral exponents according to the average.