Tectonic Tremor Triggered along Major Strike-Slip Faults around the World

1. Araştırma SorusuAraştırma SorusuAraştırma SorusuAraştırma Sorusu
Tectonic Tremor Triggered along Major Strike-Slip Faults around the WorldTectonic Tremor Triggered along Major Strike-Slip Faults around the World
Chastity Aiken1
, Zhigang Peng1
, David R. Shelly2
, David P. Hill2
, Hector Gonzalez-Huizar3
, Kevin Chao4
, Jessica Zimmerman5
, Roby Douilly6
, Anne Deschamps7
, Jennifer Haase8
, and Eric Calais9
1
Georgia Institute of Technology; 2
U.S. Geological Survey, Menlo Park; 3
University of Texas, El Paso; 4
University of Tokyo, Earthquake Research Institute; 5
Texas A & M University, Commerce; 6
Purdue
University; 7
Université de Nice Sophia Antipolis; 8
Scripps Institute of Oceanography; 9
Ecole Normale Superieure
1
Genel BilgilerGenel BilgilerGenel BilgilerGenel Bilgiler
Dünyada bulunan doğrultu atımlı faylarda mikro titreşimler nasıl tetiklemeye neden
olmaktadır?
Derin tektonik titreşimler, genellikle depremin meydana geldiği sismojenik zonun altında
bulunan alt kabukta meydana gelmektedir. Bu tür titreşimler Pasifik kenarı etrafında bulunan
çok sayıda doğrultu atımlı fayda gözlenmektedir. Sarsıntı ve depremin çekirdeği arasındaki
potansiyel ilişkiyi araştırmak amacıyla titreşimlerin ne zaman, nerede ve nasıl meydana
geldiğinin bilinmesi gerekmektedir. Tremör dediğimiz küçük ölçekli yer sarsıntıları
gelişigüzel oluşmaktadırlar. Bazen GPS ile tespit edilmiş düşük kaymalı depremler ile
ilişkilendirilirler. Bu sarsıntılar gel-git olayından meydana gelen küçük gerilme dağılımları
ile tetiklenebilirler, uzakta meydana gelen depremlerde yer içinde yayılan sismik dalgalardan
da etkilenirler. Tremörlerin oluşması benzer faylarda gözlendiği için çevresel tremör
denilmektedir. Genellikle yüksek Sinyal/Gürültü oranına sahiptirler ve tanınmaları daha
kolaydır.
Çalışmada tremörlerin tetiklenmesinin incelenmesi için 4 doğrultu atımlı fay bölgesi
incelenecektir: (1) Kanada Yukon’da bulunan Denali fayının doğu kısmı, (2) Kanada Haida
Gwaii yakınlarında bulunan Quenn Charlotte fayı, (3) Kaliforniya Park Field yakınlarında
bulunan San Andreas fayı ve (4) Güney Haiti peninsula’da bulunan Enriquillo-Plaintain
Garden fayı. Tremörlerin tetiklenmesi uzun sürelere sahip geniş bantlı sinyaller gibi
tanımlanacaktır. Tremörler uzak depremlerde oluşan yüzey dalgalarına benzemektedir.
Tremörlerin kaynak yerleri eğer üç ya da daha fazla istasyonda kayıt edilmişlerse envelope
cross-correlation yöntemi ile ya da matched filter tekniği ile tespit edilecektir. Her bölge için
tetiklenme dinamik gerilme, sismik dalga gelişi ve frekans bağımlılığı açısından
incelenecektir.
Şekil 1. Gösterimde kırılgan, hızlı kayan sismojenik zon (kırmızı),
yavaş kayan (sarı), düşey fay için sabit kayan zon (mavi). Depremler
genellikle kırmızı zon da meydana gelmektedir. Tremörler elips ile
gösterilen bölgede oluşmaktadır Kanamori (2008).
YöntemYöntemYöntemYöntem
Çalışma Alanının Seçimi
Potansiyel Tetikleme olarak depremlerin seçimi
Sismik verinin yeniden düzenlenmesi, veri işlemi ve analizi
San Andreas fayı ile karşılaştırma yapmak için Tremör gözlemi
yapılmamış doğrultu atımlı faylar
Sığ, < 100 km derinlik
Büyüklük > 5.5
Uzaklık > 100 km
Pik dinamik gerilme > 1 kPa
Alet düzeltmesi
Filtreleme
Tetiklenmiş tremör tanımlaması
Tetiklenmiş tremörün yeri
Şekil 2. Dünyadaki tremör kaynaklarının yerleri. Bu bölgelerde daha
önce tremörlerin varlığı keşfedilememiştir.
Tetiklenmiş Tremör GözlemleriTetiklenmiş Tremör GözlemleriTetiklenmiş Tremör GözlemleriTetiklenmiş Tremör Gözlemleri
Denali fayı, Yukon, Kanada
Şekil 3. Kanada Yukon’da bulunan Denali fayının doğu kısmında tremör tetiklenmesi.
(SOL) Denali fayının doğusunda bulunan ortalama tetiklenmiş tremör kaynakları daire
içinde , istasyonlar üçgen işareti ile depremler beach balls ve noktalar ile gösteriliştir.
(SAĞ)Tremör tetiklenmesine örnek 2013/01/05 Mw7.5 Craig, AK depremi
görülmektedir (Yukarıdaki haritada yeşil yıldız ile belirtilmiştir).
Quenn Charlotte fayı, Haida Gwaii , Kanada
Şekil 4. Kanada’nın batısında bulunan Quenn Charlote fayında görülen tremör tetiklemesi
(Aiken et al. 2013)
(SOL) Queen Charlotte Fayının ortalama tetiklenmiş tremör kaynakları haritada daireler
içinde gösterilmiştir. İstasyonlar üçgen şeklinde gösterilmiş olup yıldızlar ve noktalar depremleri
belirtmektedir.
(SAĞ) Tremör tetiklenmesine örnek 2011/03/11 Mw9.0 Tohoku-Oki, Japanyo depremi
KAYNAKLAR
Aiken, C., Z. Peng, and K. Chao (2013), Tremor triggered along the Queen Charlotte
Margin by large teleseismic earthquakes, Geophys. Res. Lett., 40, doi: 10.1002/grl.50220.
Gomberg, J. (2010), Lessons from (triggered) tremor, J. Geophys. Res., 115(B10), doi:
10.1029/2009JB007011.
Hill, D. P. and S. Prejean (2013), Dynamic triggering, vol. 4, Earthquake Seismology,
Treatise on Geophysics.
Kanamori, H. (2008), Earthquake physics and real-time seismology, Nature, 451, 271-273,
doi:10.1038/nature06585.
Shelly, D. R., G. C. Beroza, S. Ide, and S. Nakamula (2006), Low-frequency earthquakes
in Shikoku, Japan, and their
San Andreas Fayı, Parkfield CA
Şekil 5. San Andreas fayında olan tremör tetiklemeleri.
(SOL) San Andreas fayında ortalama tetiklenmiş düşük frekanslı depremlerin kaynakları
haritada işaretlenmiştir. Noktalar depremleri göstermektedir.
(SAĞ) Tremör tetiklemesine örnek olarak 2012/10/28 Mw 7.7 Haida Gwaii depremi.
Kırmızı daireler matches filter ile tespit edilmiş düşük frekanslı depremlerdir. LFEs (Shelly et al.
2006).
Enriquillo-Plantain Garden Fayı, Haiti
Şekil 6. Güney Haiti peninsula’da bulunan Enriquillo-Plantain Garden (EPG) Fayında tremör
tetiklenmesi.
(SOL) EPG fayında tetiklenmiş tremör yerlerinin harita üzerindeki çemberlerle
gösterilmiştir (ortalama lokasyon yeşil yıldız ile belirtilmiştir). Karadaki istasyonlar
üçgenler ile OBS istasyonları isimleri ile gösterilmiştir. Beyaz yıldız ve noktalar Haiti depremi
ana şoku ve artçı şoklarını göstermektedir.
(SAĞ) Tetiklenen tremör ile ilgili 2010/02/27 Mw8.8 Maule, Chile depremi
SONUÇLAR
• Üç doğrultu atımlı fayda daha önce raporlanmamış tetiklenmiş tremör tespit edilmiştir.
• Tremör kaynakları her bölge için fay izlerine yakın yerler de konumlandırılmıştır.
•Tetiklenme gözlemleri Coulomb gerilme kriteri ile uyum göstermektedir( Hill ve Prejean,
2013).
•Uzun periyotlu, yüksek genlikli yüzey dalgaları bu bölgelerde tremörlerin tetiklenmesine neden
olmaktadır.
•San Andreas fayındaki Park Field segmenti diğer bölgelere oranla daha kolay tetiklenmektedir.
Bu özelliği fayın dayanım özelliklerini yansıtmaktadır.
Şekil 7. Dalganın genliği (stress), derinlik (frekans), düşey doğrultu
atımlı faya geliş açısının fonksiyonu olarak teorik tetikleme
potansiyeli örneği (Hill ve Prejean 2013).
Denali Fayının doğusu
Şekil 8. Yukon Kanada’da çalışılmış tetiklenen depremlerin
karakterleri. (a) Pik enine dinamik gerilmenin sismik dalganın geliş
açısına bağlı olarak çizimi (b) Yüzey dalgası hız spektrumu
depremler farklı renkler ile gösterilmiştir.
Queen Charlotte Fayı
Şekil 9. Kanada Haida Gwaii’de olan tetiklenmiş depremlerin
özellikleri. Semboller ve gösterimler Şekil 8 ile aynıdır.
San Andreas Fayı
Şekil 10. Parkfiled yakınlarında tetiklenmiş depremlerin özellikleri.
Semboller ve gösterimler Şekil 8 ile aynıdır.
Enriquillo-Plantain Garden Fayı, Haiti
Şekil 11. 20 km derinlikte sürtünme katsayısının 0.2 alınarak
Enriquillo-Plantain Garden Fayında zamana bağlı dinamik gerilimin
hesaplaması (En üstte). Düşey ve enine yer değiştirme sismogramı
(ortada), Düşey ve enine bileşen için dinamik “stress”gramları (en
altta) Tremör ve envelop.
Tetiklenme PotansiyeliTetiklenme Potansiyeli