Datça grabeni ve çevresinin güncel hiz alaninin GNSS verileri ile belirlenmesi

Abstract

Günümüzde Uydularla Global Konum belirleme sistemlerinin GPS/GNSS (Global Positioning System/Global Navigation Satellite System) sağladığı olanaklarla her türlü konum ve navigasyon ihtiyacı karşılanmaktadır. GNSS'in 1990'lı yıllardan itibaren yaklaşık otuz yıldır jeodezik ve jeofizik disiplinlerde aktif olarak kullanılmaya başlanması ile bu alanlarda yeni bir dönem başlamıştır. GNSS ölçmeleri sayesinde yüksek doğruluklu üç boyutlu statik ulusal jeodezik ağlar (örn.TUTGA – Türkiye Ulusal Temel GPS Ağı) kurulmuştur . Zaman içerisinde teknolojideki gelişmelere paralel olarak statik ağların yerini "gerçek zamanlı kinematik GNSS ağları" almıştır (Örn. TUSAGA-Aktif Türkiye Ulusal Sabit GNSS ağı-Aktif). Milimetre seviyesinde ulaşılabilen göreli konum belirleme teknikleri ile günümüzde GNSS yer kabuğu hareketlerinin belirlenmesinde yoğun olarak kullanılmaktadır. Uygulamada tektonik levhaların hepsini temsil edebilecek GNSS noktalarından oluşan jeodezik ağlar yardımıyla kıtalararası, bölgesel ve lokal hareketler belirlenebilmektedir. TUTGA ve TUSAGA-Aktif ulusal sabit GNSS istasyonlarından oluşan ağlar tektonik hareketlerin sürekli ve hassas olarak izlenmesi ve oluşan deformasyon miktarlarının belirlenmesine önemli katkılar sağlamaktadır. GNSS'in aktif tektonik çalışmalarında kullanımı için, fay segmentlerinin ayırdığı blokların üzerinde ve bloğun tamamını temsil edecek şekilde bir ağ tasarımı yapılır. Tesis edilen bu ağ ile, bölgedeki kabuk kalınlığı kadar faya yakın ve uzak çevresine yeteri kadar GNSS noktası tesis edilir. Bu noktalarda belli aralıklarla kampanya tipi veya uzun süreli (en az birkaç saat veya sürekli) olarak gözlemler yapılır. Elde edilen ölçülerin değerlendirme aşamasında yeryüzüne yayılmış ve koordinatı çok uzun süreler (yıllar) boyunca ölçülmüş ve çok yüksek dorulukla koordinatları belirlenmiş olan global noktalardan (IGS istasyonları) faydalanılır. Dolayısıyla, zamansal değişimlere göre hesaplanan yer değiştirme vektörleri ile bölgede oluşan gerilme ve sıkışma miktarları tahmin edilebilmektedir. Bu tez çalışmasında; MTA Diri Fay Haritası'nda Kuvaterner Fayı olarak çizilmiş olan Datça Fayı'nın da yer aldığı Datça grabeni ve çevresi seçilmiştir. Tezin amacı, Datça grabeni ve çevresinde oluşturulan mikro jeodezik amaçlı GNSS ağ noktalarında güncel hız verilerini belirlemektir. Beş periyot GNSS kampanyalarının değerlendirilmesi sonucu noktaların ilk tesis edildikleri andan (Ekim/2018), son ölçmelerin yapıldığı zamana (Mayıs/2021) kadar olan yer değiştirmeleri belirlenmiştir. Seçilen fay bölgeleri çevresindeki TUTGA ve TUSAGA-Aktif istasyonları verilerinin değerlendirilmesi sonucu çalışma alanı için yeni bir hız alanı oluşturulmuş ve ardından oluşturulan bu hız alanı verileri ile aynı istasyonlar için bir hız alanı modellemesi yapılmıştır. Arazide toplanan veriler GAMIT/GLOBK yazılımı ile değerlendirilmiş ve söz konusu noktalara ilişkin hız vektörleri hesaplanmış ve istatistiki bilgiler elde edilmiştir. Datça grabeni ve horst yapısında tesis edilen 17 istasyon arasında horst yapısı içerisindeki KD08 istasyonunda yaklaşık olarak yatayda 35 mm/yıl kadar GB (Güney Batı) doğrultusunda hız değeri, graben yapısı içerisindeki KD15 istasyonunda ise yaklaşık olarak yatayda 38 mm/yıl kadar GB (Güney Batı) doğrultusunda hız değeri tespit edilmiştir. Avrasya sabit hız çözümünden hareketle Euler Pole çözümü yapılmıştır. Bunun sonucunda istasyonların mikro-plaka gibi davranışlarının ortaya konması hedeflenmiş ve mikro-jeodezik ağ içerisinde istasyonların kendi aralarındaki interplate hareketi görselleştirilmiştir. Bu sonuçlara göre Datça grabeninin kuzeyinde yer alan, Kızlan fayına yakın horst üzerinde bulunan istasyonlardan bazılarının benzer şekilde yaklaşık doğu yönlü hareketleri gözlemlenmiştir. Bunun yanında hem Datça grabeni üzerindeki hem de güneyde bulunan Karaköy fayına yakın horst üzerindeki istasyonların daha karmaşık hareket sergiledikleri gözlemlenmiştir. Bunlardan hareketle ağ içerisindeki muhtemel faylanmalar görsel hale getirilmiştir.

Nowadays all types of positioning and navigation requirements have been met with the facilities provided by GPS/GNSS (Global Positioning System/Global Navigation Satellite System). A new era has started by active use of GNSS in geodetic and geophysical disciplines for the past three decades. Thanks to GNSS observations, high-accuracy three-dimensional static geodetic networks were established (TNFGN – Turkish National Fundamental GPS Network), under the name TUTGA in Turkish. With the technological progress, "real-time kinematic GNSS networks" have replaced static networks (TNPGN-ACTIVE, Turkish National Permanent GNSS Network-Active), under the name TUSAGA-Aktif in Turkish. Currently, millimeter accuracy level is achieved by GNSS carrier phase-based precise relative positioning method. This method of GNSS is used extensively for the determination of crustal movements. In practice, regional and local movements can be determined with the help of networks consisting of GNSS points that can represent all tectonic plates. Networks formed from TNFGN and TNPGN-ACTIVE (CORS-TR) permanent GNSS stations make an important contributions to the continuously and precise monitoring of tectonic movements and determination of deformation occurred. For the tectonic use of GNSS, a network design is made over the blocks separated by the faults and to represent the entire block. As much as the thickness of the crust in the region, enough GNSS points are established close to and far from the fault. Campaign-type or continuous observations are made at these points at regular intervals (at least a few hours or continuously). In the processing phase of the observations obtained by GNSS, global points (IGS stations) spread over the earth and whose coordinates are measured for a very long time have been used. The amount of stress and compression in the region can be estimated from the calculated displacement vectors according to the temporal changes. In this thesis study; Datça graben and its surroundings, which have been studied less than other faults and are considered to be active only in the medium term in the context of possible mobility, have been selected. The aim of the thesis is to determine the current velocity data on GNSS network points for micro geodetic purposes established in and around the Datça graben. As a result of the processing of the five-period GNSS campaigns, the displacements of the points from the time, which were first established (10/2018), to the time of the last measurements (05/2021) were determined. As a result of the processing of the data of TNFGN and TNPGN-ACTIVE stations around the selected fault zones, a new velocity field was created for the study area, and then a velocity field modelling was made for the same stations with this velocity field data. The data collected in the field were processed by the GAMIT/GLOBK software and the velocity vectors related to the mentioned points were calculated and statistical information was obtained. Among the 17 stations established in the structure of Datça horst and graben, a velocity value of approximately 35 mm/year in the SW (Southwest) direction was determined at station KD08 located within the horst structure, while a velocity value of approximately 38 mm/year in the SW (Southwest) direction was determined at station KD15 located within the graben structure. According to stable Eurasia reference frame, the rotation Euler pole solving was made. As a result, it was aimed to reveal the behavior of stations as micro-plates and visualize the interplate motion between measurement points within the micro-geodetic network. According to these results, it was observed that some of the stations located on the horst near the Kızlan fault to the North of the Datça graben exhibited similar approximately eastward movements. In addition, it was observed that the stations on both the Datça graben and the horst near the Karaköy fault to the South exhibited more complex movements. Based on these observations, the possible faults within the network were visualized.