Amaç ve Kapsam

Dünyamız, tektonik kuvvetlere maruz kalarak çok eski zamanlardan beri şiddetli depremlere sahne olmuştur. Meydana gelen bu depremler insanoğluna, yaşadığı çevre ve medeniyetlere zarar getirdiğinden her dönemde merak edilmiş ve araştırılmalarına ihtiyaç duyulmuştur. Özellikle son yıllarda dünyada meydana gelen büyük depremler birçok can ve mal kaybına neden olmuş bu doğrultuda depremlerin özelliklerinin en ince ayrıntısına kadar araştırılmasının önemi açık bir şekilde ortaya çıkmıştır.

Günümüzde aktivitesini hala devam ettiren ve büyük depremlere sahne olan bölgelerden biri de Papua Yeni Gine bölgesidir (Benz ve ark., 2011; Storchak ve ark., 2013; Heidarzadeh ve ark., 2015). Bölgedeki hakim tektonik kuvvet Avustralya levhasının Pasifik levhasıyla çarpışması sonucu oluşur. Bu iki büyük plakanın yanında birçok küçük levhanın varlığı ve bunların birbirleriyle etkileşimleri tektonik açıdan bölgeyi hayli karmaşık bir hale getirmektedir. Bölge içinde bulunan Solomon Denizi levhasının Güney Bismark levhasının altına dalması ve burada oluşan Yeni Britanya hendeği, Kuzey Bismark ve Güney Bismark levhaları arasındaki sınırda bulunan sol yanal transform faylanma ve riftler şeklinde oluşan Bismark Denizi Sismik Çizgiselliği, güney tarafta bulunan Woodlark Yayılma merkezi gibi başlıca tektonik unsurlar aktivitenin ve karmaşıklığın sebebi olarak gösterilebilir. Bunların sonucu olarak levha sınırlarında bulunan transform faylar, kıta etkileşimlerinin sonucu ortaya çıkan dalma batma zonları, rift vadileri ve hendekler (trench) bu bölge içinde gözlenmektedir.

Bölgede özellikle Yeni Britanya hendeği civarında çok sayıda büyük ve çeşitli derinliklerde depremler gözlenmektedir. Bu bağlamda çalışmada, Yeni Britanya hendeği ve yakınında 1990 yılı sonrasında meydana gelen büyüklüğü MW≥6.7 ve derinliği 50 km’den sığ olan (+5 km esnetilebilir) 29 adet deprem incelenmiştir. İlk olarak bu depremler kullanılarak kırılma süresi ve kayma dağılımları, faylanma alanının boyutları, en büyük ve ortalama yer değiştirme gibi kinematik parametrelere ulaşılmaya çalışılmıştır. Birçok araştırmacı depremlerde sonlu-fay parametrelerinin belirlenmesi için ters çözüm teknikleri geliştirmiş ve kırılmanın ayrıntılarını ortaya koymuşlardır (Hartzell ve Heaton, 1983; Beroza ve Spudich, 1988; Kikuchi ve Kanamori, 1991; Yoshida, 1996; Yagi ve Kikuchi, 2000; Zhou ve Chen, 2003; Yagi ve ark., 2012). Bu çalışmada sonlu-fay kayma dağılımları uzay ve zaman değişimlerinin modellenmesine olanak sağlayan bir ters çözüm tekniği tercih edilmiştir (Yagi ve Kukichi, 2000; Mikumo ve ark., 2002; Fukuhata ve ark., 2003; Yagi ve ark., 2004; Tan, 2004). Bu ters çözüm tekniği Hartzell ve Heaton (1983), Kikuchi ve Kanamori (1991), Yoshida (1992) ve Ide ve Takeo (1997) tarafından tanımlanan yönteme dayanmakta ve kırılmanın detayları ve kaynak özellikleri hakkında ayrıntılı bilgiler vermektedir.

Bir fay düzlemi üzerinde yerdeğiştirme miktarının göreceli olarak büyük olduğu bölgelere pürüz (asperity) adı verilmektedir. Pürüz bölgeleri bir depremin hasar verme potansiyeli ile doğrudan ilişkilidir. Bu nedenle sonlu-fay analizleri yapılarak faylanma yüzeyi üzerindeki pürüz bölgelerinin belirlenmesi araştırılabilir ve pürüz dağılımları ile ilgili detaylı bilgilerin elde edilmesi önem taşımaktadır (Wald, 1992). Sonlu-fay analizleri ile kırılma süreci hakkında ayrıntılı bilgiler yakın alanlara konumlanmış kuvvetli yer hareketi kayıtçıları (strong motion) kullanılarak elde edilebilir (Trifunac, 1974; Gariel ve ark., 1990). Fakat birçok depremin kuvvetli yer hareketi kayıtçılarının uzağında meydana gelmesi (özellikle dalma-batma zonlarında) ve kuvvetli yer hareketi kayıtları kullanılarak yapılan modelleme çalışmalarında daha detaylı kabuksal hız yapısına ihtiyaç duyulması gibi nedenlerden ötürü Hartzell ve Heaton (1983) uzak-alan (telesismik) kayıtları kaymanın uzaysal dağılımının belirlenmesinde kullanmayı denemişlerdir. Bu amaçla 1979 yılında Kaliforniya’da meydana gelen Imperial Valley depremi hem uzak alan hem de yakın alan

kayıtçılarından elde edilen kayıtlarla modellenmiş ve karşılaştırma sonucunda çok büyük farklılıkların olmadığı gözlenmiştir. Bu olumlu sonuçların yanında gelişen kayıtçı ağı ve teknolojinin sayesinde dalma-batma zonlarında meydana gelen depremler de dahil bir çok olay kısa bir zaman içerisinde telesismik kayıtlar kullanılarak sonlu-fay analizleri yapılabilmektedir (Mendoza ve Hartzell, 1988; Mendoza, 1996; Abercrombie ve ark., 2001, Utkucu ve ark. 2002; Tan ve Taymaz, 2006). Aynı zamanda çeşitli jeodezik verilerde (GPS (Global Positioning System), InSAR (Interferometric Synthetic Aperture Radar), Trilateration Leveling, Triangulation) telesismik ve kuvvetli yer hareketi verileri ile birlikte kullanılarak sonlu fay analizleri yapılabilmektedir (Klotz ve ark., 1999; Wright ve ark., 1999; Wald ve Heaton, 1994; Wald, 1996; Konca ve ark., 2010).

Sonlu fay analizlerin bir diğer özelliği de dalma batma zonlarında meydana gelen depremlerin kayma miktarları ve kırılmanın levhalar arasında derinde gerçekleştiği boyutları hakkında detaylı bilgilerin elde edilmesine olanak sağlamasıdır. Dalma-batma zonları boyunca depremlerin sonlu fay analizleri yapılarak sismik boşluk bölgeleri, deformasyon birikiminin miktarı ve pürüzlerin etkileşimleri hakkında bilgiler sağlanmaktadır. Bu gibi çalışmalara en iyi örneklerden biri Meksika‘nın batı bölgesinde bulunan dalma-batma zonundaki depremler için yapılan ve pürüz etkileşimlerinin ortaya konduğu sonlu fay analizi çalışmalarıdır (Mendoza, 1993). Yine Antolik ve ark. (1999) tarafından gerçekleştirilen çalışmalarda odak derinliği 450 km’den daha büyük derin depremler incelenmiş ve bu tarz derin depremlerin moment boşalımının (moment rate function) genel olarak dalan levha içinde olduğunu aynı zamanda da derin deprem üreten faylanmaların oluşumunda sıcaklığın önemli bir rol oynadığı kanısına varmışlardır.

İkincil olarak da çalışmada, sismotektoniğin günümüzde güncel konularından olan statik Coulomb gerilme değişimi (Static Coulomb stress change) hesaplamaları yapılmıştır. Bir deprem yer içinde herhangi bir zamanda meydana gelir, yayılır ve sonlanır. Fakat bugün bile depremin neden, ne zaman ve nerede olacağıyla ilgili sorulara cevap vermek oldukça zordur. Son 50 yılda sismoloji alanındaki tüm gelişmelere rağmen, deprem mekanizmasının anlaşılmasında hala hazırda

çözülmemiş belirsizlikler vardır. Son yıllarda yapılan öncü depremler, ana şok ve artçı depremler ile bölgede diğer depremlerin oluşumunu kontrol eden gerilme dağılımları arasında yakın bir ilişki bulunduğuna ait çalışmalar bu belirsizliklerin bir kısmına ışık tutabilecek niteliğe ulaşmışlardır (Stein ve Lisowski, 1983; Hudnut ve ark., 1989; Reasenberg ve Simpson, 1992; Haris ve Simpson, 1992; Jaume ve Sykes, 1992; Stein ve ark., 1992; King ve ark., 1994; Deng ve Skyes, 1996; Stein ve ark., 1996; Nalbant ve ark., 1998; Stein, 1999; King ve Cocco, 2000; Nalbant ve ark., 2005; Steacy ve ark., 2005a; McCloskey ve Nalbant, 2009, Toda ve ark., 2012). Bu çalışmalar sonucunda, Coulomb kırılma kriteri kullanılarak gerilme alanın incelenmesinin bir bölgede meydana gelen deprem sonucunda etrafındaki faylar üzerindeki etki alanının araştırılması ve deprem üretme olasılığı artan ve azalan bölgelerin belirlenmesinde önemli bir yöntem olarak ilgi çekmiştir. Aynı zamanda gerilme değişiminin büyüklüğünü temel alarak, depremlerin birbirlerini tetikleme ve/veya normalde oluşacağı süreden daha önce meydana gelmesi gibi tahmin çalışmaları da gerçekleştirilmiştir.

Bir deprem sonucu bölgede bazı yerlerde gerilme artımı olurken bazı yerler de ise gerilme azalımı yani gerilme gölgesi olarak isimlendirilen bölgeler oluşmaktadır. Başka bir ifadeyle, büyük bir deprem sonucu meydana gelebilecek gerilme artışı veya azalışı o bölgenin yakınındaki bir alanda oluşabilecek depremin zamanını erken veya ileri bir tarihe alabilir. İşte bu gibi durumların ortaya koyduğu bilimsel gerçekler neticesinde depremlerin birbirleriyle olan etkileşimleri incelenerek deprem oluşum sürecinin anlaşılmasında önemli bulgular sağlanabilmektedir.

Büyük ve yıkıcı bir depremden sonraki en önemli kaygılardan biri yıkıcı büyük bir artçıdepremin (veya artçı depremlerin) olup olmayacağı ve nerede olacağıdır (McGallagher ve ark., 1999; McCloskey ve Nalbant, 2009). Bu durum anaşok gerilme değişimleri ile artçıdeprem lokasyonları arasındaki korelasyonun irdelendiği birçok çalışmanın (King ve ark., 1994; Toda ve ark., 1998; Anderson ve Johnson, 1999; Stein, 1999 ve 2003; Rajput ve ark., 2005; Steacy ve ark., 2005b; King, 2007; Lasocki ve ark., 2009; Toda ve ark., 2012) yapılmasına yol açmış ve genel bir korelasyonun olduğu ve artçıdepremlerin daha çok gerilme artışı olan yerlerde

olduğu görülmüştür. Örnek olarak 2011 Van depremi anaşoku için yapılan bir Coulomb gerilme analizi çalışması artçıdepremlerin uzaysal dağılım örüntüleri arasındaki ilişkinin yanısıra faylanma makanizmaları arasındaki ilişkiyi de ortaya koymuştur (Utkucu ve ark., 2013). Anaşok gerilme değişimleriyle artçıdeprem lokasyonları arasındaki bu pozitif korelasyon, deprem zararlarının azaltılması amaçlı olarak bir anaşok sonrası yapılacak Coulomb gerilme modellemesi yoluyla anaşokça etkilenen bölgede artçıdepremlerin özellikle de uzak artçıdeprem (off-fault aftershock) meydana gelme potansiyeli yüksek olan yerlerin gerçek-zaman yakınında belirlenmesi çalışmalarını gündeme getirmiştir (Steacy ve ark., 2004; Chan ve Ma, 2004; Toda, 2008; McCloskey ve Nalbant, 2009; Catalli ve Chan, 2012; Parsons ve ark., 2014).

Sonuç olarak bu çalışma kapsamında Yeni Britanya Hendeği civarında meydana gelmiş büyük ve orta büyüklükteki depremlerin sonlu-fay kırılma modelleri elde edilmeye çalışılacaktır. Sonrasında ise Coulomb gerilme değişimleri elde edilen kırılma modelleri sonuçları kullanılarak hesaplanacaktır. Böylece bölgeye ait güncel kırılma modelleri ve gerilme değişimleri ortaya konularak deprem oluşumları ve etkileşimleri ile ilgili yorumlar yapılabilecektir.