Tomografik modelin oluşturulması

Model bu programda grid3dtg olarak adlandırılır ve küresel koordinatlarda 3 boyutlu hız düğüm yapısını üretmek için kullanılır (esas olarak eğimli bir 3-D kutu) hız düğüm değerleri şu şeklilde ayarlanabilir:

Keyfi derinlik bağımlı arka plan değerleri (Bir tomografik başlangıç modeli için genellikle uygun model sadece derinliğe göre kurulur.)

1. Belirtilen standart sapma Gauss gürültü ile arka plan modeli 2. Bindirilmiş bir dama tahtası deseni ile arkaplan modeli. 3. Bindirilmiş rasgele arkaplan modeli.

Modelin oluşturulmasında grid3dtg dosyasında giriş parametreleri hazırlanmıştır. Her satırda ilk giriş derinliği, ikinci giriş P-dalga hızı ve üçüncü S-dalga hızını temsil eder. Bu temel biçimi korumak kaydıyla, herhangi bir derinlik bağımlı hız modeli belirtilebilir. Çıktı dosyası dağıtımında grid3d.vtx olarak adlandırılmıştır. Bir başlangıç modeli oluşturmak durumunda bu kodu kullanarak ters çözüm için, bu dosyanın çalışma dizinine kopyalanması gerekir.

Şekil 4.15. Çalışma alanı için kurulan tomografik model (kuzey-güney doğrultusunda 0.206ºlik aralıklarla 34 adet radyal grid noktasında, doğu-batı yönünde 0.306º aralıklarla 27 adet grid noktasında, düşey derinlik yönünde 20 km’lik radyal blok uzunluklarıyla 32 adet grid noktasında tanımlanmıştır).

Model parametrizasyonu; hedeflenen bölgenin sismik yapısının model parametreleri kümesi ile temsil edilmesidir. Düz çözüm verilen bir modelin (örneğin seyahat

sürelerinin) model parametrelerinin tahmin edilmesidir. Ters çözüm model parametrelerinin gözlemlenen değerler ile daha iyi eşleşene kadar modelin otomatik olarak iyileştirilmesi olayıdır. Bu çalışmada kullanılan veri 2 ayrı kaynaktan elde edilmiştir. Bunlardan 53 adet istasyon BDTIM Boğaziçi Üniversitesi Kandilli Rasathanesi ve Deprem Araştırma Enstitüsü Bölgesel Deprem-Tsunami İzleme ve Değerlendirme Merkezi 71 adeti de Afet ve Acil Durum Yönetimi Başkanlığı (AFAD)’tan temin edilmiştir. Çalışma alanına 28 ° ile 90° arası mesafe uzaklıkta optimum azimutal dağılımın sağlanabilmesi için Mw> 5.5 olan uzak alan depremlerin P fazları incelendi. 124 adet sismik istasyonda toplam 126 adet uzak alan depremin toplam 15.624 adet P fazı geliş zamanı seyahat zamanları okunmuştur. Telesismik aktivite çalışılan bölgenin daha çok doğusunda ve batısında yoğunlaşmıştır. Her bir istasyona gelen sinyallerin adaptif ak135 yığma tekniği ile (Rawlinson ve Kenneth, 2004) ile varış zamanı rezidüelleri ve hata miktarları hesaplandı. Bu sonuçlar Işın Yolu Hızlı İlerleme Tekniği (Fast Marching Teleseismic Tomography- FMTT)’de giriş dosyası olarak kullanılmıştır. Problemin kökenine göre modeli en iyi şekilde kurmak için çeşitli denemeler yapılmıştır. Gelişmiş bir yineleme yöntemi olan FMTOMO olarak adlandırılan doğrusal olmayan tomografi kodu (http://rses.anu.edu.au/*nick/fmtomo.html) ile çalışma alanının litosferik manto ve daha derin hız yapısı ortaya çıkarıldı. Çalışılan alan yaklaşık (700km(D-B)×900km(K-G))’lik bir dikdörtgen bir ızgara alan içerisinde bütün istasyonları içerisine alacak şekilde konumlandırılmıştır. Model kuzey-güney doğrultusunda 0.206ºlik aralıklarla 34 adet radyal grid noktasıyla, doğu-batı yönünde 0.306º aralıklarla 27 adet grid noktasıyla, düşey derinlik yönünde 20 km’lik radyal blok uzunluklarıyla 35 adet grid noktasında tanımlanmıştır. Bu değerler modelin en hızlı ve güvenilir olarak çalıştığı optimum değerler olarak elde edilmiştir (Şekil 4.15). Modelin başlangıç noktaları kuzey-güney yönünde 43ºenlemi, doğu-batı yönünde 24º boylamı olarak seçilmiştir. Derinlik yaklaşık 600 km ile sınırlanmaktadır. Düğüm aralıklarında bu gibi gridler derinliğin bir fonksiyonu olarak daha verimli bir parametrelendirme oluşturur. Fresnel bölge genişliğinin derinlikle arttıkça, çözünürlük azalır. Belirli bir katmandaki her düğümün örnekleme yoğunluğunun kalitesi aynı zamanda örneklemenin geri-azimut dağılımının bir fonksiyonudur. Aynı düğüm noktalarından geçen ışınların kalite endeksinin artmasını yöneten işlev,

sismik olarak daha iyi çözünürlük fikrine dayanarak özel olarak üretilmiştir. Yüksek açıdan gelen ışınların kesişmesiyle daha net çözünürlükte tomogramlar elde edilmektedir. Düşük açıyla ve yakın mesafeden gelen varışların üst tabaka katmanları için daha zayıf sonuçlar doğurduğu gözlenmiştir. Bu etki yorumlamalarda dikkate alınması gereken bir durumdur. Işınların uyumlu isabet ettikleri ve daha iyi örneklenmiş alanlarda yorumlamalar daha sağlıklı olacaktır. Model alanın örneklemesinin kalitesine ek olarak, sentetik testlerimiz “dama tahtası” arka planda gömülü anamoliler olarak sonuçların doğruluğunu test etmede ve yorumlamada bizlere yardımcı olmuştur. Yavaş ve hızlı anomaliler için yoğunluklar -4 ve +4 arasında değişmektedir. Modellenmiş hacimsel alan tomografik çözünürlüğün en iyi şekilde elde edilmesi için en önemli başlangıç parametreleridir.

FMTT Seyahat sürelerinden doğrusallaştırılmış yinelemeli olarak ters çözüm yapar. Ters çözümün akışını ‘’Subinv’’ kontrol etmektedir. ‘’Subinv.in ‘’bir giriş parametre dosyası olup, değiştirilebilir önemli parametreler bu araçla kontrol edilir. Bunlardan en önemlileri ters çözümde ‘sönüm faktörü’ ve ‘yumuşatma faktörü’dür. Sönüm faktörü ve yumuşatma faktörü ilksel modelden gelen etkili birçok ayrışımın olumsuz etkisini önler. Yumuşatma Faktörü, ilk modelden uzaklaştıkça modeldeki pürüzlülüğü giderir ve yumuşatır. Başlangıç modeline göre normal değerlerinden ne kadar farklılaştığı görülür. Uygulamada, bu işlemler kullanıcı tarafından kontrol edilebilen değişkenlerdir. Tomografik ters çözümü yapan komut dosyası ‘tomo3dt’ komutudur. Diğer basamaklarda elde edilen yürütme işlemleri son olarak bu kabuk dosyasının çalıştırılmasıyla elde edilir. ‘Tomo3dt’ komutunun çalıştırılması için ksh (Public Domain Korn Shell) kabuk dosyası gerekmektedir ancak Linux’te zsh kabuğu da kullanılabilir. Tomo3dt sadece iki adet giriş parametresi içerir. Birinci girdi ; model için seyahat zamanlarını ters çözüme sokar. Bir diğeri ise; yinelemeli ters çözüm sayısını kontrol edebilmek için hazırlanmıştır. Varsayılan girdi dosyaları ve parametreleri ile tomo3dt çalıştırdığınızda, ekrana aşağıdaki gibi bir çıktı almalısınız: “Program fm3dt başarıyla tamamlandı!’’

FMMT programı başarıyla yürütüldüğünde program çıktısı ekranda yukarıdaki gibi görüntülenir.