dc.contributor.author
Acarel, Digdem
dc.date.accessioned
2018-06-07T18:34:35Z
dc.date.available
2015-05-22T08:48:18.673Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/5195
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-9394
dc.description.abstract
Exploring the interior of the Earth, particularly at seismogenic depths is a
long sought goal for seismologists in order to better characterize (e.g.
nucleation, occurence) devastating earthquakes, perform monitoring and better
estimate future seismic risks. The success of traditional imaging methods is
highly related to how densely the target area is sampled with ray paths
between the source and receivers. In case of low seismicity and scarce
earthquake-receiver distribution, employing seismic ambient noise, a
ubiquitous source, is proved to be an alternative approach. The cross-
correlations of seismic ambient noise can be used to estimate the Green’ s
function of the medium and thus to determine the Earth’ s structure. The main
goal of this study is to provide a comprehension on spatial and temporal
variation of seismic velocity field at different phases of the seismic cycle.
To achieve this, a structural investigation was performed applying seismic
ambient noise analysis in the eastern Sea of Marmara region. Another
application is in order to monitor potential velocity changes associated with
a major earthquake occurred in Van region, eastern Turkey. In the first part
of this thesis, once the necessary pre-processing steps applied to the raw
data, ambient noise cross correlation technique is used in order to
investigate the crustal structure surrounding the Çınarcık Basin (offshore
Istanbul), hosting Princes’ Islands segment of the North Anatolian Fault Zone
which is in the final phase of the seismic cycle. Low velocity zones of
Çınarcık and Thrace Basins in the study area are successfully observed in
group velocity dispersion curves, proving ambient noise cross correlation
approach to be a feasible and powerful tool for imaging. As a latter step, a
1D S-wave velocity structure is obtained from an average dispersion curve and
employed in the inversion process to present the improvement in hypocenter
determination. In the second part, potential variations in the seismic
velocity associated with the 2011 M7.1 Van earthquake is investigated by
exploting the repeatibility of seismic ambient noise. Six-month data framing
the mainshock is investigated. A coseismic velocity decrease directly related
to the Van mainshock is observed in the near vicinity of the earthquake
hypocenter. This change in velocity is explained by a coseismic stress change
at depth taking into account the frequency band of interest. Moreover, a
correlation between the coseismic velocity decrease with minimum distance of
the respective ray path to the mainshock hypocenter and the amount of
coseismic slip is presented.
de
dc.description.abstract
Die Erforschung des Erdinnern ist ein seit Jahrzehnten bestehendes zentrales
Ziel der instrumentellen Seismologie. Dies betrifft im Besonderen den oberen
–seismogenen- Bereich der Erdkruste, der die überwiegende Anzahl starker
Erdbeben generiert und damit massgeblich für die seismische Gefährdung und das
resultierende seismische Risio verantwortlich ist. Das Bestreben der Abbildung
(imaging) von Strukturen innerhalb der Erdkruste und des
Geschwindigkeitsfeldes hat traditionell zwei Ansätze verfolgt: Die
Registrierung elastischer Wellen durch Nutzung natürlicher Quellen (Erdbeben)
und die gezielte Erkundung entlang von (meistens) 2D-Profilen unter Einsatz
künstlicher Energieanregung (Sprengungen, Vibroseis, Airguns). Der
erfolgreiche Einsatz beider Methoden hängt von guter Strahlenüberdeckung
seismischer Wellen im Untersuchungsgebiet ab und ist damit in großem Umfang
gebunden an die (nicht beeinflussbare) räumliche Verteilung von Erdbeben und
der limitierten Möglichkeit, die Vermessung aktiver seismischer Profile in
besiedelten Gebieten durchzuführen. In den letzten Jahren hat sich als ein
weiteres –drittes- Verfahren die Nutzung und systematische Prozessierung des
Hintergrundrauschens (ambient noise) etabliert. Das Hintergrundrauschen ist
eine immer und überall verfügbare Signalquelle, die im Wesentlichen durch
Wasserbewegungen in den Ozeanen generiert wird. In der vorliegenden
Dissertation wird die systematische Analyse von ‚ambient noise‘ mit zwei
unterschiedlichen Zielen zum Einsazt gebracht: Zur strukturellen Abbildung der
oberen etwa 10 Kilometer in der Region des östlichen Marmarameeres und zur
Erfassung möglicher zeitlicher Variationen im Geschwindigkeitsfeld der
seismogenen Erdkruste im Zuge des Van-Erdbebens in der Osttürkei von 2011, das
eine Magnitude von M=7.1 hatte. In der ersten Teilstudie werden
kontinuierliche Messungen von Seismometerstationen rund um das östliche
Marmarameer ausgewertet, in der ein Erdbeben mit einer Magnitude bis zu 7.5 in
naher Zukunft sehr wahrscheinlich ist. Zwischen den beiden Hauptästen der
Nordanatolischen Verwerfungszone unterhalb des Marmarameeres befindet sich ein
pull-apart Sedimentbecken (Cinarcik-Becken), dessen Struktur und
Tiefenerstreckung hier bestimmt werden soll, um ein detaillierteres
tektonisches Modell der Region zu generieren. Die Bestimmung von 1D-
Scherwellen-geschwindigkeits-Tiefen-Modellen erlaubt die Identifikation des
Cinarcik-Beckens als Niedergeschwindigkeitsbereich zwischen dem Prinzen-
Inseln-Segment im Norden und der Armutlu-Verwerfung im Süden. Auch das
wesentlich ältere Thrace-Becken kann durch einen Bereich verringerter
Geschwindigkeiten in den Dispersionskurven erkannt und charakterisiert werden.
Darüber hinaus dienen die Ergebnisse dieser Studie einem weiteren elementaren
Zweck: Durch die erstmalige direkte Bestimmung eine S-Wellen-Geschwindigkeits-
Modells für die Region können nun Hypozentren lokaler Seismizität genauer
bestimmt werden (vormals musste die S-Wellengeschwindigkeit unter Annahme
ideal elastischen Verhaltens aus der P-Geschwindigkeit abgeleitet werden). Die
verbesserte Lokalisierungsgenauigkeit wird anhand der Lokalisierung von
Steinbruchsprengungen im Raum Istanbul quantifiziert. In der zweiten
Teilstudie werden mögliche zeitliche Variationen im krustalen
Geschwindigkeitsfeld im Zusammenhang mit dem 2001 Van-Erdbeben in der
Osttürkei untersucht. Dabei werden kontinuierliche ‚ambient-
noise‘-Registrierungen lokaler Breitbandstationen vor und nach dem Beben über
einen Zeitraum von sechs Monaten ausgewertet. Die Ergebnisse zeigen eine klare
co-seismisch verursachte Geschwindigkeitsabnahme, die auch eine
Frequenzabhängigkeit aufweist. Darüber hinaus weisen die Ergebnisse darauf
hin, dass die Geschwindigkeitsabnahme mit der Entfernung (umgekehrt
proportional) und der Höhe des co-seismischen Versatzes auf der Bruchfläche
(proportional) ist.
de
dc.format.extent
IX, 113 S.
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
crustal structure
dc.subject
coseismic velocity change
dc.subject
2011 Van earthquake
dc.subject
Sea of Marmara
dc.subject.ddc
500 Naturwissenschaften und Mathematik::550 Geowissenschaften, Geologie
dc.title
Characterization of the Crustal Velocity Field in Space and Time Using Ambient
Seismic Noise
dc.contributor.contact
acarel@gfz-potsdam.de
dc.contributor.firstReferee
Prof. Dr. Marco Bohnhoff
dc.contributor.furtherReferee
Prof. Dr. Frederik Tilmann
dc.date.accepted
2015-03-20
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000099306-7
dc.title.translated
Charakterisierung des Krustengeschwindigkeitsfeldes in Raum und Zeit mittels
des seismischen Hintergrundrauschens
de
refubium.affiliation
Geowissenschaften
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000099306
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000017095
dcterms.accessRights.dnb
free
dcterms.accessRights.openaire
open access