28
Archived Theses
0
DOIs Assigned
0%
DOI Rate
Archived Theses
Van Gölü'nün sedimentolojik-stratigrafik evrimi ve göl seviyesi değişimleri
Van Gölü konumu gereği iklime duyarlı bir bölgede, Doğu Anadolu yüksek platosu, üzerinde yer almaktadır. Arap plakasının Avrasya levhasıyla çarpışması sonucunda platonun yükselmesi yaklaşık 12 Myıl'da başlamıştır. Göl; batıda ve kuzeyde Kuvaterner volkanları, güneyde Paleozoyik Bitlis Masifi ile çevrilidir. Doğuda ise yığışım karmaşığına ait birimler ve Plio-Kuvaterner çökelleri yer almaktadır. Ayrıca bölge, Kuzey Atlantik, Sibirya yüksek basınç ve orta enlem subtropikal yüksek basınç sistemlerinin kesiştiği bir noktada, Doğu Anadolu ve Akdeniz arasındaki iklime hassas bir bölgede yer almaktadır. Bulunduğu bu konum itibari ile iklim çalışmaları açısından önem arz etmesinin yanında gölün varvlı çökelleri ile paleoiklim, tektonik ve volkanoloji çalışamaları bakımından da bulunduğu bölgenin karmaşık yapısına ışık tutması açısından ilgi odağı olmuştur. Van Gölü Havzası, doğu-batı uzanımlı Muş depresyonunda Arap, Avrasya levhalarının çarpışması ile şekillenmiştir. Paleotektonik olarak sınıflandırılan bu birimlerin üzerine Miyosen-Kuvaterner yaşlı Neotektonik döneme ait birimler gelmektedir. Alt Miyosen-Pliyosen'de denizin çekilmesi ile bölge aşınma etkisinde kalmış ve bu dönemde genç volkanizma ürünleri bölge yüzeyini kaplamaya başlamıştır. Temelde yer alan birimlerin üzerine, göl içerisinde uyumsuzlukla gelen Pleyistosen-Kuvaterner çökelleri gelmektedir. Bu birimler içerisinde ise, Kuvaterner'de aktif olan Nemrut, Süphan ve İncekaya volkanlarına ait tefra birimleri yer almaktadır. Gölün oluşum yaşı volkanizma ve jeolojik çalışmaların yanı sıra ICDP PALEOVAN projesi kapsamında yapılan çalışmalar ile GÖ 600 kyıl olduğu ve Nemrut Volkanının faaliyete geçmesi ile volkanik bir set gölü olarak oluştuğu anlaşılmaktadır. Yapılan çalışmalarda, KB-GD sıkışma rejimi altında doğrultu atımlı fayların da etkisiyle şekillenen, başlangıçta Muş Havzası ile bağlantısı olan göl, ilk önce tatlı su gölü olarak oluşmuş, daha sonra Nemrut Volkanı'nın faaliyetleri sonucu gölün dışarı akışı kesilerek, volkanizma, kayaç ayrışması ve buharlaşmanın etkisi ile bugünkü kapalı, acı-alkali göl halini almıştır. Van Gölü, 607 km3 hacim, 3570 km2'lik alan ve 450 metrelere varan derinliği ile Türkiye'nin en büyük gölüdür. Van Gölü, 450 m derinliğindeki Tatvan Havzası, 260 m derinliğinde Kuzey Havzası (NB), batıda kuzeydoğudaki kuzey-kuzeydoğu yönünde yönelim gösteren Ahlat (AR) ve Kuzey Sırtı, kuzeydeki Erciş Körfezi ve Erek Fanı, doğuda Doğu Şelfi ve Doğu Fanı gibi birkaç morfolojik bölgeden oluşmaktadır. Bu tez çalışmasında, gölün sedimanter, tektonik ve paleoiklimsel evrimini anlamak için, göl içerisinde piston karot ve karotlu sondaj çalışmaları yanında sismik yansıma ve batimetri verileri toplanmış ve yorumlanmıştır. Tez çalışması kapsamında değerlendirilen 4-5 m uzunluğundaki piston karotlar Van İlinin batısında Doğu şelfi olarak adlandırılan bölgeden alınmıştır. Sondaj karotları ise ICDP PALEOVAN projesi kapsamında gölün kuzeybatısında yer alan NB olarak adlandırılan bölgede 245m su derinliğinden ve AR olarak adlandırılan bölgede 375m su derinliğinden alınmıştır. Göl tabanı çökellerinden alınan NB ve AR karotların uzunluğu göl tabanından itibaren sırası ile 145 m ve 220 m'dir. Alınan bu çökel karotlarda, çok sensörlü karot tarayıcı (Multi Sensor Core Logger – MSCL) ile yapılan ölçümlerden, karot boyunca p-dalgası hızı, manyetik geçirgenlik, gama yoğunluk ve özdirenç gibi fiziksel özellikleri hesaplanmıştır. P-dalga hızları ve gama yoğunlukları kullanılarak üretilen yapay sismogramlar yardımıyla çökel karotları ile sismik kesitler deneştirilmiş ve gölün sedimentolojik ve tektonik evrimi ile ilişkilendirilmeye çalışılmıştır. μ-X-Ray Florescene (XRF) tarayıcı ile çökel karotların derinlik boyunca element analizleri yapılarak Ca/Fe, Ca/Ti gibi iklimden etkilenen element oranları ile göl su seviyesi ve iklim değişimleri ile ilişkisi çalışılmıştır. Bunun yanı sıra K, Zr, Na, gibi elementlerin gama yoğunluk ve manyetik geçirgenlik verilerinin birlikte değerlendirilmesi ile çökel istifteki volkanizma ürünü çökelimlerin tespitine yönelik çalışmalar yapılmıştır. XRF tarayıcıdan elde edilen radyografi görüntülerinden tez çalışması kapsamında MATLAB yazılımı kullanılarak geliştirilen algoritma ile mevsimsel değişimlere bağlı olarak çökelen laminaların sayımı yapılarak, yıllık çökelimi oluşturan varvların kalınlığı hesaplanmış ve karot boyunca, yine karot çökelleri içerisinden alınan bitki parçası örneklerinden yaptırılan radyokarbon ve tefra örneklerinden alınan 40Ar/39Ar tarihlendirme analizleri ile, karot istiflerininin kronolojisi oluşturulmuştur. Bu kronoloji Grönland buzul karotları (NGRIP, intGRIP) ve denizel izotop dönemleri (MIS) ile desteklenmiştir. Kronolojiye bağlı jeokimyasal-sedimentolojik verilerin spektral sinyal analizi yapılarak, buradan iklime ait döngüsellikler belirlenmiş ve geçmiş iklim modellemesi yapılmıştır. Spektral analizin yanı sıra değişik periyotlarda çökel kalınlıkları grafiklenerek çökelim hızındaki farklılıklardan kurak/soğuk ve nemli/ılıman iklim dönemlerinin belirlenmesine çalışılmıştır. Oluşturulan bu iklim modelinin, tez çalışması kapsamında değerlendirilen diğer verilerden elde edilen bulgular ile karşılaştırılması yapılarak, göl su seviyesi değişimleri ve bu değişimin üzerinde iklimin etkisi tartışılmıştır. Verilerin değerlendirilmesi sonucu oluşturulan iklim modeli ve göl su seviyesi değişimleri, Van Gölü'ndeki ve literatürdeki diğer çalışmaların sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Toplanan sismik yansıma ve batimetri verilerinden gölün batimetri haritası oluşturulmuş. Sismik yansıma verilerinin yorumlanması ile göl çökellerinin GÖ 600 kyıl'dan bu yana Tatvan Havzası'nda ve yaklaşık GÖ 90 kyıl'dan bu yana Kuzey Havzası'nda süreklilik gösterdiği sonucuna ulaşılmıştır. Çok kanallı sismik yansıma kesitleri ile oluşturulan yaş modeli korelasyonu ile günümüz göl su seviyesinin yaklaşık 200 m altında D1 deltasının GÖ 20-17 kyıl, 105m altında D1a deltasının G.Ö 65-60 kyıl, 150m altında D2 deltasının GÖ 115-106 kyıl, 225 m altında D3 deltasının GÖ 166-142 kyıl, 300 m altında D4 deltasının GÖ 195-169 kyıl, 375m altında D5 deltasının GÖ 270-234 kyıl ve 450m altında D6 deltasının 400-350 kyıl aralığında çökeldikleri belirlenmiştir. Yüksek çözünürlükte sismiklerde ise, günümüz göl su seviyesinin 60 m altında GÖ 4-3 kyıl göl seviyesine ait klinoform ile, 30 m, 20 m ve 15 m altında tarihlendirilemeyen; ancak GÖ 3 kyıl'dan sonrasında, olasılıkla Yunan Karanlık veya Demir Çağı Soğuk Dönemi, Avrupa Karanlık Çağı ve Küçük Buzul Çağı dönemine ait olan düşük göl seviyesine ait delta ve kıyı düzlükleri (taraçalar) tanımlanmıştır. Van Gölü içerisinde sualtı kanal sistemleri, Doğu Şelfi'nde ve Erciş Boğazı'nda oldukça gelişmiş bir yapı göstermektedir. Kara üzerinde yer alan akarsu drenaj sistemi ile bağlantılı olarak göl içerisinde 100 m'den daha fazla su derinliklerine kadar uzanırlar. Genel olarak kanallar 50 m kadar derin ve 500 m genişliğindedir. Şelf üzerinde ve eğimli alanlarındaki sualtı kanal sistemleri, Van Gölü su seviyesinin günümüze kıyasla, G.Ö 15 kyıl'da 200m ve Younger Dryas (YD) döneminde 70m gibi göl su seviyesinin daha düşük olduğu dönemlerde gelişmiştir. Varv kalınlıklarından yıllık çökelim hızları hesaplanmıştır. Kuzey Havzada göl çökelleri türbidit ve tefra ardalanmalı şekilde çökelmiştir. Burada tefra ve kütle akması birimleri hesaba katılmadan elde edilen Holosen ve en geç Pleyistosen dönemindeki çökelme hızları; 5,8-12,65 kyıl arasında 0,43 mm/yıl ile en düşük, 12,65-13,89 kyıl arasında 3,72 mm/yıl ile en yüksek çökelme hızlarına sahip dönemlerdir. Holosen'deki ortalama çökelim hızı ise 1,54 mm/yıl'dır. Kuzey Havzası'ndaki çökelim hızı, Tatvan Havzasındaki ve Doğu Deltasındaki çökelimden kabaca iki kat daha hızlıdır. Gerek AR sondajından gerekse kısa karotlardan elde edilen çökelim hızları yaklaşık 0,4-0,7 mm/yıl arasındadır. Varv kalınlıklarının spektral dekompozisyonu ile iklimsel periyodların belirlenmesi ve bu periyodlar ile oluşturulan geçmiş iklim modellerinin literatürde yer alan Bond, Heinrich (H), Dansgaard-Oeschger (DO), güneş aktivitesi minimumları ve tarihsel olaylar ile uyumu Van Gölü'ndeki çökelimin iklimsel dinamikler ile uyumlu olduğunu göstermektedir. Aynı zamanda bu uyum, birim zamanda çökel istifin kalınlığının bilinmesi ile geçmiş iklim modelinin oluşturulabileceğini göstermiştir. İklim modelinden elde edilen sonuçlara göre; GÖ 82-81 kyıl, GÖ 71-69 kyıl, GÖ 62-60 kyıl, GÖ 58-GÖ 55 kyıl, GÖ 38-35kyıl, GÖ 18-16 kyıl, GÖ 5-4,8 kyıl, 4,4-4,2 kyıl, GÖ 2,7-2,6 kyıl, GÖ 1,6-1,2 kyıl (MS 450-800), 0,7-0,45 kyıl (MS 1300-1550), MS 1790-1840 ve MS 1880-1950 göreceli en soğuk dönemler; GÖ 87-82 kyıl, GÖ 65-62 kyıl, GÖ 47-43 kyıl, GÖ 32-30 kyıl, GÖ 22-21 kyıl, GÖ 8-5 kyıl, GÖ 4,8-4,4 kyıl, GÖ 3,2-3,15 kyıl, GÖ 2,6-2,5 kyıl, GÖ 1,8-1,65 kyıl (MS 200-450), GÖ 1,2-0,95 kyıl (MS 800-1050), MS 1550-1790, MS 1840-1880 ve MS 1950'den günümüze göreceli sıcak dönemler olarak iklim modelinden elde edilmiştir. Tektonik rejimin sürekliliği bölgede sıkışan havzaların daralarak D-B ve KB-GD doğrultulu kıvrımlanmasına ve volkanizma ile beraber havzaların bölünmesine sebep olmuştur. Van Gölü içerisinde yer alan Kuzey Sınır Fayı (KSF) boyunca oluşan AR ve Kuzey Sırt (KS), gölün kuzeyinde yer alan havza ile Tatvan Havzası'nı birbirinden ayırmaktadır. Muş Havzası ile Van Gölü Havzası'nı ise, Üst Miyosen'de Avrasya Levhasının altına dalan okyanus kabuğunun kopması ile açılan pencereden giren magma sonucu Kuvaterner başlarında geliştiği öne sürülen Nemrut Volkanı ayırmaktadır. Havzayı güneyden sınırlayan Güney Sınır Fayı (GSF) boyunca benzer özellikteki volkanik kraterlerin yer alması, magmanın yüzeye ulaşmasında bu fayın etkisinin olduğunu göstermektedir. KB-GD yönlü sıkışma rejimi altında, genel olarak KB-GD yönlü normal fay sistemi gelişmiştir. Bu fay sistemi boyunca karbonat kayaç birimlerinin yer aldığı Adilcevaz ve Tatvan açıklarında bikarbonatça zengin yer altı suyu ile beslenerek, sismik kesit ve batimetri verilerinde de açık bir şekilde gözlemlenen, boyları 30 m'ye varan mikrobiyolitler oluşmuştur. Gölün güney şelfinde, sismik ve batimetri verilerinden KB-GD doğrultulu düşey bileşene sahip sol yanal atımlı bir fay belirlenmiştir. Bu fay büyük olasılıkla 9 Kasım 2011'de meydana gelen Mw= 5,7 büyüklüğündeki Edremit depreminin kırığıdır. Ayrıca Erciş Boğazı'ndan güneye yönelen kanal sistemlerinin de fay kontrollü geliştiği anlaşılmıştır. Erciş Boğazı'nda yer alan sismik kesitte gözlenen fayın düşey atım hızı 0,43 mm/yıl olarak hesaplanmıştır.
Distribution of quaternary deformation along the coasts of Cyprus, inferences from marine terraces
Cyprus is located on the subduction zone between African and Eurasia Plates. The topography of the island is a result of distributed deformation associated with the subduction related processes in the south of the Eurasia Plate. Trodos and Kyrenia mountains are major morphotectonic units that integrally tied to plate boundary deformations. The presence of uplifted marine terraces is piece of evidence of subduction related active deformation in the part of the island. To understand rate and pattern of deformation, I conducted geomorphic mapping of marine terraces by ArcGIS and analyzing of paleo-cliffs by TerraceM Matlab based program. As a result of these analyzes I calculated the uplift rates with reference to MIS 5. Here will present morphotectonic implications from temporal and spatial distribution of marine terraces along the Cyprus.
Modeling spatial distribution of oriental beech (fagus orientalis): Past, present and future
Climate change affects forest biomes more severely than ever, even with the ~1°C temperature warming so far. Geographical distributions of these biomes are linked to warming temperatures and decreasing precipitation. Species try to adapt to this change by changing these geographical barriers. Recent warming not only impacted the survival rates of most tree species, also increased risks in handling extreme events. Fagus orientalis is a temperate, deciduous, broad-leaved species, which covers a wide area from the eastern Balkans through Turkey, Caucasia, Crimea and northern Iran, including the Amanos Mountains in the south, with a large elevational distribution from sea level to 2100 m. Beech has an important role in terms of dominating forests and creating new ecosystems, also it is used by many industries. Several research indicate that these species are disturbed by changing the climate in terms of increasing temperature and decreasing precipitation. Because of its importance in forestry, industry and ecosystem Fagus sp. were the focus of interest in this study. We conducted species distribution model simulations with five different algorithms embedded in biomod2 R package – BIOCLIM, GAM, GLM, RF, MaxEnt – and with environmental data from the climate of the present, past, and future from Wordclim version 1.4, as well as digital elevation model for altitude from NASA. Our simulations covered an area in Eurasia where Fagus sp. is seen, exact coordinates of 18 – 62 East and 33 – 51 North. We verified our model with present-day classifications, which fitted well the distributional data obtained from General Directorate of Forestry and EUFORGEN project. These models were used to 'predict' distributions through climate changes spanning Last Glacial Maximum (21,000 bp), Mid-Holocene (6,000 bp), 2050 and 2070 obtained from two global climate models, MIROC-ESM and CCSM4. We observed that F. orientalis distribution is toward the northeast from its present distribution, where mountainous regions are intense, colder and wetter climates are available according to future conditions. These results led us to verify that drier climate and higher temperatures are considered as limitations to these species. Additionally, we could identify refugia areas for this particular species in the past which might lead to new studies. We believe that the outcomes of this study would help improving management and conservation plans for Fagus orientalis in order to protect it from severe effects of climate change.
Çavuşbaşı Granodiyoriti'nin yaşı ve petrojenezi
ÇAVUŞBAŞI GRANODİYORİTİ'NİN YAŞI VE PETROJENEZİ ÖZET Çavuşbaşı Granodiyoriti, İstanbul Boğazı'nın doğusunda, Batı Pontidlerde İstanbul Zonu içerisinde bulunur. Üst Kretase yaşlı magmatik sokulum kayası (plüton), İstanbul Zonu'nun paleozoyik birimlerini yer yer kesmektedir. Alt Ordovisiyen yaşlı kumtaşı ve şeyllerin içine sokulum yapar. Etrafında yaklaşık olarak 300-500 m civarında bir dokanak başkalaşım halesi vardır. Bu çalışmanın amacı, bu sokulumun petrojenezini ve yaşını sınırlandırmaktır. Çavuşbaşı granodiyoriti yaklaşık olarak 25 km2'lik bir alanı kaplamaktadır. Çavuşbaşı plütonu, çapı yaklaşık olarak 4,5 - 5,6 km arasında değişen dairesel bir granodiyorit sokulumudur. Yüzeysel aşınma nedeniyle tamamen arenalaşmış bir topoğrafya gözlenmesine rağmen dere yataklarında, inşaat ve yol için açılan bölgelerdeki mostralardan alınan numunelerin mikroskobik ve arazi gözlemleriyle jeolojik birimler ayırtlanmıştır. Dalma-batma ile kıtasal levha kenarına yerleşmiş bu granitik plüton, kalkalkalen özellikte, hornblend içerikli, magmatik bileşimli I-tipi granittir. Sokulum genel itibarıyla granodiyoritten oluşmakta ve yer yer küçük ölçekte kuvarsdiyorit porfirlere geçiş yapmaktadır. Ana kayayı granodiyorit ve kuvarsdiyorit oluşturmaktadır. Granodiyoritin başlıca bileşenleri plajioklas, kuvars, K-feldspat, hornblend ve biyotittir. Kuvarsdiyorit ise aynı minerallerden oluşmakta olup, yalnızca porfirik dokusu ile granodiyoritlerden ayrılmaktadır. Çavuşbaşı Granodiyoriti ayrıca aplit ve pegmatit damarları, mafik magmatik anklavlar ve dayklar içermektedir. Aplitler beyaz renkli, ince taneli, feldspat ve kuvars içerikli granit kökenli damar kayaçlarıdır. Aplit damarları mm boyutunda tanelerden oluşmakta ve genişlikleri 0,5 - 40 cm arasında değişmektedir. Pegmatitler pembe renkli, iri taneli, aplit ile aynı bileşime sahip damar kayaçlarıdır. Pegmatit damarları cm boyutunda tanelerden oluşmakta ve genişlikleri 3 - 8 cm arasında değişir. Aplit ve pegmatit damarları yatay olarak ayrışmış granodiyoritler içerisinde metrelerce izlenebilmektedir. İnceleme alanında bulunan aplitler Karanlıkdere'de yoğunlaşırken, pegmatitler Çiflik mahallesinde yoğunlaşmaktadır. Aplit ve pegmatitler granit magmatizmasının son evre ürünleridir. Mafik magmatik anklavlar, ince taneli, koyu renkli ve kesin dokanaklıdır. 0,5 - 30 cm arasında değişen boyutlarda, yer yer yuvarlak, yer yer köşeli, yer yer de elips biçimindedir. Anklav mikrogranüler dokulu olup, ince taneli matriksin (plajioklas, kuvars, hornblend, biyotit) içinde, 2 mm'ye varan hornblend ve plajioklas minerallerinden oluşur. Farklı magma bileşenlerinin magma mingling ile oluşturduğu akma bantları görülmektedir. Dayklar kırıklı ve çatlaklı; hornblend ve biyotit içeren dasit ve andezit; bazen de koyu yeşil renkli lamprofirler halindedir. Ortaç bileşimli dayklarda ince taneli feldspat grubu matriksin içinde, 6 mm'ye kadar honblend, ortoklas ve plajioklas mineralleri görülmektedir. Daykların boyutları 20 cm'den 3,50 m'ye kadar değişmektedir. Ortaç bileşimli daykların çok az bir kısmında, ana kayayı kesen kenarlarında kısmen soğuma kenarları oluşmuştur; bunlar bazı yerlerde ince dilimlenmeler, bazı yerlerde ise erime şeklinde gözlenmektedir. Ana kaya da ısı transferinden etkilenmiş, bu nedenle oluşan pişme dokanağı, soğuma kenarları boyunca görülen renk değişimi ile farkedilmektedir. Adakitik kayaçlar kalkalkalendir, dalma batma ile ilişkilidirler. SiO2 ≥ %56; Al2O3 ≥ %15; MgO < %3; %3,5 ≤ Na2O ≤ %7,5 Sr > 300 ppm; Y < 15 ppm; Sr/Y oranı > 20; Yb ≤ 1,9 ppm ve (La/Yb)kn > 10'dur. K2O/Na2O oranları düşüktür (~0,42); Mg numarası 51'dir. Zr ve Ti anomalisi çok küçük veya belirgin değildir. Negatif Nb anomalisi vardır. Eu anomalisi yoktur; pozitif Sr anomalisi yani Sr içeriğinin yüksek olması adakitik magmanın tipik özelliğidir. Jeokimyasal olarak Çavuşbaşı granodiyoriti (ana kaya) dar alanda değişen bir bileşim sunar. Orta K-lu kalkalen niteliklidir. Aluminyum doygunluk indeksi 0,90 ile 1,04 arasında değişmekte olup, bu kayanın metalumin-peralumin nitelikte olduğuna işaret eder. Çavuşbaşı Granodiyoriti kalkalkalen, SiO2 ≥ %56 (64,91 – 68,26), Al2O3 ≥ %15 (16,13 – 16,84), MgO < %3 (1,52 – 2,04), %3,5 ≤ Na2O ≤ %7,5 (4,80 – 5,20), Sr > 300 ppm (578,10 – 900,70 ppm), Y < 15 ppm (5,30 – 10,20 ppm), Sr/Y > 20 (70,2 – 112,49), Yb ≤ 1,9 ppm (0,56 – 0,95) ppm ve (La/Yb)kn > 10 (12,64 – 19,98 ppm) 'dir. Adakitik kayaçların aksine K2O/Na2O oranı 0,42'den küçüktür (0,25 – 0,41); Mg numarası 51'den büyüktür (52,99 - 61,68); pozitif Zr anomalisi and negatif Ti anomalisine sahip olmasına rağmen negatif Nb anomalisi, Eu anomalisinin yok ya da çok az belirgin olması ve belirgin Sr anomalisi ile Çavuşbaşı Granodiyoriti dalma-batma ile oluşmuş, adakitik nitelikli kayaçlara benzemektedir. Aplitler yüksek K-lu kalkalen niteliklidir. Alüminyum doygunluk indeksi 1,02 olup, metalumin-peralumin nitelikte olduğuna işaret eder. Düşük Na2O (%3,26), düşük Sr/Y oranı (7,04), düşük Sr değeri (72,6 ppm) ve negatif Eu anomalisi (Eu/Eu*= 0,50) ile adakitik kayaçlardan ayrılmaktadır. Magmanın son evresinde oluşan aplitler, granitik bileşimiyle inceleme alanındaki en yüksek SiO2 (%77,69) ve en yüksek K2O (%5,18), en düşük Fe2O3 (%0,44), en düşük MgO (%0,04) ve en düşük CaO (%0,56) değerlerine sahip olması ile üst kabuktan türemiş magmalara benzemektedir. Anklavlar orta K-lu kalkalen niteliklidir. Alüminyum Doygunluk İndeksi 0,84 olup, metalümin karakterlidir. Anklav numunesi, SiO2 (%55,45) oranıyla inceleme alanındaki en mafik üyedir. Ağır nadir toprak elementleri adakitlere göre daha yüksektir: Yb değeri 2,48 ppm; Y değeri 25,7 ppm'dir. Sr/Y oranı (27,99) adakitlere göre düşüktür ve negatif Eu anomalisi (Eu/Eu*=0,62) ile adakitik kayaçlardan ayrılmaktadır. Fe2O3 (%6,75); MgO (%3,57) ve CaO (%6,06) açısından granodiyorit, kuvarsdiyorit ve aplitlerden yüksek olması ile mantodan türemiş mafik magmalara benzemektedir. Bir granodiyorit örneğinden ayırtlanan zirkonlar üzerinde Lazer Ablasyon ICP-MS cihazıyla yapılan U/Pb yaş tayiniyle 68,32 ± 0,66 My (2σ) bulunmuştur. Buna göre Çavuşbaşı granodiyoriti Maastrihtiyen döneminde sokulum yapmıştır ve Üst Kretase'de kuzeye dalan Neo-Tetis okyanus litosferinin yitimiyle ilgilidir. Oluşumu muhtemelen ya İntrapontid ya da İzmir-Ankara- Erzincan Kenedi boyunca okyanusal litosferin kuzeye doğru dalımı ile ilişkilidir.
Trajectories of cyclones affecting Turkey: NCEP 2 versus ERA-Interim
Cyclones are low pressure atmospheric systems that control weather conditions every day in many places of mid-latitudes. Any systematic change in the density, frequency or location of cyclones has a wide range of influence on the local climate. When they arise it takes time to evolve and become a mature cyclone and fade away after a cyclone exists. So, lifetime of a cyclone is about a week or so. As it is known from the polar front theory, this strong horizontal temperature gradient results from the cold air from the Polar cell and the warm air from Ferrel cell moving towards each other and this movement develops a transition zone. If there is a convenient environment in the upper atmosphere, the pressure begins to drop, developing a low center at the surface, so cyclogenesis starts. The cold air moves to south and starts to rotate around warm air, forming a cold front, and the warm air moves north into the cold air, developing a warm front. While the system moves to the east, the central pressure keeps reducing and the cold front approaches to the warm front. Ultimately, the cold front cuts off the connection between the warm front and surface and goes under the cooler air ahead of the warm front, thus occluded front forms. This mature system covers a large area and vigorous weather events generally occur in the occlusion stage. The huge warm sea surface of the Mediterranean Basin immensely triggers cyclogenesis and evolutions of the cyclones. These cyclones can bring rain and snow in the form of flooding, snow storms and severe thunderstorm with hail. For instance, a long-running snowstorm hit Turkey on January 22nd, 2004 and it lasted until January 25nd. There were a lot of accidents, the power outage, and one of the rope of Bosphorus Bridge was broken. Shortly, life stopped in ˙ Istanbul and nearby cities for a few days. Purpose of this thesis is to identify the trajectories of cyclones affecting Turkey from two different reanalysis data sets. Detection of cyclone is achieved by The University of Melbourne automatic cyclone tracking scheme (CTS) using 6 hourly NCEP Reanalysis 2 and ERA-Interim mean sea level pressure field respectively at 2.5 x 2.5 and 1.0 x 1.0 spatial resolution for a region between 15◦W - 60◦E and 20◦N - 60◦N for 38 years (1979 - 2016). The first step is to transform latitude and longitude data into 101 x 101 polar stereographic (PS) array via bicubic spline interpolation. Smoothing is applied to ERA-Interim pressure field, however it is not preferred for NCEP 2 data because of its low spatial resolution. The local maxima of relative cyclonic geostrophic vorticity (x) value via the Laplacian of pressure is sought through comparing each grid point with surrounding eight grid points. If there is no closed depression reasonable distance (diflt1), scanning for minimum pressure gradient begins to find an open depression in closest allowable space (diflt2). There is no need to integrate the diflt1 parameter to ERA-Interim case after smoothing. Each cyclone is followed from the first moment of its formation to its perish. This procedure involves three steps. First one is estimating the subsequent positions of the centres. Second is looking for probability of a relations between the estimated position and the current position. The subsequent positions are predicted via prediction velocity (upred). Positions were estimated using upred. Final step is choosing most probable candidate for matching. Thus, this study shows that the most of the cyclones affecting Turkey are generally westerly and they follow a southerly trajectory in winter, however their trajectory shifts northward towards summer. Cyclones affecting Turkey generally originate in Gulf of Genoa, northern Italy, and the Black Sea, but there are other regions such as the Aegean Sea, Cyprus, and Sahara. However, some changes are seen season to season. Gulf of Genoa and northern Italy regions play major role for all seasons. In winter seasons, Turkey is also affected by southern Italy, the Aegean Sea and the Black Sea cyclones other than Gulf of Genoa and northern Italy cyclones. Sahara, Cyprus, the Aegean Sea, and the Black Sea are cyclogenesis regions in spring seasons. While winter cyclones traverse, summer cyclones are more stationary. Cyclones of Cyprus and the Black Sea have high intensity in summer season. In autumn seasons, cyclones of Sahara, Cyprus, and the Black Sea become pronounced. The results of NCEP2 and ERA-Interim are generally similar, however there are several differences between them. There are approximately 31% more tracks in the result of NCEP2 than ERA-Interim. In all seasons, there are more tracks in North Africa in ERA-Interim results than NCEP2. While there is a few tracks around Syria, Iraq, and Persian Gulf in ERA-Interim results, NCEP2 results has more tracks than ERA-Interim in these regions in the spring, summer, and autumn seasons. The average central pressure of cyclones is around 1010 hPa for ERA-Interim and 1009 hPa for NCEP2. While the mean cyclone intesity is 0.68 hPa(◦lat)−2 for ERA-Interim, it is obtained to be 0.53 hPa(◦lat)−2 for NCEP2. Also, the mean radius of the cyclones is around 4.10 ◦lat for ERA-Interim and it is found to be 4.08 ◦lat for NCEP2.
A study of the changes in the forest phenology in Turkey through MODIS satellite data
The Start of Growing Season (SGS) marks the time of year where a type of plant starts its growing season; therefore, forming green leaves. The End of Growing Season (EGS) is the opposite, where plants end their growing seasons and start defoliation. The difference in green leaf changes are much more dramatic in deciduous forests than coniferous forests, all plants show annual differences after SGS and EGS. As all plants undergo SGS and EGS, they look for environmental cues in order to keep up with their annual cycles. To detect variations in SGS and EGS, MODIS imagery was used. MODIS satellites have a polar orbit and capture images in 7 spectral bands daily. To detect the SGS and EGS from MODIS satellite data by comparing the surface reflectance in red versus green through the GRVI index was used. The threshold for the detection of SGS and EGS is set to GRVI = 0. If GRVI > 0, then it is currently the growing season; if GRVI < 0 then it is the senescence season. Yearly GRVI estimates are analyzed to detect the SGS and EGS by catching GRVI zero crossing. We tried to detect the yearly shifts of SGS and EGS using this GRVI estimates. For these measurements, daily MODIS Terra MOD09GA V006 products were downloaded for the period 2007-2017, then analyzed through an R script using RASTER package. Noise reduction was applied on the results using Exponential Moving Average and the GRVI=0 crossings were detected. Later, the refined data were compared annually and among regions with different vegetation to look for SGS and EGS shifts over time. Although in all plots there were obvious peaks during Growing Season, in some cases of mountain ranges and coniferous forests, GRVI method was unable to detect SGS or EGS; as there was no 0 crossing. In the regions where GRVI was successful, SGS shifted to an earlier DOY and EGS shifted to a later DOY on a scale of 11 years. Overall, the GRVI has been successful in showing seasonal patterns in a given region.
Determination of last glacial equilibrium line altitudes of Turkey by glacial mass balance model
Turkey is located in the Eastern part of Mediterranean region between 36°N and 42°N latitude and 26°E and 45°E longitude. Turkey's climatic and topographic features have strong contrasts which indicate a characteristic feature for Turkey. As a general view, Turkey has a varied topography for its all geographical regions. Turkey is a mid-latitude country located with a relatively high topography. In the current climate of Turkey, glaciers do not occupy large areas but it is known that paleo-glaciers covered larger areas during the Last Glacial stage based on earlier studies. There is a close relationship between climate and equilibrium line altitude (ELA) of a glacier. Glaciers are the most commonly used indicators for climate change. The purpose of this study is to calculate Turkey's ELA by glacial mass balance model during the Last Glacial Maximum (LGM) and compare with previous studies. For this purpose, monthly present day temperature and precipitation were used to make paleo-climatic estimations. The Last Glacial stage ELA were determined by a glacier mass balance model and compared with previous studies. In total, 25 glacial areas have been studied. Using the monthly temperature and precipitation data obtained from WorldClim, annual ablation was calculated by positive degree day model and annual accumulation were calculated assuming that precipitation falls as snow at 0°C. Calculations made by an in-house Matlab program. Annual mass balances were found with the difference between the accumulation and ablation values. The simulations for the last glacial period were firstly done with the precipitation was kept the same as the present conditions, and the temperature depressions was changed between -8°C and -12°C. In the second case, the temperature was kept constant (-10°C lower than today), the precipitation was changed from drier (%25 drier) to humid (%25 wetter) conditions than today. Accordingly, the last glacial paleo-equilibrium line altitudes in Turkey were calculated and spatially compared with earlier studies. When temperature is 10°C cooler than today and precipitation is in the present day condition (Precipitation=1), ELA decreasing from south of Turkey to the north. It is almost between 2400- 2500 m a.s.l. in the Southeast Taurus. In Akdağ and Beydağ, ELA is more than 2200 m a.s.l in Sandıras, Davraz, Dedegöl, Geyikdağ, Aladağlar and Bolkar, ELA is about 2200 m. It has a decreasing pattern toward to north. Erciyes and Soğanlı Mountains have ELA 2000-2200 m. In Uludağ which is situated in the north part of the Turkey it is in between 1600-1800 m. In the eastern part of Turkey, ELA is higher when it compared with western Turkey. In Buzul and İkiyaka Mountains, ELA is in between 2600-2700 m. Southeast part of Turkey has the highest ELA value. For –10°C temperature decrease and same as today's precipitation values (from south to north) there is a decreasing pattern. It shows that there is clear latitude effect in Turkey's ELA. From west to east ELA is increasing as elevation 'increasing from west to east. It also shows that elevation affects the ELA in Turkey because elevation is increasing from west to east. The places where elevation is high have higher ELA compared to other places in the Turkey. According to the study of Messerli (1967), ELA is 2300 m in the Black Sea region. When the temperature -8 °C below today and present day precipitation condition, ELA estimates of 2000- 2100 m in the Black Sea close the Messerli's estimates. In the Mediterranean ELA is around 2500 m. For Mediterranean, all results that I have are higher than 2000 m. This can indicate ELA is almost same values in the Mediterranean in LGM. In the south east region that have most of the glaciers, ELA is between 2700-2800 m in the study of Messerli (1967). It is more than 2400-2500 m in southeast region for all the cases applied. That also shows that there is a match between these values. In the west part of Turkey, ELA is around 2300 m in Messerli (1967) study but in this part, I got lower ELA values when it compares to Messerli (1967)'s study.
Statistical challenges in paleoclimatology: independent component analysis of lake hazar and Lake Van data, and a bayesian test for 4.2 ka bp event
There are numerous statistical and numerical methodological problems of paleoclimate studies. In this study, I offer solutions for two problems of paleoclimatology in three different studies. It is a well known fact that, each geochemical measurement and especially each micro-X-ray fluorescence (μ-XRF) measurement through a sediment core is a reflection of different independent processes, i.e. an indirect indicator of paleoenvironments. That's why most studies present μ-XRF measurements as elemental ratios, in order to eliminate a possible dependence upon a single profile. Some studies use second order statistical methods, such as principal component analysis, to eliminate dependence, however there are systematic problems of second order statistical methods as is used in these studies. In order to overcome this issue, we offer an almost well-defined signal processing technique, independent component analysis of geochemistry data gathered from paleoclimate archives. Accordingly, we propose data based models of paleo-precipitation and paleo-temperature for the studied regions. In the first study (Chapter 2), a 3.5 m long piston core (Hz11-P03) has been recovered from Lake Hazar and it is used for multiproxy measurements. μ-XRF, magnetic susceptibility (MS) and stable isotope (δ 18 O and δ 13 C) measurements have been carried out for 3 mm, 1 cm and 3 cm resolutions, respectively. A Bayesian age-depth model according to six radiocarbon dates shows that Hz11-P03 represents the last 17.3 ka BP. We apply independent component analysis on Lake Hazar μ-XRF data (namely, Ca, Fe, K, Mn, Sr and Ti counts). By the measure of distance correlation of resulting independent components with the analyzed data and other regional well-defined paleorecords, we select two independent components as proxies of temperature (Hz-ic5) and precipitation (Hz-ic4) of the region. According to the results, the region was wet/cold during 17.3 ka BP and 14.8 ka BP and wet/warm during the Bølling-Allerød period. According to the age model, there is a hiatus at the Younger Dryas period. At the start of the Holocene, temperatures rose gradually and reached the Holocene "normals" around 8 ka BP. During that period, it was wet. Between 8 ka BP and 5 ka BP, it was warm but exceptionally dry. Between 5 ka BP and 3.5 ka BP, it was warm/wet. After 3.5 ka BP within the oscillations there are abrupt cold/dry phases around 3.5 ka BP, 2.8 ka BP and 1.8 ka BP. In the second study (Chapter 3), ICA method is applied to previously published data from Lake Van, which span the last 250 ka BP. The data used through ICA were element concentrations of Ca, Fe, K, Mn, Si from XRF measurement, TOC and CaCO 3 content and B* (color reflectance) of the Ahlat Ridge sediment record. The analysis is based on applying the algorithm several times by changing the initial random unit vector and clustering the possible independent components through average–link agglomeration, which make it different and innovative than Lake Hazar study. Appropriate components are selected by mutual information method. Accordingly, we claim that Van-IC8 is a proxy for temperature variability for the region, by its similarity with Greenland δ 18 O data and (Van-IC7) is a proxy for precipitation variability for the region, by its similarity with B* (Van-IC7) data. The results reveal that, temperature of the region follows the Northern Hemisphere records, i.e. warm during interglacials, cold during stadials with abrupt warming episodes. On the other hand, precipitation record shows that, it was not dry, or at least as much wet as today, during the LGM and at the end of penultimate glacial as previous studies claim. It was previously proposed that an abrupt climatic change around 4.2 ka BP was the cause of the collapse of the Akkadian Empire. Afterwards, many geological studies arose, which claim to support the climatic deterioration hypothesis. In the third study (Chapter 4), we apply a Bayesian test on the records from Eastern Mediterranean and Arabian Peninsula which claim to show an abrupt climatic change around 4.2 ka BP. To do this, time series are reconstructed using "unaffected" ones in a fully Bayesian framework by the Bayesian structural time series method and then a Bayesian hypothesis test is applied on the results. Our results show that some studies which have previously been cited to support the abrupt 4.2 ka BP event hypothesis hold true, we also show that in a number of other studies, there is no statistically significant abrupt climatic change effect.
Tokat masifi kuzeyinin (Taşova-Ladik) metamorfik evrimi
TOKAT MASİFİ KUZEYİNİN (TAŞOVA-LADİK) METAMORFİK EVRİMİ Bu tezin amacı, Tokat Masifinin en kuzeyinde yer alan Liyas-önecesi yaşlı kayaçların evrimini ortaya koymaktır. Bu amaç için başlıca Taşova ve Ladik bölgeleri seçilmiştir. Taşova bölgesinde Liyas öncesi birimler düşük dereceli metamorfitler ve Orta Permiyen yaşlı kireçtaşlarından oluşurken, Ladik bölgesinde ise yalnızca Orta Permiyen yaşlı kireçtaşlarından oluşmaktadır. Tokat Masifi, Taşova ilçesinde, başlıca metabazit, fillit, mermer, kalkfillit ve bu metamorfik kayaçların içerisinde ~2 km2'lik bir alanı kapsayan ve metamorfik olmayan kireçtaşı kitlesi tarafından temsil edilmektedir. Bu birlikteki metamorfik birimleryeşilşist-mavişist geçişli koşullarda başkalaşıma uğramıştır. Metamorfitler içindeki metabazitler okyanus adası bazalt-zenginleşmiş okyanus ortası sırtı bazalt niteliği sunmakta olup, olasılıkla okyanus içi deniz dağlarının (semount) eklenmiş parçalarını temsil etmektedir. Kayaç birlikteliği bakımından, Taşova kuzeyindeki metamorfik kayaçlar bir yığışım karmaşası niteliğindedir. Bu verilere göre, Tokat Masifi, Lavrasya kıtasının Permo-Triyas döneminde aktif güney kenarı boyunca bulunan Tetis Okyanusunun kapanması ile ilişkilidir. Bu özelliği ile Sakarya Zonu'ndaki, Karakaya Karmaşasının Nilüfer birimi ile deneştirilebir. Dolayısıyla Taşova yöresinde metamorfitler, daha doğuda bulunan Ağvanis metamorfitleri ve Pulur masifinin tabanındaki düşük dereceli birimin batıya doğru devamı niteliğindedir. Liyas önceki birimler arasındaki kireçtaşlarının her iki bölgede tabanı direk olarak gözlenmemektedir. Bu kireçtaşları bol miktarda Orta-Üst Permiyen (Vordiyen-Kapitaniyen) çağını karakterize eden Foraminifer fosili içermektedir. Yer bilimleri literaturunde genel itibarıyla bu kireçtaşlarının daha güneyde bulunan Gondvana kıtasından türemiş olduğu görüşü savunulmaktadır.
Understanding the sources and the extend of atmospheric particulate matter problem over Turkey using mesoscale chemical transport model
Turkey, with a population climbing to 80 million, has its own challenging air pollution issues, especially particulate matter pollution. Local emission sources are generally the main contributors of particulate matter levels due to their nature. Among these local emission sources, residential heating is one of the emission sectors that contribute to emissions of harmful air pollutants in highly populated urban areas. As the capital of Turkey's industry, megacity Istanbul has been experiencing air pollution problems that has reached to significant levels since 1980's, in which the pollutant concentrations have exceeded the air quality standards for several times. In Istanbul, local anthropogenic sources comprise nearly 60% of particulate matter levels. According to the air quality monitoring report of the Ministry of Environment and Urbanization, the daily mean particulate matter (<10 μg, PM10) concentrations exceeded the limit with more than 100 μg/m3 at several provinces in winter of 2015 in Istanbul. Representation of major emission sources such as road transportation and residential heating are crucial for the air quality modeling and policy making. Modeling concentrations of particulate matter have a number of important roles, some of which are complementary to measurement. These roles include assessing concentrations at locations without monitors and answering questions such as how will particulate matter levels change in the future. Results of modeling studies can be directly compared to the appropriate ambient air quality standards because all relevant sources of pollution in the modeling domain are included in this type of model. The US EPA Community Multiscale Air Quality (CMAQ v5.2) model, a three-dimensional Eulerian atmospheric chemistry and transport model, was used to evaluate the air quality of Turkey, focusing on Marmara Region and Istanbul for the winter of 2015 using three-level nested domains with an up to date spatially distributed high-resolution emissions inventory based on local activity data. Emissions is one of the two main inputs of CMAQ model. In order to process the high-resolution emissions inventory used in this thesis, a regional emission model, called DUMANpy, similar to Sparse Matrix Operator Kernel Emissions (SMOKE) Modeling System of the US EPA was adapted and customized to create temporally and spatially distributed emission for Turkey. One of the main purpose of DUMANpy is to convert the resolution of the emission inventory data to the resolution needed by an air quality model. Other main input of CMAQ model is the meteorology input because sophisticated air quality models require meteorological fields and incorporate complex chemical reaction schemes. The meteorological modeling inputs are important due to complications caused by complex terrain conditions, where measurement is not an option. The meteorological inputs for air quality modeling were generated using the Weather Research and Forecasting (WRF v3.8.1) model. CMAQ model results showed that using high-resolution emissions for the residential heating sector significantly improve the spatial distribution and concentration of air pollutants (SO2, PM10, PM2.5) for Istanbul. Air quality model simulations with our high-resolution emissions underestimated PM10 concentrations throughout the study episode on average by only 4.16% with a mean bias of 2.23 μg/m3 while base inventory underestimated PM10 concentrations on average by 35.1% with a mean bias of 18.91 μg/m3. Results show that our spatially distributed high-resolution emissions inventory produces more realistic results for Istanbul during wintertime when residential heating has the most influence on local air pollution. These results show the necessity and importance of high-resolution local emissions for anthropogenic emissions sectors for urban areas which in turn would help improve our understanding and extend of the air pollution problem in Turkey.