Suitable site selection for scientific research camp in Antarctica: The case of Turkey

Tüm insanlığın bilimsel çalışmalarına açık olan Antarktika, yıllardır birçok ülkenin araştırma istasyonuna ev sahipliği yapmaktadır. Bu istasyonların bir kısmı “kalıcı-uzun dönemli” bir kısmıysa “geçici-kısa dönemli” olarak adlandırılmaktadır. Antarktika’nın fiziksel yapısı ve koşulları bilimsel çalışmalar yapmak için zorlayıcı olsa da araştırmacılar için önemli konular ve bilgiler barındırmaktadır. Bu bilgilerin ülkemize kazandırılması için 2017 yılından bu yana kıtaya ulusal seferler (TAE) düzenlenmektedir. Türk bilim insanlarının bölgede uzun süre bilimsel faaliyet gösterebilmesi için T.C. Cumhurbaşkanlığı himayesinde, T.C. Bilim ve Sanayi Bakanlığı uhdesinde ve İstanbul Teknik Üniversitesi Kutup Araştırmaları Uyg-Ar Merkezi (İTÜ PolReC) koordinasyonunda araştırma kampı kurulması gündeme gelmiştir. Antarktika’ya yapılan 3 bilim seferinde çeşitli disiplinlere ait çok sayıda proje yürütülmüş ve elde edilen tecrübeler ışığında çalışma kampına ihtiyaç duyulduğu ortaya çıkmıştır. Bu nedenle ulusal seferlerde elde edilen bilgiler ile bu kampın nasıl ve nerede kurulması gerektiğine karar verme çalışmalarına başlanmıştır. Bu çalışmada Türk Bilim Üssü kurulması amacıyla gerçekleştirilen çalışmalar, yöntem ve bulgularıyla birlikte aktarılmıştır. Yapılan seferler sırasında kurulması planlanan kamp için ölçme ve analizler yapılarak çok sayıda veri elde edilmiştir. Bu veriler, detaylı fizibilite çalışmaları sonucunda ulaşılan bilgiler ile şekillendirilmiştir. Kampın kurulacağı bölgenin konumu, Coğrafi Bilgi Sistemi (CBS) yazılımında “en uygun yer seçimi” analizi yapılarak seçilmiştir. Bu analiz için Analitik Hiyerarşi Yöntemi (AHY) kullanılarak yer seçimi için önem teşkil eden kriterler uzmanlarca belirlenmiş, değerlendirilmiş, puanlanmış ve sonuca ulaşılmıştır. Çalışmaların ilk aşamasında belirlenen 17 lokasyon 4 lokasyona indirgenmiştir. Sonuç olarak Lokasyon 6, 14, 15 ve 10 arasından Lokasyon 6, 0-5 aralığındaki uygunluk puanlamasında birinci sırayı alarak araştırma istasyonu kurulabilecek en uygun yer olarak seçilmiştir.Türkçe özete uygun olarak 250 kelimeyi aşmamalı ve paragraf kullanılmamalıdır. 9 punto ve iki yana hizalı olmalıdır. Antarctica is open to the scientific studies of all mankind and also has been home to research stations of many countries for many years. Some of these stations are called “permanent-long term” and the others are “temporary-short term". Although the physical structure and conditions of Antarctica are challenging for scientific studies, it contains important topics and information for researchers. National expeditions to the continent (TAE) have been organized since 2017 to bring these information to our country. In order to enable Turkish scientists to do scientific activities in the region for a long time, establishment of a research camp has become a current issue. For this reason, determination process has begun for how and where this camp should be established with the information received from national expeditions. In this study, the conducted studies with the aim of establishing a Turkish Science Base are explained with their methods and findings. During the expeditions, a lot of data were obtained by measuring and analyzing. These data were formed by the information acquired as a result of detailed feasibility studies. The possible location of the camp was detected by analyzing the suitable site selection in the Geographical Information System (GIS) software. For this analysis; the criteria that are significant for site selection were determined, evaluated, scored and the results were obtained by using Analytical Hierarchy Process (AHP). In the first stage of the studies, 17 locations were reduced to 4 locations

GNSS station design for global climate change monitoring in Antarctica: ınstallation of TUR1 and TUR2 GNSS stations on Horseshoe Island in Antarctica During The 4th Turkish Antarctic Science Expedition

Son yıllarda uzay tabanlı konumlama sistemleri, GNSS Meteorolojisi ve GNSS Reflektometresi teknikleri kullanılarak gözlemlenen atmosferik su buharı, deniz, buz ve kar seviyeleri gibi önemli parametrelerle küresel iklim değişikliğinin izlenmesinde etkili bir destekleyici araç haline gelmiştir. Küresel ölçekte tüm bölgelerden daha hızlı ısınan Antarktika'da iklim değişikliğini incelemek, gelecekteki iklim değişikliğini daha doğru tahmin etmek için çok önemlidir. Dünya'nın iklim değişikliği etkilerinin izlenebilmesi amacıyla, 118Y322 No’lu TÜBİTAK projesi kapsamında GNSS Meteorolojisi ve GNSS Reflektometresi teknikleri ile 24 Şubat 2020 tarihinden itibaren Antarktika’da atmosferik su buharı değişimleri, kar derinliği ve buz kalınlığı değişimleri gözlemlenmektedir. Bu çalışmada, Troposfer ve Deniz Seviyesi Gözlem İstasyonu (TUR1) ile Troposfer ve Kar / Buz Seviyesi Gözlem İstasyonunun (TUR2) tasarım çalışmaları ve 4. Ulusal Antarktika Bilim Seferi’nde Antarktika Horseshoe Adası’na kurulum aşamaları anlatılmıştır. Bu çalışmalar, meteorolojik koşullar, şebekeden bağımsız ve batarya ile bütünleşik enerji sisteminin en sağlıklı şekilde güneş ve rüzgâr enerjisinden beslenmesi ve bölgede oluşabilecek buzul oluşumu ve kayaç parçalanması gibi jeolojik parametreler de göz önüne alınarak yapılmıştır.In recent years, space-based positioning systems have become an effective supporting tool for monitoring global climate change by important parameters such as atmospheric water vapor, sea, ice and snow levels observed by using GNSS Meteorology and GNSS Reflectometry techniques. Studying climate change in Antarctica, which is warming faster than all of the regions on a global scale, is very important to predict future climate change more accurately. In order to monitor climate change effects of the Earth, tropospheric water vapor variations, snow depth and ice thickness changes have been observing in Antarctica since 24 February 2020 by means of GNSS Meteorology and GNSS Reflectometry techniques within the scope of the TUBITAK Project No. 118Y322 In this study, designing studies of Troposphere and Sea Level Observation Station (TUR1) and Troposphere and Snow / Ice Level Observation Station (TUR2) and installation steps to Horseshoe Island in Antarctica during the 4th National Antarctic Science Expedition are explained. These studies was carried out by taking into account the meteorological conditions, the healthiest feeding of the off grid battery integrated energy system from solar and wind energy and geological parameters such as glacial formation and rock fragmentation that may occur in the region

Geodetic measurements on Havran-Balıkesir fault zone: First results

Havran-Balıkesir Fay Zonu (HBFZ), Batı Anadolu’daki önemli fay zonlarından birisidir. Edremit’in doğusundan, Balıkesir’e kadar KKD–GGB yönünde uzanan HBFZ iki ana fay ve altı segmentten oluşmaktadır. Fay zonu üzerinde kapsamlı paleosismolojik çalışmalar gerçekleştirilmiş ve zonun segmentlerindeki depremsizlik süreleri sismik bir boşluk (asismik hareket, krip) olarak değerlendirilmiştir. Bu nedenle, HBFZ ‘nin depremsizlik sürelerinin detaylı olarak araştırılması amacıyla, çalışma bölgesinde 55 noktadan oluşan bir GNSS ağı oluşturulmuştur. Ağdaki 21 noktada 2022 yılında bir kampanya GNSS ölçüsü gerçekleştirilmiştir. Ağda yer alan diğer sürekli ve kampanya tipi 34 noktanın ise geçmiş yıllara ait GNSS verileri çeşitli kurumlardan temin edilmiştir. Elde edilen tüm veriler GAMIT/GLOBK yazılımıyla değerlendirilmiştir. Çalışma bölgesinin Avrasya plakası sabit hız alanı 4-25 mm/yıl aralığında ve 0.18 mm/yıl doğruluğunda elde edilmiştir. Hız alanı kullanılarak, bölgenin iki boyutlu güncel jeodezik gerinim alanı hesaplanmıştır. Gerinim alanı incelendiğinde, çalışma bölgesinde KD-GB yönlü sıkışma bileşeninin baskın olduğu görülmüştür. Ek olarak, tarihsel ve aletsel dönem deprem kataloglarından yararlanılarak çalışma bölgesinin sismotektonik haritaları oluşturulmuştur. Bu sonuçlar, ilk sonuçlar olarak sunulmaktadır. HBFZ’ nin güncel deformasyonlarının ve deprem potansiyelinin belirlenmesi için jeodezik çalışmalar devam etmektedir.The Havran-Balıkesir Fault Zone (HBFZ) is one of the important fault zones in Western Anatolia. The HBFZ extending from the east of Edremit to Balıkesir in the NNE-SSW direction consists of two main faults and six segments. In the paleoseismological studies carried out on the fault zone and the earthquake -free times in the segments of the zone have been evaluated as a seismic gap (seismic movement, crip). When the geodetic studies of the region are examined, there is no geodetic study focused on HBFZ. For this reason, a GNSS network consisting of 55 points was created in the study area in order to investigate the earthquake-free times of HBFZ in detail. In 2022, a campaign-style GNSS measurement was carried out at 21 points in the network. The GNSS data of the other 34 continuous and campaign-type points in the network for the previous years were obtained from various institutions. All obtained data were evaluated with GAMIT/GLOBK software. The Eurasian plate fixed velocity field of the study area was obtained in the range of 4-25 mm/year and with an accuracy of 0.18 mm/year. By using the velocity field, the two-dimensional current geodetic strain area of the region was calculated. When the strain area is examined, it is observed that the NE-SW direction compression component is dominant in the study region. In addition, seismotectonic maps of the study area were generared by using earthquake catalogs of historical and instrumental periods. These results are presented as first results. Geodetic studies are continuing to determine the current deformations and earthquake potential of HBFZ

Preliminary results of the Sofalaca-Şehitkamil Gaziantep (Mw:7.7) and Ekinözü Kahramanmaraş (Mw:7.6) earthquakes based on GNSS observations on February 6, 2023

Bu çalışmada 6 Şubat 2023 tarihinde sırasıyla yerel saat ile 04:17 ve 13:24’te artarda meydana gelen Sofalaca-Şehitkamil Gaziantep (Mw:7.7) ve Ekinözü Kahramanmaraş (Mw:7.6) depremlerinin öncül jeodezik sonuçları verilmiştir. Öncül jeodezik sonuçları elde etmek için deprem odak merkezleri etrafındaki ve etkili olduğu alandaki TUSAGA-Aktif istasyonlarına ait GNSS alıcılarından 30 sn (0,033 Hz) ve 1 sn’lik (1 Hz) GNSS gözlemleri kullanılmıştır. Deprem kaynaklı kosismik yer değiştirmeleri belirlemek için bağıl statik çözümler GAMIT/GLOBK yazılım takımında 30 sn’lik RINEX verileri kullanılarak yapılmıştır. Statik çözümlerde değerlendirmeye alınan istasyonlarda Sofalaca-Şehitkamil Gaziantep depreminde doğu bileşende atımın 1.1-23.4 cm, kuzey bileşende 1.1-30.9 cm aralığında değiştiği görülmüştür. Ekinözü Kahramanmaraş depreminde ise atım miktarı doğu bileşende 1.2-440.4 cm, kuzey bileşende 1.4-69.6 cm aralığında değişmiştir. Kinematik çözümler ise PPP yöntemiyle CSRS-PPP ve PRIDE PPP-AR yazılımları ile 1 sn’lik RINEX verileri kullanılarak elde edilmiştir. Her iki yazılımda seçilen istasyonlardaki deprem anı yer değiştirmeler (deplasman) ve ardışık epok farkları (hız) hesaplanmıştır. Seçilen tüm istasyonlarda hızlar Sofalaca-Şehitkamil Gaziantep depreminde doğu bileşen için 3-12.5 cm/sn, kuzey bileşen için 3.8 - 37.7 cm/sn aralığında; Ekinözü Kahramanmaraş depreminde ise doğu bileşende 3.7-20.5 cm/sn, kuzey bileşende 4.1-20.1 cm/sn tespit edilmiştir. Öncül sonuçların elde edilmesinden sonra bölgenin daha yakından takibi ve yeni noktalarda atımların tespiti için yeni bir GNSS ağı kurulmuştur. Kurulan yeni ağda TÜBİTAK 1002-C Doğal Afetler Odaklı Saha Çalışması Acil Destek Programı çağrısı kapsamında arazi çalışmalarına başlanmıştır.In this study, the earthquakes which took place on 6 February 2023, respectively at local time 04:17 and 13:24 preliminary geodetic results are given that occurred of Sofalaca-Şehitkamil (Gaziantep) (Mw:7.7) and of Ekinözü (Kahramanmaraş) (Mw: 7.6). In order to obtain preliminary geodetic results the GNSS observations were used at 30 s (0.033 Hz) and 1 s (1 Hz) intervals from the GNSS receivers in the network of Continuously Operating Reference Stations, Turkey (CORS-TR). Relative static solutions to determine earthquake-induced coseismic displacements were performed using 30-second RINEX data in the GAMIT/GLOBK software. In the GNSS stations evaluated in the static solutions, it was observed that the coseismic displacement in the Sofalaca-Şehitkamil Gaziantep earthquake varied between 1.1 - 23.4 cm in the eastern component and 1.1 - 30.9 cm and northern component. In the Ekinözü Kahramanmaraş earthquake, the amount of coseismic displacement varied between 1.2 - 440.4 cm in the eastern component and 1.4-69.6 cm in the northern component. Kinematic solutions were obtained by PPP method using CSRS-PPP and PRIDE PPP-AR software and 1 second RINEX data. In both software, earthquake displacements and consecutive epoch differences (velocity) at selected stations were calculated.During the Sofalaca Şehitkamil-Gaziantep earthquake velocities for all selected stations were detected approximately between 3.0-12.5 cm/s for the eastern component and 3.8 - 37.7 cm/sn for the northern component; during the Ekinözü Kahramanmaraş earthquake were detected approximately between 3.7-20.5 cm/sn for the eastern component and 4.1-20.1 cm/sn for the northern component. After the preliminary results were obtained, a new GNSS network was established to observation the region more closely and to detect displacement at new GNSS points. In study area has started new GNSS observations within the scope of TÜBİTAK 1002-C Natural Disasters Focused Field Study Emergency Support Program call in the new network established

Present-day strain accumulations and fault kinematics at the Hatay Triple Junction using new geodetic constraints

International audienc

Recent tectonic features of Western Anatolia based on half-space modeling of GNSS Data

A new block model including a 111-site GNSS network was computed to determine deformation pattern in Western Anatolia. These GNSS sites serving the block model were observed for at least 16 h within two consecutive days in 3 different years ranging from 2005-2010. The GNSS dataset obtained from this network were processed with GAMIT / GLOBK software and a high-precision Eurasia-fixed velocity field was produced for the Western Anatolia region. The results show that the region moves in the southwest direction with rates of 18–28 mm/yr with respect to Eurasian plate. To study the crustal stretching of the study area, we computed a novel model consisting of 6 blocks and 14 fault segments. Unlike the previously published block models, our preferred model consists of relatively smaller blocks and much more GNSS sites. Most of the block boundaries align almost in E-W direction except for one lying along NE-SW accommodated with İzmir-Balıkesir Transfer Zone that has the highest lateral movement throughout the region. Achieved results highlight the importance of the structural elements in an active crustal stretching setting, with transfer faults approximately parallel to the main extension direction

Determination of recent tectonic deformations in the vicinity of Adana–Osmaniye–Hatay–Gaziantep triple junction region by half-space modeling

International audienc

Slip distribution and source parameters of the 20 July 2017 Bodrum-Kos earthquake (Mw6.6) from GPS observations

Greek-Turkish boundary near the cities Kos and Bodrum has been shaken on July 20, 2017 by a Mw6.6 earthquake. The mainshock is located offshore and did not generate an on-land surface rupture. Analyzing pre-and post-earthquake continuous/survey-type static GPS observations, we investigated co-seismic surface displacements at 20 sites to characterize source parameters and slip-distribution of the mainshock. Fault plane solutions as well as co-seismic slip distribution have been acquired through the inversion of co-seismic GPS displacements modeling the event as elastic dislocations in a half space. Fault plane solution shows a southward dipping normal-type fault segment extending a depth down to similar to 12 km, which remains within the brittle upper crust. Results from the distributed slip inversion show that the mainshock activated a similar to 65 km fault section, which has three high slip patches, namely western, central and eastern patches, where the coseismic slips reach up to 13, 26, and 5 cm, respectively. This slip pattern indicates that the pre-earthquake coupling, which is storing the slip deficit, occurred on these three patches