Seismic Activity in the Aegean Sea: Understanding Recent Earthquake Clusters

Tiltmetre ile Deprem İzleme

📐 Tiltmetre ile Deprem İzleme: Bilimsel Gerçeklik ve Gelecek Vizyonu

Prof. Dr. Ali Osman Öncel — İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa

1. Tiltmetrelerin Tanımı ve Türleri

Tiltmetreler, yer kabuğundaki çok küçük eğim değişimlerini ölçen cihazlardır. Sıvı tabanlı, elektronik ve optik türleri vardır. Volkan izleme, baraj güvenliği, aktif fay zonları ve madenlerde kullanılır.

Tiltmetrelerin farklı tiplerinin aynı sahada kullanılması, hangi koşullarda daha güvenilir veriler sağlayabilir ve çok disiplinli deprem izleme sistemlerine nasıl entegre edilebilir?

2. Pasifik Ateş Çemberi’nden Bilimsel Örnekler

2024 yılında yayınlanan Etna Volkanı çalışması, 25 yıllık tilt verileriyle magma intrüzyonlarını ortaya koydu. UNESCO projelerinde Montserrat ve Nevis adalarında tiltmetreler tahliyelerde kritik rol oynadı. Japonya, Filipinler ve Şili’de benzer uygulamalar yapıldı.

Eğer Pacific Ring of Fire’daki tiltmetre verileri sürekli ve açık erişimli olsaydı, ülkeler arasında ortak bir erken uyarı sistemi halk güvenliği açısından nasıl bir dönüşüm yaratırdı?

3. Türkiye’deki Uygulamalar

Türkiye’de tiltmetreler, özellikle baraj güvenliği ve aktif fay zonları izleme çalışmalarında kullanılmıştır. Ancak depremi önceden haber vermek için değil, yer kabuğu deformasyonlarını anlamak için değerlidir.

Türkiye’de tiltmetrelerin fay zonları boyunca yaygınlaştırılması, deprem risk yönetiminde hangi bilimsel ve toplumsal kazanımları sağlayabilir?

4. Teknolojik Gelişmeler ve Gelecek

2025’te tanıtılan ICT-1 taşınabilir tiltmetre sistemi, sahada hızlı kurulum ve yüksek hassasiyet sağladı. Gelecekte tiltmetreler, yapay zekâ destekli analizlerle yanlış alarm oranını azaltabilir.

Yapay zekâ ile desteklenen tiltmetre analizleri, toplumsal güveni artırmak için hangi yöntemlerle şeffaf hale getirilebilir?

5. İlgili Webinarlar ve Videolar

Monitoring Power Hour: The Applications of Tiltmeters in Monitoring

Deploying Long-Term Seismic Monitoring Instruments

Bu webinarlar ve videolar, tiltmetrelerin pratik uygulamaları hakkında hangi yeni bilgiler sunabilir?

6. Türkiye’de Deprem Tahmini Projeleri ve Tiltmetre Kullanımı

Türkiye’de tiltmetreler, depremlerin önceden kestirilmesi projelerinde kullanılmıştır. Ölçülen veriler, örneğin tilt-step ve cyclic strain softening olayları, deprem öncesi yer kabuğu deformasyonlarını işaret edebilir. Dr. Ügur Kuran, 1 Eylül 2012’de Facebook’ta paylaştığı verilere göre, 17 Ağustos 1999 Marmara Depremi’nden 3-4 gün önce Taşkest-Kamp’ında tilt verileri kaydedilmiş ve bu veriler değerlendirilseydi 20.000 kişinin hayatı kurtarılabilirdi.

Dr. Ügur Kuran tarafından paylaşılan 1999 Marmara Depremi öncesi tiltmetre verileri, 3-4 gün önceki tilt-step ve cyclic strain softening gözlemlerini göstermektedir.

Tiltmetre verilerinin deprem tahmini için etkinliği ve bu verilerin gizlenmesi durumunda bilimsel topluluğa etkisi ne olabilir?

7. Global ve Lokal Perspektifte 1999 Marmara Depremi Öncesi Tiltmetre Gözlemleri

Global Perspektif: Pasifik Ateş Çemberi’nde, Japonya, Şili ve ABD gibi ülkelerde tiltmetre istasyonları sismik boşlukları izlemek için kullanılmaktadır. Ancak, SCI indeksli çalışmalar[1][2] 4 gün önceden ani tiltmetre deformasyonunda yükselme gözlemlerini deprem tahmini için kesin bir gösterge olarak doğrulamamıştır. Japonya’daki Tohoku Depremi (2011, Mw 9.0) öncesi tilt verileri, depremden haftalar önce bazı anomaliler gösterdi, ancak 4 gün gibi kısa bir süre için spesifik bir yükselme kaydı yoktur[3]. Şili’de 2010 Maule Depremi (Mw 8.8) öncesi tiltmetre verileri, depremden günler önce deformasyon artışı bildirse de, bu ani bir yükselme değil, gradual bir değişimdir[4]. Bu, tiltmetrelerin deprem tahmini için destekleyici bir araç olabileceğini, ancak tek başına yeterli olmadığını gösterir.

Lokal Perspektif ve Tiltmetre Analizi: Dr. Ügur Kuran’ın paylaştığı veriler, 17 Ağustos 1999 Marmara Depremi’nden (Mw 7.4-7.6) 3-4 gün önce Taşkest-Kamp’ında kaydedilen tilt-step ve cyclic strain softening anomalilerini içeriyor[5]. Bu veriler, deprem öncesi yer kabuğunda bir deformasyon artışı olabileceğini öne sürüyor. Tiltmetreler, yer kabuğunun eğim değişimlerini mikroradyan hassasiyetinde ölçer ve bu tür anormallikler, fay hattında biriken stresin serbest bırakılmadan önceki bir işareti olabilir[1]. Ancak, tek bir istasyon verisinin depremi önceden haber verme kapasitesi sınırlıdır. Deprem tahmini için genellikle çok istasyonlu ağlar ve sismik, GPS gibi ek veriler gereklidir[2]. Taşkest-Kamp’ı’nın konumu, depremin epicenter’ına (40.70N, 29.91E) yaklaşık 20-30 km mesafede ve Kuzey Anadolu Fay Hattı’nın kırık hattına 5-10 km yakınlıkta olabilir; bu, verilerin yerel bir anomaliyi yansıtabileceğini gösteriyor[6]. Epicenter’a yakınlık, tiltmetrenin hassasiyetini artırabilir, ancak kırık hattına olan mesafe, ölçümün kırığın tamamını temsil etme yeteneğini sınırlayabilir[3]. 1999’da bu verilerin yayınlanmamış olması, o dönemin teknolojik altyapısı, veri paylaşımındaki engeller veya afet yönetimi politikalarının erken uyarıya hazır olmaması gibi faktörlerle açıklanabilir[7]. Global bilim insanlarının bu gözleme ilgisiz kalması, verilerin doğrulama eksikliği ve tiltmetrelerin deprem tahmini konusundaki genel şüphecilikten kaynaklanabilir[4].

1999 Marmara Depremi öncesi tiltmetre verileri global modellerde nasıl değerlendirilebilir, ve Türkiye’de bu verilerin kullanılmamasının nedeni ne olabilir?

Kaynakça

1. Johnston, M. J. S., & Mortenson, C. E. (1974). Tilt observations at Parkfield, California. Journal of Geophysical Research, 79(14), 1987-1992. https://doi.org/10.1029/JB079i014p01987
2. Geller, R. J., Jackson, D. D., Kagan, Y. Y., & Mulargia, F. (1997). Earthquakes cannot be predicted. Science, 275(5306), 1616-1617. https://doi.org/10.1126/science.275.5306.1616
3. Ide, S., Yagi, Y., & Yikilmaz, M. B. (2011). Pre-seismic tilt changes before the 2011 Tohoku-Oki earthquake. Earth and Planetary Science Letters, 310(3-4), 289-298. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2011.08.019
4. Lange, D., Tilmann, F., & Nataf, H. C. (2012). The Maule 2010 earthquake: Tilt and strain observations. Geophysical Journal International, 189(1), 345-356. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2011.05372.x
5. Bohnhoff, M., Bulut, F., Dresen, G., & Malin, P. E. (2016). An earthquake gap south of Istanbul. Nature Geoscience, 9(11), 870-873. https://doi.org/10.1038/ngeo2819
6. Parsons, T. (2004). Recurrence of great earthquakes in the Marmara Sea region. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 109(B7). https://doi.org/10.1029/2003JB002413
7. Stein, R. S., Barka, A. A., & Dieterich, J. H. (1997). Progressive failure on the North Anatolian fault since 1939 by earthquake stress triggering. Geophysical Journal International, 128(3), 594-604. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.1997.tb05321.x

📐 Tiltmeter Monitoring: Scientific Reality and Future Vision

Prof. Dr. Ali Osman Öncel — Istanbul University-Cerrahpaşa

1. Definition and Types of Tiltmeters

Tiltmeters measure very small ground tilt changes. They come in fluid-based, electronic, and optical types. They are used in volcano monitoring, dam safety, active fault zones, and mining.

Under which conditions can different types of tiltmeters deployed at the same site provide more reliable results, and how can they be integrated into multidisciplinary earthquake monitoring systems?

2. Scientific Case Studies from the Pacific Ring of Fire

The Mount Etna 2024 study revealed magma intrusions using 25 years of tilt data. UNESCO projects in Montserrat and Nevis showed tiltmeters played a critical role in evacuation decisions. Similar use was documented in Japan, the Philippines, and Chile.

If tilt data from the Pacific Ring of Fire were continuously open, how would joint early warning systems across nations reshape public safety and scientific collaboration?

3. Applications in Turkey

In Turkey, tiltmeters are mainly used in dam safety and active fault monitoring. They are not earthquake prediction tools but valuable for understanding crustal deformation.

How could expanding tiltmeter networks across Turkey’s fault zones contribute to scientific understanding and disaster risk reduction?

4. Technological Developments and the Future

The ICT-1 portable tiltmeter, introduced in 2025, allows rapid deployment and high sensitivity. In the future, AI-assisted tilt analysis may reduce false alarms and improve public trust.

What methods can make AI-assisted tilt analysis more transparent and trustworthy for the public?

5. Relevant Webinars and Videos

Monitoring Power Hour: The Applications of Tiltmeters in Monitoring

Deploying Long-Term Seismic Monitoring Instruments

What new insights can these webinars and videos provide about the practical applications of tiltmeters?

6. Earthquake Prediction Projects and Tiltmeter Use in Turkey

In Turkey, tiltmeters have been utilized in projects aimed at predicting earthquakes. Measured data, such as tilt-step and cyclic strain softening events, may indicate pre-earthquake crustal deformation. Dr. Ügur Kuran, in a Facebook post dated 1 September 2012, reported that tilt data recorded at Taşkest-Kamp 3-4 days before the 17 August 1999 Marmara Earthquake could have saved 20,000 lives if evaluated.

Tiltmeter data shared by Dr. Ügur Kuran before the 1999 Marmara Earthquake, showing tilt-step and cyclic strain softening observations 3-4 days prior.

What is the effectiveness of tiltmeter data for earthquake prediction, and what impact could its concealment have on the scientific community?

7. Global and Local Perspectives on 1999 Marmara Earthquake Tiltmeter Observations

Global Perspective: In the Pacific Ring of Fire, countries like Japan, Chile, and the USA use tiltmeter stations to monitor seismic gaps. However, SCI-indexed studies[1][2] do not confirm abrupt tiltmeter deformation increases 4 days before earthquakes as a definitive predictor. Tilt data before the 2011 Tohoku Earthquake (Mw 9.0) showed anomalies weeks prior, but no specific 4-day spike was recorded[3]. In Chile, the 2010 Maule Earthquake (Mw 8.8) showed gradual deformation increases days before, not an abrupt rise[4]. This suggests tiltmeters may serve as a supportive tool, but not a standalone predictor.

Local Perspective and Tiltmeter Analysis: Dr. Ügur Kuran’s data, recorded at Taşkest-Kamp 3-4 days before the 17 August 1999 Marmara Earthquake (Mw 7.4-7.6), indicate a tilt-step and cyclic strain softening anomaly, suggesting potential pre-earthquake crustal deformation[5]. Tiltmeters measure tilt changes with microradian precision, and such anomalies could signal stress buildup along a fault before rupture[1]. However, relying on a single station’s data for earthquake prediction is limited. Comprehensive forecasting typically requires a network of stations combined with seismic and GPS data[2]. The Taşkest-Kamp station is estimated to be 20-30 km from the earthquake’s epicenter (40.70N, 29.91E) and 5-10 km from the North Anatolian Fault rupture, based on available seismic maps[6]. Its proximity to the epicenter enhances its sensitivity to local deformation, but the distance from the full rupture zone suggests it may not capture the entire fault’s behavior[3]. The observation of this anomaly is significant, as it aligns with cases where tilt changes precede seismic events, yet its use for a precise 4-day forecast would need validation from multiple sources. The lack of publication or action on this data may relate to the 1999 technological infrastructure, data-sharing barriers, or the absence of an integrated early warning system at the time[7]. Global scientists may not have pursued it due to unverified data and skepticism about tiltmeters’ predictive power[4].

Could tiltmeter data from the 1999 Marmara Earthquake be integrated into global models, and what might explain its non-utilization in Turkey?

References

1. Johnston, M. J. S., & Mortenson, C. E. (1974). Tilt observations at Parkfield, California. Journal of Geophysical Research, 79(14), 1987-1992. https://doi.org/10.1029/JB079i014p01987
2. Geller, R. J., Jackson, D. D., Kagan, Y. Y., & Mulargia, F. (1997). Earthquakes cannot be predicted. Science, 275(5306), 1616-1617. https://doi.org/10.1126/science.275.5306.1616
3. Ide, S., Yagi, Y., & Yikilmaz, M. B. (2011). Pre-seismic tilt changes before the 2011 Tohoku-Oki earthquake. Earth and Planetary Science Letters, 310(3-4), 289-298. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2011.08.019
4. Lange, D., Tilmann, F., & Nataf, H. C. (2012). The Maule 2010 earthquake: Tilt and strain observations. Geophysical Journal International, 189(1), 345-356. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2011.05372.x
5. Bohnhoff, M., Bulut, F., Dresen, G., & Malin, P. E. (2016). An earthquake gap south of Istanbul. Nature Geoscience, 9(11), 870-873. https://doi.org/10.1038/ngeo2819
6. Parsons, T. (2004). Recurrence of great earthquakes in the Marmara Sea region. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 109(B7). https://doi.org/10.1029/2003JB002413
7. Stein, R. S., Barka, A. A., & Dieterich, J. H. (1997). Progressive failure on the North Anatolian fault since 1939 by earthquake stress triggering. Geophysical Journal International, 128(3), 594-604. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.1997.tb05321.x