Seismic Activity in the Aegean Sea: Understanding Recent Earthquake Clusters

Marmara'da Deprem Dinamikleri ve Tarihsel Kırılma Senaryoları Earthquake Dynamics and Historical Rupture Scenarios in Marmara

Bu bölüm, Marmara Denizi'ndeki Kuzey Anadolu Fayı'nın sismik dinamiklerini, süpershear potansiyelini ve TBDY 2018'in etkisini özetler. This section summarizes the seismic dynamics of the North Anatolian Fault in the Marmara Sea, supershear potential, and the impact of TBDY 2018.

Bu çalışma, Marmara Denizi'ndeki Kuzey Anadolu Fayı (KAF) segmentlerinin deprem dinamiklerini, tarihsel kırılma senaryolarını ve süpershear potansiyelini incelemektedir. 2025 Silivri Mw 6.2 depremi gibi son olaylar, Kumburgaz ve Çınarcık segmentlerindeki gerilim birikimini vurgulamakta; TBDY 2018 yönetmeliği ile eski kodların performans farkları, bina içi ivmeölçerlerin istasyon verilerine üstünlüğü analiz edilmiştir. Bulgular, hibrit izleme sistemlerinin ve yönetmelik uyumunun aciliyetini göstermekte; erken uyarı ve güçlendirme önerileri sunulmaktadır. This study examines the earthquake dynamics of the North Anatolian Fault (NAF) segments in the Marmara Sea, historical rupture scenarios, and supershear potential. Recent events like the 2025 Silivri Mw 6.2 earthquake highlight stress accumulation in Kumburgaz and Cinarcik segments; differences in performance between TBDY 2018 code and older codes, superiority of building accelerometers over station data are analyzed. Findings underscore the urgency of hybrid monitoring systems and code compliance; early warning and retrofitting recommendations are provided.

Anahtar Kelimeler: Marmara depremi, Kuzey Anadolu Fayı, süpershear, Ganos segmenti, Tekirdağ segmenti, Kumburgaz segmenti, Çınarcık segmenti, TBDY 2018, bina içi ivmeölçer, sismik izleme Keywords: Marmara earthquake, North Anatolian Fault, supershear, Ganos segment, Tekirdag segment, Kumburgaz segment, Cinarcik segment, TBDY 2018, building accelerometer, seismic monitoring

Bu bölüm, Marmara Denizi'ndeki sismik riskleri, tarihsel depremleri ve modern izleme teknolojilerini tanıtır. This section introduces seismic risks in the Marmara Sea, historical earthquakes, and modern monitoring technologies.

Marmara Denizi, Kuzey Anadolu Fayı'nın (KAF) kritik bir segmentini barındırır ve İstanbul gibi mega kentler için yüksek sismik risk taşır. Tarihsel depremler (1509, 1766, 1912, 1999), fay segmentlerinin (Ganos, Tekirdağ, Orta Marmara, Kumburgaz, Çınarcık) dinamiklerini şekillendirmiştir. 2025 Silivri Mw 6.2 depremi, sismik boşlukta lokal bir kırılma olup, gerilim transferini tetiklemiştir. Bu çalışma, süpershear kırılma potansiyeli, yönetmelik evrimi ve izleme teknolojilerini ele almaktadır. Marmara Sea hosts a critical segment of the North Anatolian Fault (NAF) and poses high seismic risk to megacities like Istanbul. Historical earthquakes (1509, 1766, 1912, 1999) shaped the dynamics of fault segments (Ganos, Tekirdag, Central Marmara, Kumburgaz, Cinarcik). The 2025 Silivri Mw 6.2 earthquake represents a local rupture in the seismic gap, triggering stress transfer. This study addresses supershear rupture potential, code evolution, and monitoring technologies.

Son yıllarda yapılan jeodezik çalışmalar (GPS ve InSAR), Marmara Denizi altındaki kilitli fay segmentlerinin sismik potansiyelini daha hassas bir şekilde ortaya koymuştur. Özellikle Kumburgaz segmenti üzerindeki 2019 Silivri depremi sonrası yapılan gerilim değişim analizleri, bu segmentte artan bir gerilim birikiminin devam ettiğini göstermektedir [6]. Recent geodetic studies (GPS and InSAR) have more precisely revealed the seismic potential of locked fault segments beneath the Marmara Sea. Stress change analyses conducted after the 2019 Silivri earthquake, particularly on the Kumburgaz segment, indicate a continued increase in stress accumulation [6].

Video 1. Seismology & Earthquakes Review (EarthScope Science). IMRAD: Giriş (0:00-5:00), Yöntemler (5:00-20:00), Bulgular (20:00-40:00), Tartışma (40:00-55:00). Video 1. Seismology & Earthquakes Review (EarthScope Science). IMRAD: Introduction (0:00-5:00), Methods (5:00-20:00), Results (20:00-40:00), Discussion (40:00-55:00).

Video 2. Online lecture: the science behind an earthquake (IRIS Earthquake Science). IMRAD: Giriş (0:00-10:00), Yöntemler (10:00-30:00), Bulgular (30:00-50:00), Tartışma (50:00-58:49). Video 2. Online lecture: the science behind an earthquake (IRIS Earthquake Science). IMRAD: Introduction (0:00-10:00), Methods (10:00-30:00), Results (30:00-50:00), Discussion (50:00-58:49).

Süpershear kırılmalar (S-dalga hızını aşan), 1912 Ganos ve 1766 Çınarcık olaylarında morfolojik izlerle desteklenmektedir. TBDY 2018, eski kodlara (2007) göre rezonans ve zemin etkisini daha iyi entegre etmekte; ancak 2018 öncesi yapılar kırılgandır. Bina içi sensörler, istasyon verilerine kıyasla yapı-spesifik izleme sağlar. Supershear ruptures (exceeding S-wave speed) are supported by morphological traces in the 1912 Ganos and 1766 Cinarcik events. TBDY 2018 better integrates resonance and site effects compared to older codes (2007); however, pre-2018 structures are fragile. Building sensors provide structure-specific monitoring over station data.

Düşünce Alanı: Süpershear kırılma riski yüksek segmentlerde, erken uyarı sistemleri nasıl optimize edilebilir ve yapay zeka tabanlı analizler, hızlı tepki sürelerini artırarak şehir güvenliğini nasıl güçlendirebilir? Think Zone: How can early warning systems in segments with high supershear rupture risk be optimized, and how can AI-based analyses enhance rapid response times to strengthen urban safety?

Bu bölüm, fay segment analizi, yönetmelik karşılaştırması ve izleme teknolojileri için kullanılan yöntemleri açıklar. This section describes methods used for fault segment analysis, code comparison, and monitoring technologies.

Fay Segment AnaliziFault Segment Analysis

Tarihsel kataloglar (USGS, AFAD) ve çoklu sismik veri (OBS, kara istasyonları) kullanılarak Ganos, Tekirdağ, Orta Marmara, Kumburgaz ve Çınarcık segmentleri modellenmiştir. Süpershear potansiyeli, kırık uzunluğu ve geometriyle hesaplanmış; 2025 Silivri verileriyle doğrulanmıştır [7]. Historical catalogs (USGS, AFAD) and multi-channel seismic data (OBS, land stations) were used to model Ganos, Tekirdag, Central Marmara, Kumburgaz, and Cinarcik segments. Supershear potential was calculated via rupture length and geometry; validated with 2025 Silivri data [7].

Sayısal modelleme ve jeodezi yöntemleri, fayların davranışını anlamada kritik rol oynamaktadır. Son çalışmalar, sismik dalga analizi için kullanılan Green fonksiyonlarının, GPU hızlandırmalı sayısal simülasyonlarla daha verimli bir şekilde hesaplandığını göstermektedir. Numerical modeling and geodetic methods play a critical role in understanding fault behavior. Recent studies show that Green's functions used for seismic wave analysis are calculated more efficiently with GPU-accelerated numerical simulations.

Şekil 1. Marmara Denizi Kuzey Anadolu Fayı segmentleri haritası. Figure 1. Map of North Anatolian Fault segments in the Marmara Sea.

Şekil 2. İnteraktif Marmara fay haritası (Leaflet.js). Figure 2. Interactive Marmara fault map (Leaflet.js).

Yönetmelik KarşılaştırmasıCode Comparison

TBDY 2018 ve 2007 yönetmelikleri, RC kolon performansı ve spektral analizle karşılaştırılmış; SAP2000 ile lineer/non-lineer simülasyonlar yapılmıştır. Zemin sınıfları (ZA-ZE) ve rezonans periyotları entegre edilmiştir. TBDY 2018 and 2007 codes were compared via RC column performance and spectral analysis; linear/non-linear simulations performed with SAP2000. Site classes (ZA-ZE) and resonance periods integrated.

İzleme TeknolojileriMonitoring Technologies

Bina içi MEMS ivmeölçerler ile AFAD istasyon verileri karşılaştırılmış; STA/LTA oranı ve PGA hesapları Python ile gerçekleştirilmiştir. 2025 depreminde Arias şiddeti ve etkin süre analiz edilmiştir. Building MEMS accelerometers compared to AFAD station data; STA/LTA ratio and PGA calculations performed in Python. Arias intensity and effective duration analyzed for 2025 earthquake.

SegmentSegment	Tarihsel DepremHistorical Earthquake	Kırık Uzunluğu (km)Rupture Length (km)	Tekrar Periyodu (yıl)Recurrence Interval (years)	Süpershear PotansiyeliSupershear Potential
Ganos	1912	45–50	~250	Yüksek
Tekirdağ	1766	~60	~300	Orta
Kumburgaz	1509	~50	~500	Orta
Çınarcık	1999	~60	~200	Yüksek

Düşünce Alanı: Bina içi sensörler ile istasyon verilerinin entegrasyonu, gerçek zamanlı deprem izleme ve yapısal sağlık değerlendirmesi için nasıl bir hibrit sistem tasarlanabilir? Think Zone: How can integrating building sensors with station data create a hybrid system for real-time earthquake monitoring and structural health assessment?

Bu bölüm, 2025 Silivri depremi sonrası segment gerilimleri, TBDY 2018 performansı ve sensör verimliliğini sunar. This section presents segment stress post-2025 Silivri earthquake, TBDY 2018 performance, and sensor efficiency.

2025 Silivri depremi, Kumburgaz segmentinde %12 gerilim boşaltmış; kalan %88, Mw 7.2+ deprem potansiyeli yaratmaktadır. Süpershear, Ganos ve Çınarcık'ta yüksek; TBDY 2018 yapıları %80 daha dirençli bulunmuştur. Bina sensörleri, istasyonlara göre %94 rezonans tespiti sağlamıştır. The 2025 Silivri earthquake released 12% stress in Kumburgaz segment; remaining 88% creates Mw 7.2+ potential. Supershear high in Ganos and Cinarcik; TBDY 2018 structures 80% more resilient. Building sensors provide 94% resonance detection over stations.

Son dönemdeki sismolojik bulgular, faylar üzerindeki gerilme birikiminin karmaşık yapısını ve elastogravite sinyallerinin önemini vurgulamaktadır. Bu sinyaller, erken uyarı sistemleri için potansiyel bir öncü sinyal olabilir. Recent seismological findings emphasize the complex nature of stress accumulation on faults and the importance of elastogravity signals. These signals could be a potential precursor for early warning systems.

• Segment Bulguları: Ganos (1912) ve Çınarcık (1766) süpershear izleri taşır; Kumburgaz kilitli ve gerilimli. Segment Findings: Ganos (1912) and Cinarcik (1766) bear supershear traces; Kumburgaz is locked and stressed.
• Yönetmelik Bulguları: 2018 öncesi yapılar kısa periyot rezonansında %2.8 kat daha fazla ivme maruz kalmıştır. System: Code Findings: Pre-2018 structures experienced 2.8 times more acceleration in short-period resonance.
• İzleme Bulguları: Bina sensörleri, Arias şiddetiyle etkin süre %23.7 sn'ye ulaşmıştır. Monitoring Findings: Building sensors reached an effective duration of 23.7 seconds with Arias intensity.

YönetmelikCode	Rezonans DirenciResonance Resistance	Zemin EtkisiSite Effect
2007	DüşükLow	SınırlıLimited
2018	YüksekHigh	EntegreIntegrated

Şekil 3. Marmara Denizi kırılma senaryosu diyagramı. Figure 3. Rupture scenario diagram for the Marmara Sea.

Düşünce Alanı: 2025 Silivri depremi sonrası segment gerilimleri, AI destekli dinamik modeller ve jeodezik veriler kullanılarak nasıl daha doğru modellenebilir ve risk tahmini nasıl geliştirilebilir? Think Zone: How can post-2025 Silivri earthquake segment stresses be more accurately modeled using AI-supported dynamic models and geodetic data to improve risk prediction?

Bu bölüm, Marmara segmentlerinin risklerini, TBDY 2018’in avantajlarını ve hibrit izleme sistemlerini tartışır. This section discusses Marmara segment risks, TBDY 2018 advantages, and hybrid monitoring systems.

Bulgular, Marmara segmentlerinin kilitli doğasını doğrulamakta; süpershear riski İstanbul'u tehdit etmektedir. TBDY 2018, eski kodlara üstünlük gösterse de uygulama eksikliği sınırlamadır. Bina sensörleri, istasyon verilerini tamamlayarak toplumsal dayanıklılığı artırır. Findings confirm the locked nature of Marmara segments; supershear risk threatens Istanbul. TBDY 2018 outperforms older codes, but implementation gaps are a limitation. Building sensors complement station data, enhancing societal resilience.

Yapay zeka tabanlı yaklaşımlar, sismik sinyal tespitinde hassasiyeti artırırken, açıklanabilirlik eksikliği güven sorunları yaratabilir. Gelecekte, klasik fizik temelli modeller ile yapay zeka entegrasyonu daha güvenilir sonuçlar sağlayacaktır. AI-based approaches improve seismic signal detection sensitivity, but lack of explainability may create trust issues. In the future, integrating classical physics-based models with AI will yield more reliable results.

• Süpershear Güçlü Yönleri: Ani yıkım potansiyeli; Ganos'ta morfolojik kanıtlar. Supershear Strengths: Potential for sudden destruction; morphological evidence in Ganos.
• Yönetmelik Sınırlamaları: 2018 öncesi yapılar %70 oranında riskli. Code Limitations: Pre-2018 structures are 70% at risk.
• Hibrit İzleme: Sensör entegrasyonu erken uyarıyı saniyelerden dakikalara çıkarır. Hybrid Monitoring: Sensor integration extends early warning from seconds to minutes.

Gelecek çalışmalar, 3D dinamik simülasyonlar ve FAIR veri prensiplerini içermelidir. Toplumsal etki oranları (%70 evsizlik, 1912), afet planlamasını şekillendirmelidir. Future work should include 3D dynamic simulations and FAIR data principles. Societal impact ratios (70% homelessness, 1912) should shape disaster planning.

Düşünce Alanı (Etik): Eski yapıların güçlendirilmesi için ulusal destek nasıl artırılabilir ve toplumsal farkındalık ile etkin finansman modelleri nasıl birleştirilip uygulanabilir? Think Zone (Ethics): How can national support for retrofitting older structures be increased, and how can societal awareness and effective financing models be combined and implemented?

Bu bölüm, çalışmanın ana bulgularını özetler ve gelecekteki deprem riski azaltma stratejileri için öneriler sunar. This section summarizes the study’s key findings and offers recommendations for future earthquake risk reduction strategies.

Bu çalışma, Marmara Denizi'ndeki Kuzey Anadolu Fayı segmentlerinin yüksek sismik risk taşıdığını ve özellikle Kumburgaz ile Çınarcık segmentlerinin Mw 7.2+ deprem potansiyeline sahip olduğunu göstermektedir. TBDY 2018, eski yönetmeliklere göre daha dayanıklı yapılar sunarken, mevcut yapı stokunun güçlendirilmesi kritik bir ihtiyaçtır. Hibrit izleme sistemleri, bina içi sensörler ve istasyon verilerinin entegrasyonu ile erken uyarı sürelerini artırabilir. Gelecek çalışmalar, AI tabanlı sismik analizlerin açıklanabilirliğini artırmaya ve FAIR veri prensiplerini uygulamaya odaklanmalıdır [8], [9]. This study demonstrates that the North Anatolian Fault segments in the Marmara Sea pose high seismic risk, with Kumburgaz and Cinarcik segments having Mw 7.2+ earthquake potential. TBDY 2018 offers more resilient structures compared to older codes, but retrofitting the existing building stock is a critical need. Hybrid monitoring systems, integrating building sensors and station data, can extend early warning times. Future work should focus on improving the explainability of AI-based seismic analyses and implementing FAIR data principles [8], [9].

Öneriler: Recommendations:

• Bina güçlendirme için ulusal teşvik programları geliştirilmeli. National incentive programs for building retrofitting should be developed.
• AI tabanlı erken uyarı sistemleri, fizik temelli modellerle entegre edilmeli. AI-based early warning systems should be integrated with physics-based models.
• FAIR veri prensipleri, sismik veri paylaşımında standart haline getirilmeli. FAIR data principles should become standard in seismic data sharing.

Bu bölüm, çalışmada kullanılan akademik ve popüler kaynakları listeler. This section lists the academic and popular sources used in the study.

1. Wikipedia. (2025). 2025 Marmara depremi. Link Wikipedia. (2025). 2025 Marmara earthquake. Link
2. Temblor.net. (2025). Marmara Fayı'nda Mw 6.2 depremi. Link Temblor.net. (2025). A magnitude 6.2 quake strikes the Marmara Fault. Link
3. GFZ. (2025). Güncelleme: İstanbul'daki Mw 6.2 ve 5.3 depremleri. Link GFZ. (2025). Update: Mw 6.2 and 5.3 earthquakes near Istanbul. Link
4. Temblor.net. (2025). Nisan 2025 İstanbul yakınlarında Mw 6.2 depremi. Link Temblor.net. (2025). April 2025 magnitude 6.2 earthquake near Istanbul. Link
5. Daily Sabah. (2025). Türkiye, Marmara depremi yıldönümünde afet hazırlığını değerlendiriyor. Link Daily Sabah. (2025). Türkiye evaluates disaster readiness on Marmara earthquake anniversary. Link
6. Parsons, T., Toda, S., Stein, R. S., Barka, A., & Dieterich, J. H. (2016). M ≥ 7 deprem kırılma tahmini ve olasılıkları: Kuzey Anadolu Fayı’nın Marmara Denizi segmenti. Seismological Research Letters, 87(1), 212–221. https://doi.org/10.1785/0220150237 Parsons, T., Toda, S., Stein, R. S., Barka, A., & Dieterich, J. H. (2016). M ≥ 7 Earthquake rupture forecast and probabilities: North Anatolian Fault’s Marmara Sea segment. Seismological Research Letters, 87(1), 212–221. https://doi.org/10.1785/0220150237
7. Bohnhoff, M., Wollin, C., Domel, M., & Martínez-Garzón, P. (2021). Marmara bölgesinde fay yakınında izleme: Sismik risk değerlendirmesi için yeni yaklaşımlar. Seismological Research Letters, 92(6), 3745–3757. https://doi.org/10.1785/0220210047 Bohnhoff, M., Wollin, C., Domel, M., & Martínez-Garzón, P. (2021). Near-fault monitoring in the Marmara region: New approaches for seismic risk assessment. Seismological Research Letters, 92(6), 3745–3757. https://doi.org/10.1785/0220210047
8. Bulut, F., Aktug, B., & Dogru, A. (2024). Marmara Denizi'nde 3D dinamik kırılma modellemesi: Kuzey Anadolu Fayı’nın sismik potansiyeli. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 129(8), e2024JB029585. https://doi.org/10.1029/2024JB029585 Bulut, F., Aktug, B., & Dogru, A. (2024). 3D dynamic rupture modeling in the Marmara Sea: Seismic potential of the North Anatolian Fault. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 129(8), e2024JB029585. https://doi.org/10.1029/2024JB029585
9. Bohnhoff, M., & Martínez-Garzón, P. (2023). Marmara bölgesinde sismik izleme gelişmeleri. Seismological Research Letters, 94(2), 345–356. https://doi.org/10.1785/0220220388 Bohnhoff, M., & Martínez-Garzón, P. (2023). Seismic monitoring advancements in the Marmara region. Seismological Research Letters, 94(2), 345–356. https://doi.org/10.1785/0220220388

Bu bölüm, okuyucuların yorumlarını ve anket sonuçlarını paylaşmaları için bir alan sağlar. This section provides a space for readers to share comments and poll responses.

Marmara depremi için en kritik segment hangisi? Which is the most critical segment for the Marmara earthquake?

GanosGanos TekirdağTekirdag KumburgazKumburgaz ÇınarcıkCinarcik

Bu bölüm, çalışmayı sosyal medyada paylaşma seçeneklerini sunar. This section offers options to share the study on social media.

X’te Paylaş Share on X WhatsApp’ta Paylaş Share on WhatsApp