THE SHALLOW SEISMIC INVESTIGATION IN THE IZMIT BAY, TURKEY 

B. Pekcetinoz, E. Ozel, M. Duman, M. Avci, A. Ulug*

Institute of Marine Sciences and Technology, Inciralti, 35340, Izmir, Turkey

Abstract

The North Anatolian Fault System plays a significant role on the neotectonic structure of Anatolian. The system causes changes on the

morphology of the Anatolia as well as intensive earthquakes with large magnitude during these movements. The shallow seismic

investigation was done in Izmit Bay in 1994 and the high resolution seismic cross-sections were obtained on the same profiles following

17 August 1999 Kocaeli earthquake for obtaining tectonic differences. According to the seismic evaluation, new broken fragment enters

from the eastern end of the Bay and passes along the southern Coastline of Izmit Bay end terminate around Karamürsel area on the sea.

Key words: Kocaeli earthquake, shallow seismic, neotectonic, Izmit Bay, North Anatolian Fault

Rapp. Comm. int. Mer Médit., 37,2004

64

Introduction

The northern branch of the NAF system which starts from Erzincan

Karliova at east passes through the Marmara Sea at west and ends at

the Aegean Sea. The north Anatolian Fault has a right lateral strike-

slip fault activity (1; 2; 3). This situation was caused by pushing of the

Anatolian block to the west route by the Arabic plates. However, the

Avrasian plate blocks this westward, furthermore, forces this move-

ment to slide towards south-west contributing affection of the earth at

the north-south expansion today (2; 4; 5 ). 

This southwestward route of the fault system caused branching of

the north Anatolian Fault starting from Sapanca. The northern strand

passes the Izmit Bay and the Marmara Sea and then finally enters into

the Aegean Sea from Saros Bay. Therefore, the Izmit Bay is affected

both by the transform movement to the West and the expansion

tectonism.

Following the earthquake of August 17, 1999 broken segment of

NAF was developed in the Izmit Bay. It continues with a line route

starting from the eastern of the Bay (Fig. 1).

Material and methods

After the Kocaeli 1999 earthquake, the shallow seismic

investigations were repeated on the very same seismic profiles satel-

lite navigation system was used for positioning Tectonic changing has

been observed by comparing the both seismic studies.

During both of shallow seismic studies (1994-1999), 0.65 lt of air

gun were used as an energy source and 1 sec. were chosen as a record

time on profiles (Fig. 2). A single-channel streamer with 10 elements

was used as a receiver. Thermal analogue recorder was used for hard

copies and the analogue data were stored on the magnetic band. 

Results and discussion

According to this study, these findings are determined as below :

a)The Sapanca-Karamursel segment which was ruptured at

Kocaeli 1999 Earthquake between Karamursel and Ulasli.

b) The new segments of the north Anatolian Fault partly pass

through the south shoreline of the Izmit Bay, therefore, this

phenomena caused opening and expanding the south route of the Bay. 

c)If it is considered that the fault segment movement still continues

west word at the Karamursel and Cinarcik basins, there is a new

earthquake risk between Karamursel and Yalova. 

d)It can be considered that the pull-apart structures at the surface

and their basins were developed as negative ?ower structures which

were formed by the deep strike slip fault. Since there is no deep

seismic records available yet, it is difficult to correlate these

phenomena. 

References

1-Canitez N., and Üçer B., 1967. Computer determinations for the fault

plane solutions in and near Anatolia. Tectonophysics,4: 235-244.

2-McKenzie D.P., 1972. Active tectonics of the Mediterranean Region.

Geophys. J. R. Astron. Soc., 30: 109-185.

3-Barka A.A., and Kadinsky-Cade K.,1998. Strike-slip fault geometry in

Turkey and its in?uence on earthquake activity. Tectonics,7:663-684.

4-Ketin I., 1948. Uber die tektonisch-mechanischen Folgerungen aus den

grossen Anatolischen Erdbeden des letzten Dezenniums. Geol. Rundsch.,

36: 77-83.

5-Sengör A.M.C., 1972. The north Anatolian transform fault: its age,

offset and tectonic significance, J. Geol. Soc., 136: 269-282.