DETERMINATION OF POSSIBLE RESPONSES OF RADON-222 AND ATMOSPHERIC TOTAL ELECTRON CONTENT TO EARTHQUAKES: AN ARIMA AND MONTE CARLO SIMULATION

Abstract

Dünyada her yıl artan ölümcül depremlerin sayısı nedeniyle günümüzde deprem tahmin çalışmaları çok önemli hâle gelmiştir. Bu çalışmada, meteorolojik ve manyetik fırtına etkileri göz önünde bulundurularak, Türkiye'de Kuzey Anadolu Fay Zonundaki (KAFZ) bazı depremler ile toprak radon gazı konsantrasyonu ve Toplam Elektron İçeriği (TEC) arasındaki olası ilişkilerin belirlenmesi için çalışıldı. Rn-222 gaz konsantrasyonlarını simüle etmek için, aynı zamanda meteorolojik ve manyetik etkileri de hesaba katan bir ARIMA ve Monte Carlo Simülasyonu elde etmek, bu alanda oldukça orijinal ve yenilikçi bir fikirdir. Çalışma alanında gözlem süresi boyunca, sadece nispeten küçük ve orta büyüklükte depremler meydana geldi. İncelemeler sonucunda, her bir parametre ve deprem arasındaki ilişkiler belirlendi. Radon (Rn-222) gazı anomalisi ile mikro-sismik aktivite arasında anlamlı bir ilişki gözlemlendi. Radon gazı anomalileri üzerindeki en büyük etki sismik faaliyetlerdir. Diğer taraftan, meteorolojik etkiler küçük bir rol oynar. İyonosferde, jeomanyetik aktivitenin TEC dağılımı üzerinde birincil derece uzun süreli bir etkisi vardır, ancak mikro-sismik olaylardan kaynaklanan dağılım daha az etkiye sahiptir. ARIMA ve MCS'lerin toprak radon gazı için önerilen simülasyon modeli, mikro-sismik aktivite ile ilgili anomalileri tespit etmek için önemli bir sonuçlara sahiptir.

Earthquake prediction studies have become very important today due to the increasing number of fatal earthquakes in the world every year. In this study, considering the meteorological and magnetic storm effects were studied to determine the possible relationship between some Earthquakes in the North Anatolian Fault Zone, Turkiye, soil gas Rn concentration and Total Electron Content (TEC). Obtaining an ARIMA and Monte Carlo Simulation to simulate Rn-222 gas concentrations, which also takes into account meteorological and magnetic effects, is a highly original and innovative idea in this field. During the observation period in the study area, only relatively small and medium earthquakes occurred. As a result of the investigations, the relationships between each parameter and earthquake were determined. A significant relationship was observed between Radon (Rn-222) gas anomaly and micro-seismic activity. The greatest impact on radon gas anomalies is seismic activities. On the other hand, meteorological effects play a minor role. In the ionosphere, geomagnetic activity has a primary long-term effect on TEC dispersion, but dispersion from micro-seismic events has less effect. The proposed simulation model of ARIMA and MCS for ground radon gas has important implications for detecting anomalies related to micro-seismic activity.