Research Information System
74. Jeoloji Kurultayı, Ankara, Turkey, 11 - 15 April 2022, pp.345, (Summary Text)
Hasandağı is a double-peaked volcanic system rising inside the earlier caldera systems. At the southern corner of the Central Anatolian Volcanic Province, 30 km distance from Aksaray city, the volcano rises from the surrounding plain at an altitude of ~2100 meters. The volcano is known to have Holocene activities. There are hot vapor vents close to the summit on the western slope of Büyük Hasandağı, and their existence has been known for a long time. The highest temperature value we measured in those vents is ~70 °C, and the CO2 values measured in the pulsing steam can exceed 100.000 ppm. Along with the field studies carried out since 2017, the monitoring possibilities of this fumarole area have been tested using thermal remote sensing methods. Using thermal satellite images with different temporal and spatial resolutions, and airborne and ground-based thermal imagery, the observation capabilities were investigated. The daily surface temperature was analyzed for a period of 18 years using MODIS nighttime imagery. Long-term data is statistically decomposed into seasonal, trend, and residual components using the Time Series Decomposition method. The trend component was used to analyze the summit thermal anomalies in comparison with the meteorological data. The ASTER instrument is capable of detecting thermal anomalies with a higher spatial resolution. Surface temperature, surface temperature anomaly, and together with the upper air meteorological data, relative radiative heat-flux calculations were made using ASTER Thermal Infrared data. For the 18-year analysis period, 56 ASTER nighttime images were analyzed. To map the fumarole zone, high-resolution ground-based and airborne thermal radiometric images were acquired and thermal mosaic images were created. Thermal mosaic images were draped over the stereophotogrammetric model of the Büyük Hasandağı summit region and co-interpreted with structural features. Reference thermal values for further studies on the thermal observation of the fumarole area in the summit region have been determined by the analyzes carried out using high temporal and spatial resolution thermal datasets. Surface temperature fluctuations on the Hasandağı summit region are consistent with the meteorological data observed in the surrounding plain. The general trend values obtained for global warming are in good correlation with the values obtained for Anatolia. The anomaly in the summit region was observed more clearly in the ASTER thermal imagery yet, heat-flux values higher than the values we observed on other volcanoes in Turkey and the surrounding region was not recorded. The vapor vents in the fumarole zone were mapped using aerial and ground thermal imagery and by field studies. The structural relationship between the vents and the structural features was revealed. It is thought that a ground-based monitoring station equipped with a high-resolution thermal camera could be used efficiently for the monitoring of the fumarole zone. Keywords: Aster, flir, mount Hasan, modis, thermal infrared
Hasandağı, önceki kaldera sistemlerinin içinden yükselen çift zirveli bir volkanik sistemdir. İç Anadolu Volkanik Provensi’nin güneyinde, Aksaray’a 30 km mesafedeki volkan, kendisini çevreleyen ovadan yaklaşık 2100 metre irtifa ile yükselir. Volkanın Holosen faaliyetleri olduğu bilinmektedir. Büyük Hasandağı’nın batı yamacında zirveye yakın bölgede varlığı uzun zamandır bilinen sıcak buhar bacaları yer almaktadır. Bu bacalarda tarafımızca ölçülen en yüksek sıcaklık değeri ~70 °C’dir ve atışlar halinde çıkan buhar içinde ölçülen CO2 değerleri de 100.000 ppm’in üzerine çıkabilmektedir. Bu sıcak fümerol alanı 2017 yılından beri yürütülen arazi gözlemleri ve ölçümler ile birlikte incelenmiş ve termal uzaktan algılama yöntemleri ile gözlem olasılıkları test edilmiştir. Bu kapsamda farklı zamansal ve uzamsal çözünürlüğe sahip termal uydu görüntüleri ile beraber havadan ve yerden termal kamera ile gözlem olasılıkları araştırılmıştır. MODIS gece görüntüleri (MOD11A1, 1 km/piksel) kullanılarak günlük yüzey sıcaklığı 18 yıllık bir süreç boyunca yüksek zamansal çözünürlükle analiz edilmiştir. Zaman Serilerinde Ayrıştırma yöntemi ile uzun süreli veri, istatistiksel olarak mevsimsel, eğilim ve artakalan bileşenlerine ayrılmıştır. Eğilim bileşeni meteorolojik veri ile kıyaslanarak zirve bölgesindeki termal anomalilerin analizi için kullanılmıştır. ASTER sensörü daha yüksek uzamsal (90 m/piksel) çözünürlüğü ile termal anomalileri tespit kapasitesine sahiptir. ASTER L1B Termal Kızılötesi verisinden yüzey sıcaklığı, yüzey sıcaklığı anomalisi ve yüksek hava meteorolojik verisi ile birlikte, ışıyan bağıl ısı akısı hesaplamaları yapılmıştır. 18 yıllık analiz süreci için 56 adet ASTER gece uygu görüntüsü analiz edilmiştir. Söz konusu fümerol bölgesini yüksek çözünürlükte haritalamak ve termal gözlem kabiliyetini incelemek için yerden ve havadan dron ile yüksek çözünürlüklü termal radyometrik görüntüler alınmış ve termal mozaik görüntüler oluşturulmuştur. Oluşturulan termal mozaik görüntüler (4,8 cm/piksel), Büyük Hasandağı zirve bölgesinin stereo-fotogrametrik modeli üzerinde yapısal unsurlarla beraber yorumlanmıştır. Zirve bölgesindeki fümerol alanının termal gözlemi için yüksek zamansal ve uzamsal çözünürlüklü termal görüntü setleri ile yapılan analizler ile sonraki çalışmalara temel oluşturacak referans termal değerler belirlenmiştir. MODIS görüntüleri ile incelenen uzun dönemli yüzey sıcaklığı değişimlerinin volkanik kökenli bir girdiyi içerip içermediğini irdelemek amacıyla elde edilen sonuç, ovada kaydedilen meteorolojik sıcaklık verisi ile aynı yöntemle kıyaslanmıştır, her iki veri setinin uyumlu olduğu görülmüştür. Küresel ısınmaya dair elde edilen genel eğilim değerleri, Anadolu için elde edilen ısınma değerleri ile uyum arz etmektedir. ASTER termal görüntülerinde zirve bölgesindeki anomali daha net gözlenmiş (maksimum +4 °C), lakin Türkiye'de ve çevresindeki volkanlarda gözlediğimiz değerlerden yüksek bir ısı akısı kaydedilmemiştir. Havadan ve yerden termal kamera ile alınan görüntüler ve arazi çalışmaları ile bölgedeki bacalar haritalanmış, bacaların yapısal unsurlarla ilişkisi ortaya konmuştur. Yüksek çözünürlüklü termal gözlem kapasitesine sahip yersel bir gözlem istasyonunun fümerol alanının sıcaklık takibinde verimli olarak kullanılabileceği düşünülmektedir. Bu çalışma Tübitak tarafından desteklenmiştir (Tübitak P.No:116Y167). Anahtar Kelimeler: Aster, flir, Hasan dağı, modis, termal kızılötesi