Kinematics of the Kahramanmaraş triple junction and of Cyprus: evidence of shear partitioning

Abstract

Triple junctions involving convergent plate boundaries extend beyond local implications, which is crucial for studying the geology of convergent plate boundary zones. However, kinematic models overlook Cyprus-Anatolia motion due to limited geodetic constraints. Our study area comprises Cyprus, southern Turkey, and the Levant coast, focusing on the Kahramanmara & scedil; triple junction, where a destructive earthquake sequence occurred on February 6, 2023. We present precise positioning data merged with published velocities, constructing an up-to-date velocity field for the interseismic period. Employing two kinematic approaches, we analyze its tectonic implications. In Cyprus, we find the relative motion of Africa (Sinai Plate) and Anatolia is partitioned between convergence in the Cyprus subduction, with a rate of 3.5-6.2 mm/yr, progressively decreasing from west to east and left-lateral transpressive Kyrenia fault, situated along the northern coast of Cyprus, with rate 3.3-4.2 mm/yr. The relative strike-slip motion between Arabia and Anatolia is partitioned between the East Anatolian Fault (slip rates 5.2-6.2 mm/yr) and some secondary faults such as & Ccedil;ardak and Malatya faults (slip rates 2.0-1.7 mm/yr respectively) and causes distributed deformation for a 50-60 km wide region. The largest second invariant strain rate tensors from the continuum kinematic model also coincide with the same region, the East Anatolian shear zone. A shear partitioning system exists around the Kahramanmara & scedil; triple junction, from Cyprus to southeast Turkey. The Levant Fault has a 3.5-4.7 mm/yr left-lateral slip rate, decreasing northward as part of it is transferred to offshore faults. Strain rates appear relatively small in the Taurus range and Adana/Cilicia basin, transitioning from extensional/transtensional to compressional from east to west. La d & eacute;formation associ & eacute;e aux jonctions triples impliquant des plaques convergentes s'& eacute;tend r & eacute;gionalement et influe sur l'activit & eacute; sismique et l'& eacute;volution tectonique des fronti & egrave;res de plaque. Notre & eacute;tude de la jonction triple de Kahramanmara & scedil;-o & ugrave; une s & eacute;quence de tremblements de terre destructeurs s'est produite le 6 f & eacute;vrier 2023-englobe Chypre, le sud de la Turquie et la c & ocirc;te du Levant. Nous fusionnons de nouvelles donn & eacute;es de positionnement GNSS avec les champs de vitesses publi & eacute;es, construisant ainsi un champ de vitesse intersismique incluant Chypre-o & ugrave; les donn & eacute;es disponibles & eacute;taient jusqu'& agrave; pr & eacute;sent tr & egrave;s limit & eacute;es. Ce champ de vitesse est analys & eacute; d'une part avec un mod & egrave;le de blocs & eacute;lastiques et d'autre part avec une m & eacute;thode d'interpolation continue. Nous montrons que le mouvement relatif de l'Afrique (plaque Sina & iuml;) et de l'Anatolie est partitionn & eacute; entre la subduction de Chypre, avec un taux de convergence de 3,5 & agrave; 6,2 mm/an diminuant progressivement d'ouest en est, et la faille transpressive de Kyrenia, situ & eacute; le long de la c & ocirc;te nord de Chypre, avec une vitesse de d & eacute;crochement senestre 3,3 & agrave; 4,2 mm/an. Ce syst & egrave;me de partitionnement se prolonge & agrave; terre o & ugrave; le mouvement de d & eacute;crochement entre l'Arabie et l'Anatolie est r & eacute;parti dans une zone de cisaillement de 50 & agrave; 60 km de large. Dans la zone des s & eacute;ismes du 6 f & eacute;vrier ce mouvement est distribu & eacute; entre la Faille Est Anatolienne (taux de glissement 5,2-6,2 mm/an) et certaines failles secondaires telles que les failles & Ccedil;ardak et Malatya (taux de glissement 2,0-1,7 mm/an). Entre les plaques Arabie et Sina & iuml;, la faille du Levant a un taux de glissement senestre de 3,5 & agrave; 4,7 mm/an, diminuant vers le nord ou une partie de la d & eacute;formation est transf & eacute;r & eacute;e en mer. Il apparait ainsi que le mouvement sur chacune des fronti & egrave;res de plaques formant la jonction triple de Kahramanmara & scedil; est r & eacute;parti sur plusieurs failles. En revanche, les taux de d & eacute;formation sont relativement faibles dans la cha & icirc;ne du Taurus et dans le bassin d'Adana/Cilicie o & ugrave; le style de d & eacute;formation change progressivement d'extensif/transtensif & agrave; l'est & agrave; transpressif & agrave; l'ouest.