Coastal eutrophication and hypoxia under focus: Redox dependent benthic nutrient fluxes across sea boundaries in the Northeastern Mediterranean and Marmara sea
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Deniz Bilimleri Enstitüsü, Deniz Bilim (Osinografi) Anabilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: İSMAİL AKÇAY
Danışman: Mustafa Yücel
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Deniz sedimanı biyojeokimyasal özellikleri oksijensizleşme ve ötrofikasyon sonucu oluşan aşırı organik karbon üretimi ile yakından ilişkilidir. Ötrofik koşulların geliştiği denizel ortamlarda besin tuzları biyojeokimyası oksijen değerleri ve metal rekods döngülerine bağlıdır ve genellikle dip sularda oksijen seviyesi düştükçe sedimandan dip sulara besin tuzu ve metal girişi olmaktadır. Bu tez çalışması ile Türkiye denizlerinde ilk defa biyojeokimyasal süreçler ve geri bildirim mekanizmaları ortaya konmuştur. Farklı biyojeokimyasal özelliklere sahip Kuzeydoğu Akdeniz ve Marmara Denizi'nde gözenek suyu ve sediman biyojeokimyası Mart 2018 ve Temmuz 2019 dönemi arasında incelenmiştir. Elde edilen sediman karot örneklerinde gözenek suyu besin tuzu akıları hesaplanmıştır. Elde edilen sonuçlara, göre verimsiz ve oksik özellikle Kuzeydoğu Akdeniz'de sediman gözenek suyu besin tuzu akılarının toplam besin tuzu akılarına önemli ölçüde katkı sağladığı belirlenmiştir; toplam besin tuzu akılarının fosfat akıları %5.8, nitrat akıları %12, amonyak akıları %19 ve reaktif silikat akıları %22'sini oluşturmuştur. Marmara Denizi'nde elde edilen sonuçlara göre, nitrat, sülfat ve hidrojen sülfür profilleri organik madde degradasyonun sediman tabakasının ilk 20-30 cm'de oksik respirasyon, denitrifikasyon ve sülfat indirgenmesi ile oluştuğunu göstermiştir. Güney Marmara Denizi'nde ise sediman üst tabakada sadece oksik respirasyonla sınırlı kaldığı görülmüştür. Ayrıca, özellikle İzmit Körfezi'nde, sediman gözenek suyu sülfat, hidrojen sülfür ve majör elementlerin derinlik profilleri, oksijensiz metan oksidasyonu (AOM), karbonat presipitasyonu, demir-oksit indirgenmesi, demir-sülfür presipitasyonu ve düşük sıcaklıkta gerçekleşen silikat diyajenezi gibi birçok biyojeokimyasal ve erken diyajenetik süreçlerin gerçekleştiğini göstermiştir. Bu çalışmada ayrıca sedimanda fosfor biyojeokimyası Kuzeydoğu Akdeniz, Marmara ve Karadeniz'de çalışılmış ve sedimandan mobilize olan fosfor miktarları belirlenmiştir. Gözenek suyu besin tuzu değerleri ve sediman biyojeokimyasal özellikleri Kuzeydoğu Akdeniz, Marmara Denizi ve Karadeniz'de dikkate değer alansal değişim göstermiştir. En yüksek gözenek suyu fosfat, amonyak ve reaktif silikat, sediman organik karbon, organik azot, organik fosfor ve toplam fosfor değerleri suboksik özellikte Marmara Denizi'nde ve Karadeniz'in suboksik ve anoksik özellik gösteren alanlarında ölçülmüştür. Sediman karot örneklerinde elde edilen toplam fosfor profilleri derinlikle azalan bir eğilim göstermiştir ve bu durum sedimandan dip sulara fosfor mobilizasyonunun olduğunu göstermiştir. Sedimandan dip sulara mobilize olan fosfor değerleri 0.023 ve 0.148 mol/m2 arasında değişim göstermiştir ve en düşük değerler dip suları oksik özellik gösteren alanlarda hesaplanmıştır. Kuzeydoğu Akdeniz'de ve Marmara Denizi'nde besin tuzu akıları ve dip su çözünmüş oksijen değerlerinin korelasyonuna bakıldığında bentik besin tuzu dinamiklerinin redoks durumuna bağlı olduğu görülmüştür. Dip su çözünmüş oksijen değerleri azaldıkça sedimandan dip sulara yüksek miktarlarda fosfat, amonyak ve reaktif silikat girdisi olmaktadır. Kuzeydoğu Akdeniz ve oksijensizleşmenin görüldüğü Marmara Denizi'nin ekosistem sağlığının korunması ve İyi Çevresel Durum (İÇD) özelliklerine ulaşması açısından bentik besin tuzu akıları ve organik madde jeokimyasal özelliklerinin belirlenmesi kritik öneme sahiptir. Anahtar Kelimeler: Bentik besin tuzu akıları, Sediman, Biyojeokimya, Kuzeydoğu Akdeniz, Marmara Denizi