Estimating submarine groundwater discharge in the cilician basin by radioactive isotope tracers and hydrodynamic modeling
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Deniz Bilimleri Enstitüsü, OŞİNOGRAFİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: BURAK KUYUMCU
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Ekin Akoğlu
Eş Danışman: Korhan Özkan
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Kuzeydoğu Levant Denizi'nin oligotrofik yapısına rağmen, kıyı bölgelerinde sürekli artmakta olan endüstriyel ve tarımsal faaliyetler ciddi bir ötrofikasyon riski oluşturmaktadır. Etkili bir ekosistem yönetimine sahip olmak için kıyısal su ve besin girdilerinin belirlenmesi ve değerlendirilmesi acil bir gerekliliktir. Bu çalışmada, 228-Radyum kütle dengesi yaklaşımı ve sayısal modelleme kullanılarak, Kilikya Havzası'na denizaltı su çıkışları ve buna bağlı besin tuzu akışları ilk kez tahmin edilmiştir. Deniz suyu (207 adet), nehirler (28 adet) ve yeraltısularından (33 adet) besin tuzu ve Radyum örnekleri elde etmek amacıyla, 2022 yılında iki (Mart 2022 & Eylül 2022) havza örnekleme çalışmasına ek olarak, iki de (Nisan 2022 & Eylül 2022) basen çapında deniz araştırma seferi gerçekleştirilmişir. Gama spektrometrisi ile ölçülen 228-Radyum girdi ve çıktıları belirlenerek bir kutu model oluşturulmuştur. Besin tuzu yükleri, tahmini akıların yeraltı suyu numunelerindeki besin tuzu konsantrasyonlarının medyanları ile entegre edilmesiyle belirlenmiştir. Ayrıca, kütle dengesi denkleminde açık deniz su değişimi hesaplarında kullanılmak üzere, havzanın su ikamet süresini tahmin etmek için bir Lagrangian parçacık izleme modeli kullanılmıştır. Modelin sonucu, özellikle 0-150 m derinlikteki yüzey tabakası için, ikamet süresinde önemli mevsimsel ve yıllar arası değişkenlik olduğunu göstermiştir. En yüksek varyasyon, yüzey tabakası için sırasıyla 24 ve 74 gün ile 2019 yılının yağışlı ve kurak mevsimi arasında bulunmuştur. Gama spektrometri sonuçları, ıslak mevsim için Kilikya Baseni'nde tanımlanan kutuda yaklaşık 24.97 x 10^13 dpm 228-Radyum envanteri olduğunu göstermiş, İskenderun Körfezi envanteri ise 5.57 x 10^12 dpm olarak hesaplanmıştır. Havzada, özellikle İskenderun Körfezi'nde ve batı sınırına yakın bölgelerde önemli ölçüde 228-Radyum zenginleşmesi gözlemlenmiştir. Kütle dengesi, denizaltı su çıkışlarının, toplam yıllık nehir deşarjının yaklaşık 13 km³ olan Kilikya Baseni su bütçesine yılda en az 121 km³ katkıda bulunabileceğini ortaya koymuştur. Hem literatür verileri hem de bu çalışmada ölçülen yeraltı suyu aktiviteleri kullanılarak geniş aralıklı yeraltı suyu uç 228-Radyum aktivite aralığı belirlenmiştir. En korunumlu denizaltı su çıkışı miktarı için en yüksek yeraltı suyu uç aktivitesi ve maksimum deşarj tahminlerini hesaplamak için en düşük aktivite kullanılmıştır. Buna bağlı olarak, en korunumlu senaryo için, denizaltı suyu çıkışı ile ilişkili besin tuzu yükleri PO4-P, DIN-N ve SiO4-Si için sırasıyla 0.27, 37.73, ve 50.92 kT/yıl olarak tahmin edilmiştir. Her nehir için bir ıslak mevsim ve bir kuru mevsim numunesi ile hesaplanan nehir besin yükleri ile karşılaştırma, korunumlu bir yaklaşımla tahmin edilen denizaltı suyu çıkışlarının, nehir kaynaklı P-PO4, DIN-N ve SiO4-Si besin tuzlarının sırasıyla en az %66, %106 ve %96'sına karşılık gelebileceği göstermiştir. Ayrıca, yeraltı suyu için bulunan toplam inorganik azotun fosfata oranının 139 olması, bunun bölgedeki ciddi fosfor sınırlamasına katkıda bulunan bir faktör olabileceğini öne sürmektedir. Bu nedenle, denizaltı su çıkışlarının fitoplankton topluluklarının yapısını ve trofik seviyeler arasındaki etkileşimi değiştirerek birincil üretim üzerinde etkisi olabilir. Bu çalışma, zamansal değişimlere ve tuzlu yeraltı suyu örneklenmemesi sebebiyle kabul edilen geniş yeraltı suyu uç aktivite aralığına rağmen, denizaltı suyu çıkışlarının Kilikya Baseni'nin su ve besin tuzu bütçelerinde temel bir role sahip olabileceği vurgulamıştır. Su ikamet süresi ve besin tuzu konsantrasyonlarındaki değişiklikler nedeniyle önemli dalgalanmalar meydana gelebileceğinden, denizaltı su çıkışlarının mekansal-zamansal değişimleri ve birincil üretim üzerindeki potansiyel etkilerini daha iyi anlamak için daha fazla araştırmaya ihtiyaç vardır.