Doğu akdeniz'de okyanus asitlenmesi ve antropojenik karbon ve asitlenmenin deniz organizmalarına etkileri
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Deniz Bilimleri Enstitüsü, Deniz Bilim (Osinografi) Anabilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: EMEL KOCAMAN
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Koray Özhan
Eş Danışman: Valeria Ibello
Özet:Okyanus asitlenmesi (OA), atmosferik karbondioksit (CO₂) seviyelerinin artışıyla tetiklenen ve okyanuslarımızı etkileyen kritik bir sorundur. Doğu Akdeniz (Eastern Mediterranean Sea - EMS), Levantin Ara Tabaka Suyu (Levantine Intermediate Water - LIW) oluşumundaki önemli rolüne, tamponlama kapasitesindeki farklılıklarına ve devam eden okyanus asitlenmesi süreçlerine rağmen, karbonat sistemi ve OA etkileri açısından yeterince araştırılmamıştır. Bu çalışma, Doğu Akdeniz'in kuzeydoğu Levant Baseni'nde karbonat sistemine yönelik ilk kapsamlı mekânsal ve zamansal değerlendirmeyi sunarak, Toplam Alkalinite (Total Alkalinity - TA), Çözünmüş İnorganik Karbon (Dissolved Inorganic Carbon - DIC) ve Antropojenik Karbon (CANT) için önemli referans verileri sağlamaktadır. Çalışma kapsamında ölçülen ortalama TA değeri 2622,11 μmol/kg olup, yaz aylarında yüzey sularında, yüzeydeki tuzluluk maksimumuna neden olan güçlü buharlaşma ile birlikte, daha yüksek bulunmuştur. Ayrıca, TA'nın derinlikle azaldığı belirgin bir dikey gradyan gözlemlenmiştir. Sıcak ve kuru meteorolojik koşullar, artan tuzluluk ve TA seviyelerine etki ederek su kolonunda mevsimsel ve dikey farklılıklara yol açmaktadır. Ortalama DIC değeri 2291,23 μmol/kg olarak hesaplanmıştır. TA'dan farklı olarak, yüzey sularındaki DIC değerleri kış aylarında yaz aylarına kıyasla daha yüksek bulunmuştur. Kış aylarında DIC'in artışı, termodinamik denge ve yüzey sularındaki dikey karışımla ilişkilendirilmiştir. Bu çalışma ayrıca, derin katmanlara sızan antropojenik karbon (CANT) varlığını da araştırmıştır. Ortalama CANT konsantrasyonu 52,07 μmol/kg olarak hesaplanmış ve su kolonu boyunca önemli ölçüde azaldığı belirlenmiştir. Bu bulgular, insan faaliyetlerinin Akdeniz'in ara ve derin katmanları üzerindeki devam eden etkisini doğrulamaktadır. Geçmişteki karbonat sistemi dinamiklerini yeniden yapılandırmak amacıyla, TA ve DIC'in tuzluluk (S) ve sıcaklık (T) ile ilişkileri belirlenmiştir. Orta Doğu Teknik Üniversitesi - Deniz Bilimleri Enstitüsü (METU-IMS) Erdemli Zaman Serisi (ETS) istasyonlarından on yıl boyunca aylık olarak toplanan uzun vadeli veriler analiz edilerek, TA, DIC, pH üzerindeki mevsimsel ve zamansal değişimler ortaya konmuştur. Kıyı istasyonu, yerel çevresel değişimlere duyarlılığını yansıtan belirgin eğilimler gösterdi. Buna karşılık, açık deniz istasyonu minimum değişkenlik sergileyerek mevsimsel ve uzun vadeli dalgalanmalara karşı daha büyük bir istikrar gösterdi. Bu sonuçlar, kıyı sularının karbonat sistemi değişikliklerine karşı daha hassas olduğunu, açık deniz sularının ise daha istikrarlı kaldığını vurgulamaktadır. Karbonat kimyasının ve asitlenme seviyelerinin anlaşılması, deniz ekosistemleri üzerindeki etkilerin değerlendirilmesi açısından kritik öneme sahiptir. Karbonat kimyasının karakterizasyonuna ek olarak, bu çalışma OA'nın Akdeniz ekosisteminin iki temel organizması olan fitoplanktonlar ve midyeler üzerindeki biyolojik etkilerini de araştırmaktadır. Bu çalışma, asidifikasyonun kalsifiye organizmalar üzerindeki etkilerini, ana deniz ürünleri türleri üzerindeki uzun vadeli etkilerinin anlaşılmasına yönelik küresel bir program çerçevesinde ve adaptasyon stratejilerini keşfetmek amacıyla yapılan bir araştırmayla daha da derinlemesine incelemiştir. Çalışmada, OA'nın deniz kalsifiyelerinden, özellikle Akdeniz midyesi (Mytilus galloprovincialis) üzerindeki uzun vadeli (6 ay süren deney) fizyolojik etkilerine odaklanılmıştır. Mytilus galloprovincialis, Türkiye'de bol miktarda bulunan ve en çok tüketilen balık dışı deniz türlerinden biridir. Sonuçlar, OA'nın midye sağlığı ve hayatta kalma oranları üzerinde önemli bir tehdit oluşturduğunu göstermektedir. Azalan pH seviyeleri, hayatta kalma oranlarını olumsuz etkilerken, temizleme hızı, kondisyon endeksi, solunum ve bir radyoizotop olan 210Po'nun dağılımı gibi diğer fizyolojik parametrelerde önemli bir değişim gözlemlenmemiştir. Ancak, lipid içeriği ve bağışıklık yanıtı etkilenmiştir. Oksijen tüketimi, özellikle düşük pH seviyelerinde zamanla azalmıştır. Bu çalışma, OA'nın ticari açıdan önemli olan midye türünün uygunluğuna potansiyel riskler sunduğunu vurgulamaktadır ve gelecekte OA'nın bu ana deniz ürünü türünü ve bağlı ekosistemleri etkileyeceğini önermektedir. Oluşturulan temel veriler gelecekteki izlemeler için kritik öneme sahip olup, deniz organizmalarının ve ekosistemlerinin devam eden OA'ya karşı savunmasızlığına dair değerli bilgiler sağlıyor. Bu tez, kimyasal, biyolojik ve ekolojik perspektifleri birleştirerek EMS'deki OA'nın kapsamlı bir değerlendirmesini sunar. Karbonat sistemi değişkenleri için temel verileri oluşturur ve tuzluluk, sıcaklık ve karıştırma süreçlerinden etkilenen belirgin mekansal ve zamansal değişimleri ortaya çıkarır. Bu çalışma, karbonat kimyasındaki değişiklikleri birincil üreticilerdeki ve ticari açıdan hayati önem taşıyan bir kabuklu deniz hayvanı türündeki fizyolojik tepkilerle ilişkilendirerek, EMS'de OA'nın ekolojik ve ekonomik etkilerini vurgulamaktadır. Bulgular, deniz ekosistemlerini ve ticari açıdan önemli türleri korumak için sürekli araştırma ve azaltma çabalarına olan ihtiyacı vurgulamaktadır. Bu bütünleşik yaklaşım, devam eden OA'ya karşı deniz organizmalarının ve ekosistemlerinin duyarlılığı hakkında değerli bilgiler sunarak, bu araştırmanın Akdeniz açısından önemini vurgulamaktadır.