Στοιχεία επιβλεπόντων καθηγητών:
Τριανταφύλλου Μαρία, Καθηγήτρια, Τμήμα Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος, ΕΚΠΑ
Περίληψη:
Στην παρούσα μεταπτυχιακή διατριβή μελετήθηκε η εξαγόμενη παραγωγικότητα των κοκκολιθοφόρων της ΒΑ Μεσογείου και έγινε σύγκριση των ροών από δείγματα ιζηματοπαγίδων. Η εξαγόμενη παραγωγικότητα των κοκκολιθοφόρων μελετήθηκε σε δείγματα ιζηματοπαγίδων που συλλέχθηκαν κατά τη διάρκεια διαφόρων χρονικών διαστημάτων από τρεις περιοχές της Ανατολικής Μεσογείου: το μεσοτροφικό Βόρειο Αιγαίο (λεκάνη Άθου) σε βάθος 500m από την επιφάνεια της θάλασσας κατά το διάστημα Ιούνιος 2011-Νοέμβριος 2015, το υπερ-ολιγοτροφικό Νότιο Αιγαίο / Κρητικό Πέλαγος σε βάθος 1500m στο διάστημα Φεβρουάριος 2001-Ιανουάριος 2002, Ιανουάριος 2015 -Δεκέμβριος 2015) και το ολιγοτροφικό ΝΑ Ιόνιο Πέλαγος σε βάθος 2000m στο διάστημα Ιανουάριος 2010-Σεπτέμβριος 2015. Τα δεδομένα συγκρίθηκαν προκειμένου να καθοριστεί η χωρική και εποχική μεταβλητότητα στη σύνθεση των συναθροίσεων των κοκκολιθοφόρων και στις ροές των κοκκοσφαιρών σε διαφορετικά βάθη. Με την παρούσα μελέτη αντικατοπτρίζεται στην εξαγόμενη παραγωγικότητα των κοκκολιθοφόρων το πλαίσιο της βιογενούς ιζηματογένεσης στην υδάτινη στήλη.
Κατά τη διάρκεια του Δεκεμβρίου 2014-Δεκεμβρίου 2015, οι ροές των κοκκολιθοφόρων αποκαλύπτουν έντονη εποχικότητα, με μέγιστες τιμές να καταγράφονται από τον Φεβρουάριο έως τον Μάρτιο (Ν. Αιγαίο Πέλαγος: μέγιστο 8,56 x 106 coccospheres m-2 day-1, Ιόνιο Πέλαγος: μέγιστο 0,81 x 106 coccospheres m-2 day-1 και Κρητικό Πέλαγος: μέγιστο 3.37 x 106 coccospheres m-2 day-1). Τα μέγιστα ροής συνέβησαν κατά τη φάση της ανάμιξης της υδάτινης στήλης και συμπίπτουν με το διάστημα παρουσίας μειωμένων θερμοκρασιών της επιφάνειας της θάλασσας. Η ροή των κοκκοσφαιρών κυριαρχείται από το είδος Emiliania huxleyi (75% κατά μέσο όρο στο Βόρειο Αιγαίο, με μέσο όρο ελαφρώς πάνω από 50% στο Κρητικό και στο Ιόνιo πέλαγος), ακολουθούμενα από τα είδη Syracosphaera spp. (14% κατά μέσο όρο στο Βόρειο Αιγαίο, ~ 10% κατά μέσο όρο στο Κρητικό και στο Ιόνιο Πέλαγος) και το είδος Algirosphaera robusta (έως 14% κατά μέσο όρο στο Ιόνιο Πέλαγος, πάνω από 45% τον Φεβρουάριο του 2015). Το είδος Umbilicosphaera sibogae είναι το σημαντικότερο από τα είδη με μικρότερες εμφανίσεις, ιδιαίτερα στο Κρητικό Πέλαγος (13% κατά μέσο όρο, μέγιστη ροή 1,01 x 106 coccospheres m-2 day-1 το Μάρτιο του 2015).
Όπως παρατηρείται, η συνολική ροή των κοκκοσφαιρών στο Β. Αιγαίο είναι σημαντικά υψηλότερη, λόγω της ιδιαίτερα υψηλής εποχικής αύξησης του είδους Ε. huxleyi (> 95% της συνάθροισης των κοκκολιθοφόρων τον Ιανουάριο του 2015, μέγιστη ροή Ε. huxleyi: 7,92 x 106 coccospheres m-2 day-1). Ένα παρόμοιο εποχιακό σήμα στις ροές των κοκκοσφαιρών παρατηρήθηκε επίσης σε προηγούμενες δειγματοληπτικές χρονοσειρές στις ίδιες θέσεις. Ωστόσο, παρατηρείται τάση αύξησης των ροών των κοκκοσφαιρών κατά τη διάρκεια των τελευταίων ετών στο Κρητικό Πέλαγος (μέγιστο 0,4 x 106 coccospheres m-2 day-1 το 2001) και το Β. Αιγαίο (μέγιστο 0,29 x 106 coccospheres m-2 day-1 το 2011). Συνολικά, οι ροές εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από τον εμπλουτισμό της υδάτινης στήλης σε θρεπτικές ουσίες λόγω της κάθετης ανάμειξης των υδάτων το χειμώνα στο Βόρειο Αιγαίο και / ή τη επίδραση των επεισοδίων εισόδου Αφρικανικής σκόνης στο Νότιο Αιγαίο και στο Ιόνιο Πέλαγος, γεγονός που αυξάνει τα θρεπτικά συστατικά σε αυτές τις ολιγοτροφικές περιοχές, όπως αποδεικνύεται από τις ροές λιθογενετικού υλικού και θρεπτικών ουσιών.
Μια συγκριτική μελέτη σχετικά με τη μορφολογία και το βαθμό ασβεστοποίησης των κοκκόλιθων του είδους E. huxleyi πραγματοποιήθηκε μέσω εικόνων που φωτογραφήθηκαν σε ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης (SEM) από δείγματα ιζηματοπαγίδων του ΝΑ Ιονίου και Κρητικού πελάγους, αποκαλύπτοντας υψηλότερες τιμές σχετικού πλάτους των κρυσταλλικών στοιχείων της κεντρικής περιοχής (~ 0,3 στο Κρητικό Πέλαγος, > 0,35 στο Ιόνιο) κατά τη διάρκεια των περιόδων αυξημένης παραγωγικότητας των κοκκολιθοφόρων. Πολλές δειγματοληψίες από τη στήλη νερού του Αιγαίου έχουν ήδη δείξει ότι το είδος E. huxleyi έχει ελαφρώς μεγαλύτερα και σημαντικά πιο ασβεστοποιημένους κοκκόλιθους το χειμώνα και νωρίς την άνοιξη, διάστημα κατά το οποίο καταγράφονται χαμηλότερες θερμοκρασίες και υψηλότερη παραγωγικότητα σε σχέση με την περίοδο του καλοκαιριού. Τα δεδομένα που προέκυψαν από τις παρούσες δειγματοληψίες ιζηματοπαγίδων αποκαλύπτουν τις υψηλότερες τιμές σχετικού πλάτους κρυσταλλικών στοιχείων κεντρικής περιοχής στην ιζηματοπαγίδα του Ιονίου που παρατηρήθηκε τον Φεβρουάριο του 2015, σύμφωνα με τις ελάχιστες θερμοκρασίες θαλάσσιας επιφάνειας. Ομοίως, οι μέγιστες τιμές σχετικού πλάτους κρυσταλλικών στοιχείων κεντρικής περιοχής εμφανίστηκαν μέσα στον Απρίλιο του 2015 στην χρονοσειρά του Κρητικού πελάγους, παρουσιάζοντας μια καθυστέρηση ενός μηνός σε σχέση με την μικρότερη θερμοκρασία της επιφάνειας της θάλασσας, αλλά συνολικά διατηρώντας το πρότυπο εποχιακής ασβεστοποίησης του είδους Ε. huxleyi στην ΒΑ Μεσόγειο.
Συνδυάζοντας τις πληροφορίες από τα αποτελέσματα της παρούσας έρευνας μπορούμε να αποκτήσουμε μια σαφή εικόνα για την χωρική και χρονική μεταβλητότητα των ροών των κοκκολιθοφόρων στο Αιγαίο και Ιόνιο πέλαγος καθώς και την απόκριση αυτών των οργανισμών στο αυξανόμενο CΟ2 της ατμόσφαιρας.
Λέξεις-κλειδιά:
κοκκολιθοφόρα, εξαγόμενη παραγωγικότητα, ροή, ιζηματοπαγίδες, ΒΑ Μεσόγειος, ασβεστοποίηση κοκκολιθοφόρων, οξίνιση ωκεανών
