TÜBİTAK 121G001
Marmara Denizi'nde Plankton Metabolizması ve Müsilajın Oksijen Tüketimine Etkisi
Program Kodu: 1001
Proje No: 121G001
Proje Yürütücüsü: Dr. Mustafa Mantıkcı
Marmara Denizi yüzey suları görece az tuzlu Karadeniz , dip suları ise daha tuzlu Akdeniz sularından oluşmuş bir iç denizdir. Farklı yoğunluklara sahip iki su kütlesi sebebiyle yıl boyu sürekli bir ara tabakaya sahip nadir deniz sistemlerinden biridir. Yaklaşık 25 milyon insanın yaşadığı ve sanayi, tarım, hayvancılık ve turizm ile Türkiye'nin en büyük ekonomik hacmine sahip olan Marmara Bölgesi, insan baskısının en yoğun görüldüğü yerlerin başındadır. Bu baskıların denize etkilerinin doğru yönetilememesinden ötürü, Dünya'nın en ötrofik denizlerinden biridir. Onlarca yıldır Marmara Denizi'ne giren insan kaynaklı organik besin yükünün artması, birincil üreticilerin aşırı çoğalmasına yani ötrofikasyona sebep olmaktadır. Birincil üretim özellikle kış ve erken ilkbahar aylarında artış gösterir ve bu zamanda alg patlamaları görülebilir. Bu alg patlamaları yüzeyde partikül organik maddenin (POM) artmasına sebep olur. Birincil üretimle üretilen organik madde, ölü ya da parçalanmış hücreler ve canlıların atıklarında oluşan POM dibe çöker ve alt sularda bakteriler tarafından ayrıştırılır. Bu ayrıştırma sırasında oksijen tüketilir ve besin tuzları açığa çıkar. Bu durum, son 40 yıllık süreçte Marmara Denizi'ndeki çözünmüş oksijen konsantrasyonları ara (haloklin) ve alt tabaka sularının hipoksik eşiğin altına düşmesine sebep olmuştur (Şekil 1). Çanakkale Boğazıyla alt tabakayı besleyen düşük besin içerikli ama oksijence zengin Akdeniz suyu, besin maddelerince zenginleşir ve neredeyse İstanbul Boğazına ulaştığında oksijenini tüketir.
Şekil 1. MARMOD projesi Marmara Denizi veri tabanı ile oluşturulmuş farklı dönemlerdeki oksijen konsantrasyonlarını gösteren grafikler. Barış Salihoğlu'nun 30 Ocak 2018 yılında yaptığı sunumdan alınmıştır.
Marmara Denizi'nde 2021 Mart ayında yüzeyde gözükmeye başlayan müsilaj, haziran ayında Marmara'nın tüm yüzey kolonunda tespit edilmiştir. Literatüre göre müsilaj fitoplanktonun hücre dışı salgılarıyla oluşan, karbonhidrat ve polisakkarit içerikli mukus yapısında olup, çevresindeki canlı-cansız partikül yapıları üzerine çekmesiyle deniz yüzeyinde, kolonunda ve tabanında bulunmaktadır. Müsilajlı su kolonunun partikül organik karbon (POC) ve çözünmüş organik karbonca (DOC) zengin olması, aerobik solunumlarını organik karbon üzerinden gerçekleştiren heterotrofik bakterilerin oksijen tüketim hızlarını arttırarak oksijen azalmasına sebep olması beklenmektedir. Bu durum, ışığın ulaşmadığı dolayısıyla oksijen üretimi olmayan ara tabaka ve alt tabakada oksijen tüketimini arttırarak oksijen azalmasına ve hipoksik koşulların oluşmasını hızlandırması beklenmektedir. Sunulan projenin amacı, Marmara Denizi'nde 2021 ilkbahar-yaz aylarında oluşan müsilajın su kolonunda oksijen tüketim hızlarını arttırarak yaratabileceği oksijen azalmasını deneysel ve yerinde ölçümler ile araştırıp, plankton solunumu ve birincil üretimi ile çevresel değişkenler arasında bağlantı kurup oksijen dengesini anlamaya çalışmaktır. Bu kapsamda, denizlerimizde daha önce yapılmamış olan plankton solunum/oksijen tüketim hızları yenilikçi yöntemlerle (fiber optik oksijen sensörleri-OPTODE) belirlenecek olup, yüzeyde fotosentezle üretilen organik madde miktarları yine deneylerle belirlenecektir. Su kolonunda oksijen tüketim mekanizmalarını anlayabilmek için anlık fizikokimyasal ölçümler, plankton çeşitliliği, besin tuzları ve organik madde karakterizasyonu yapılacaktır. Fotosentez, plankton solunumu ve diğer çevresel parametrelerle bulunması hedeflenen anlamlı ilişkilerle birlikte oksijen tüketimi parameterize edilecektir. Ayrıca yapılacak bu çalışma ile müsilaj oluşum mekanizmalarının anlaşılmasına yönelik önemli bilgiler edinilecek ve önleme çalışmalarına katkıda bulunacaktır.
