«Aquatic Horizons: Challenges & Perspectives» Mytilene, Lesvos Island, Greece, May Department of Marine Sciences, University of the Aegean

Transcript

1

2 11 th Panhellenic Symposium on Oceanography & Fisheries «Aquatic Horizons: Challenges & Perspectives» Mytilene, Lesvos Island, Greece, May Department of Marine Sciences, University of the Aegean Proceedings Organised by: Panhellenic Union of HCMR Employees Union of HCMR Researchers In collaboration with the Department of Marine Sciences, University of the Aegean Under the auspices of the Hellenic Centre for Marine Research With the support of the General Secretariat of the Aegean and Island Policy

3 11ο Πανελλήνιο Συμπόσιο Ωκεανογραφίας & Αλιείας, Μυτιλήνη, Λέσβος, Ελλάδα 2015 Προκαταρκτική μελέτη της επίδρασης των υδάτων της Μαύρης θάλασσας στη συγκέντρωση των κοκκολιθοφόρων του Β. Αιγαίου Καρατσόλης, Μ. 1, Τριανταφύλλου, Μ.Β. 1, Δήμιζα, M.Δ. 1, Ψαρρά, Σ. 2, Μπιρλή, A. 1, Μάρα, Π. 3, Λαγαρία, A. 2, Γώγου, A. 2 1 Τμήμα Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος, Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών, bkaratsolis@gmail.com 2 Ινστιτούτο Ωκεανογραφίας, Ελληνικό Κέντρο Θαλάσσιων Ερευνών 3 Τμήμα Χημείας, Πανεπιστήμιο Κρήτης Περίληψη Η μελέτη αφορά στην ανάλυση των συγκεντρώσεων σύγχρονων κοκκολιθοφόρων της ευφωτικής ζώνης του Βορειοανατολικού Αιγαίου, μία περιοχή που υφίσταται την επιρροή της εισροής των υδάτων της Μαύρης Θάλασσας. Συνολικά αναλύθηκαν 53 δείγματα πλαγκτού από 5 σταθμούς κατά τη διάρκεια τεσσάρων δειγματοληψιών που έλαβαν χώρα μεταξύ του 2011 και Σύμφωνα με τη μελέτη, οι υψηλές αφθονίες του είδους Emiliania huxleyi, σε συνδυασμό με τις μικρές τιμές αφθονίας ολιγοτροφικών ειδών, όπως είναι οι αντιπρόσωποι της ομάδας των ολοκοκκολιθοφόρων, αποτελούν στοιχεία της επίδρασης της εισροής των υδάτων της Μαύρης θάλασσας στις συγκεντρώσεις κοκκολιθοφόρων του βορειοανατολικού Αιγαίου. Λέξεις κλειδιά: σύγχρονα κοκκολιθοφόρα, Emiliania huxleyi, ύδατα της Μαύρης Θάλασσας, Αιγαίο πέλαγος. Preliminary results of coccolithophore evidence for the direct influence of Black Sea waters inflow into the N. Aegean Sea Karatsolis, B. 1, Triantaphyllou, M.V. 1, Dimiza, M.D. 1, Psarra, S. 2, Birli, A. 1, Mara, P. 3, Lagaria, A. 2, Gogou, A. 2 1 Faculty of Geology and Geoenvironment, University of Athens, bkaratsolis@gmail.com 2 Institute of Oceanography, Hellenic Centre for Marine Research 3 Department of Chemistry, University of Crete Abstract A study on living coccolithophores from the euphotic zone is conducted in the northeastern Aegean Sea, an area under the direct influence of the Black Sea waters inflowing into the Aegean. A total of 53 plankton samples from 5 stations have been collected during four sampling periods between 2011 and High concentrations of Emiliania huxleyi and low concentrations of oligotrophic species, such as holococcolithophores, are indicative of a direct influence of the Black Sea waters inflow on the coccolithophore assemblages in the northeastern Aegean Sea. Keywords: living coccolithophores, Emiliania huxleyi, Black Sea water, Aegean Sea. 1. Εισαγωγή Το Βόρειο Αιγαίο αποτελεί έναν υδροδυναμικό σύνδεσμο μεταξύ της Μαύρης Θάλασσας και της ανατολικής λεκάνης της Μεσογείου. Η εισροή και κυκλοφορία υδάτων χαμηλότερης αλατότητας από τη Μαύρη Θάλασσα συντελεί στη δημιουργία ενός μόνιμου υδρολογικού μετώπου στην περιοχή της Λήμνου (Zodiatis, 1994). Η ένταση και η θέση του μετώπου παρουσιάζει υψηλή αστάθεια με σημαντική εποχική διαφοροποίηση στη γενικότερη κυκλοφορία (Zodiatis, 1994; Zervakis et al., 2000; Velaoras et al., 2013). Η παρούσα εργασία πραγματοποιείται με σκοπό τη μελέτη της επίδρασης των υδάτων της Μαύρης θάλασσας στις συγκεντρώσεις των κοκκολιθοφόρων του Β. Αιγαίου. 821

4 11th Panhellenic Symposium on Oceanography and Fisheries, Mytilene, Lesvos island, Greece Υλικά και μέθοδοι Στα πλαίσια της παρούσας εργασίας μελετήθηκαν οι συγκεντρώσεις των κοκκολιθοφόρων του Β. Αιγαίου από τους σταθμούς ΑΜΤ6 (Οκτώβριος, 2013), ΑΜΤ7 (Ιανουάριος 2011, Οκτώβριος 2013 και Μάρτιος 2014), Μ2 (Ιανουάριος και Μάιος 2011), Μ1 (Ιανουάριος 2011) και Μ3 (Ιανουάριος 2011) (Εικ. 1). Τα δείγματα συλλέχθηκαν σε βάθη από 2 έως 200 μέτρα της υδάτινης στήλης. Οι δειγματοληψίες πραγματοποιήθηκαν με το Ω/Κ Aegaeo (ΕΛΚΕΘΕ). Εικ. 1. Σταθμοί δειγματοληψίας στο Βόρειο Αιγαίο. 3. Αποτελέσματα Για κάθε δείγμα, διηθήθηκαν 2l θαλασσινού νερού, με τη χρήση αντλίας κενού αέρος. Ένα κομμάτι φίλτρου τύπου Millipore cellulose nitrate (διάμετρος 47mm, και μέγεθος πόρων 0,45μm), επιφάνειας 4x6 mm², χρησιμοποιήθηκε για την παρασκευή δείγματος παρατήρησης σε ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης τύπου Jeol JSM Η μελέτη των παρασκευασμάτων περιελάμβανε τον προσδιορισμό και τη μέτρηση των κοκκοσφαιρών που βρέθηκαν στην εξεταζόμενη επιφάνεια του φίλτρου. Για την ανάλυση υπολογίστηκε η αφθονία των κοκκολιθοφόρων εκφρασμένη σε κοκκόσφαιρες ανά λίτρο (cells/l). Η συνολική αφθονία των κοκκολιθοφόρων κυμαίνεται από 0,2 x10 3 cells/l στο σταθμό ΑΜΤ6, ΝΑ της Λήμνου, 10m (Οκτώβριος, 2013) έως 396 x10 3 cells/l στο σταθμό Μ2, Ν της Χερσονήσου του Άθω, 5m (Μάιος 2011). Οι υψηλές τιμές αφθονίας οφείλονται κατά κύριο λόγο στο είδος Emiliania hyxleyi (Lohmann, 1902; Hay & Mohler in Hay et al., 1967) το οποίο παρουσιάζει μέγιστο αφθονίας το Μάιο 2011 (393 x10 3 cells/l, M2, 5m) (Εικ. 2). Οι αντιπρόσωποι του γένους Syracosphaera παρουσιάζουν σχετικά μεγάλη αφθονία ειδών. Ανάμεσα στους αντιπροσώπους αυτούς, υπερέχει ποσοτικά το είδος Syracosphaera molischii (Schiller, 1925) με τιμές αφθονίας μέχρι και 2,8 x10 3 cells/l (σταθμός Μ3, 20m, Ιανουάριος 2011), ενώ έπονται με μικρότερες αφθονίες τα είδη Syracosphaera protrudens (Okada & McIntyre, 1977) Syracosphaera pulchra (Lohmann, 1902) Syracosphaera ossa (Lecal, 1966; Loeblich & Tappan 1968) και Syracosphaera histrica (Kamptner, 1941). Από τους αντιπροσώπους της οικογένειας Rhabdosphaeraceae, χαρακτηριστική είναι η συμμετοχή του είδους Algirosphaera robusta (Lohmann, 1902; Norris, 1984), το οποίο εμφανίζει τις υψηλότερες τιμές αφθονίας στα κατώτερα στρώματα της υδάτινης στήλης (μέγιστη τιμή 1,3 x10 3 cells/l, στο σταθμό Μ3, 100m, Ιανουάριος 2011), ενώ στα ανώτερα στρώματα της υδάτινης στήλης διακρίνονται για τη συμμετοχή τους τα είδη Palusphaera vandelii (Lecal, 1966; emend. Norris, 1984), με μέγιστη τιμή 2,0 x10 3 cells/l, στο σταθμό ΑΜΤ7, 20m, Μάρτιος 2014) και Rhabdosphaera clavigera (Murray & Blackmann, 1898) με μέγιστη τιμή 0,8 x10 3 cells/l, στο σταθμό Μ3, 2m και 50m, Ιανουάριος Το είδος Umbellosphaera tenuis (Kamptner, 1937; Paasche in Markali & Paasche, 1955) συμμετέχει στις συναθροίσεις των κοκκολιθοφόρων κατά τη θερινή περίοδο, με μέγιστη τιμή αφθονίας 1,3 x10 3 cells/l (σταθμός ΑΜΤ6, 20m, Οκτώβριος 2013). Μικρή χαρακτηρίζεται η παρουσία των ολοκοκκολιθοφόρων, με την υψηλότερη τιμή αφθονίας (3,0 x10 3 cells/l) στο σταθμό ΑΜΤ7, 30m, Μάρτιος 2014 (Εικ. 2). 822

5 11ο Πανελλήνιο Συμπόσιο Ωκεανογραφίας & Αλιείας, Μυτιλήνη, Λέσβος, Ελλάδα 2015 Εικ. 2. Συγκεντρώσεις κοκκολιθοφόρων στους σταθμούς δειγματοληψίας. 4. Συμπεράσματα/Συζήτηση Το Βόρειο Αιγαίο αποτελεί περιοχή με μεσοτροφικό έως ολιγοτροφικό χαρακτήρα, με σημαντική ετήσια διακύμανση των συγκεντρώσεων χλωροφύλλης α που σχετίζεται με την εισροή υδάτων από τη Μαύρη Θάλασσα (Ignatiades et al., 2002; Lagaria et al., 2013). Επίσης, εποχική περιοδικότητα εμφανίζει και η κυκλοφορία τους, καθώς κατά τη χειμερινή περίοδο κατευθύνονται βορειοδυτικά της νήσου Λήμνου, ενώ κατά την θερινή περίοδο διακλαδίζονται και νότια της νήσου (Zodiatis, 1994). Σύμφωνα με τα αποτελέσματα της παρούσας εργασίας, αυξημένες αφθονίες κοκκολιθοφόρων, που πιθανά σχετίζονται με τα υψηλής παραγωγικότητας ύδατα της Μαύρης θάλασσας, καταγράφονται στα επιφανειακά στρώματα (396 x10 3 cells/l, 5m) κοντά στη Χερσόνησο του Άθω, κατά τα τέλη της εαρινής περιόδου. Οι υψηλές αφθονίες οφείλονται, κυρίως, στο είδος E. huxleyi (393 x10 3 cells/l), το οποίο εμφανίζεται στην υδάτινη στήλη της Μαύρης Θάλασσας με τιμές έως και 10 φορές υψηλότερες από αυτές με τις οποίες συμμετέχει στις εαρινές συναθροίσεις του Αιγαίου (Triantaphyllou et al., 2013; 2014). Επίσης, αυξημένες αφθονίες του είδους E. huxleyi (έως και 45 x10 3 cells/l) παρατηρήθηκαν ΒΔ της Σκύρου κατά τη χειμερινή περίοδο, όπως και νοτίως της Λήμνου, τόσο το χειμώνα όσο και την άνοιξη, σε όλη τη στήλη από 2 έως 100 μέτρα. Τα 823

6 11th Panhellenic Symposium on Oceanography and Fisheries, Mytilene, Lesvos island, Greece 2015 αποτελέσματα αυτά είναι συγκρίσιμα με δημοσιευμένα αποτελέσματα άλλων περιοχών του Αιγαίου για την χειμερινή περίοδο (Triantaphyllou et al., 2010). Κατά τη θερμή, θερινή-φθινοπωρινή περίοδο, οι αφθονίες των κοκκολιθοφόρων χαρακτηρίζονται από σημαντικά μικρότερες τιμές (< 5 x10 3 cells/l) σε συνδυασμό με τη μικρή παρουσία της ομάδας των ολοκοκκολιθοφόρων, η οποία παρουσιάζει ιδιαίτερη αφθονία στα ολιγοτροφικά θαλάσσια περιβάλλοντα του Αιγαίου κατά τη θερινή περίοδο (Triantaphyllou et al., 2010; Dimiza et al., 2014). Για την περίοδο αυτή, οι σχετικά υψηλές αφθονίες του είδους E. huxleyi (12 x10 3 cells/l) στο επιφανειακό στρώμα ΝΑ της Λήμνου, αποτελούν ενδείξεις επιρροής των υψηλής παραγωγικότητας υδάτων της Μαύρης θάλασσας. Στην ίδια περιοχή, η σημαντική μείωση της περιεκτικότητας των κοκκολιθοφόρων στην ενδιάμεση ευφωτική ζώνη πιθανά σχετίζεται με την παρουσία των ενδιάμεσων υδάτων της Λεβαντίνης, τα οποία εισέρχονται στην περιοχή από το Νότιο Αιγαίο (π.χ., Zervakis et al., 2004). 5. Ευχαριστίες Η εργασία πραγματοποιήθηκε στα πλαίσια του προγράμματος MedEcos: Decadal scale variability of the Mediterranean Ecosystem, EraNet/MarinERA, European marine RTD programme και του προγράμματος «ΘΑΛΗΣ - Δίκτυο Τεχνολογικής / Ωκεανογραφικής συνεργασίας για τη διερεύνηση των μηχανισμών «Λίπανσης του ΒΑ Αιγαίου», συγχρηματοδοτούμενο από την Ε.Ε. (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο ΕΚΤ) και από εθνικούς πόρους μέσω του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» του Εθνικού Στρατηγικού Πλαισίου Αναφοράς (ΕΣΠΑ). 6. Βιβλιογραφία Dimiza, M.D., Triantaphyllou, M.V., Malinverno E., Psarra S., Mara P., et al The composition and distribution of living coccolithophores in the northeastern Mediterranean Sea. Journal of Nannoplankton Research, 34, 80. Ignatiades, L. Psarra, S., Zervakis, V., Pagou, K., Souvermezoglou, E., et al Phytoplankton size-based dynamics in the Aegean Sea (Eastern Mediterranean). Journal of Marine Systems, 36, Lagaria, A., Psarra, S., Gogou, A., Tuğrul, S. and Christaki, U Particulate and dissolved primary production along a pronounced hydrographic and trophic gradient (Turkish Straits System-NE Aegean Sea). Journal of Marine Systems, , Triantaphyllou, M.V., Dimiza, M.D., Krasakopoulou, E., Malinverno, E., et al Seasonal control on Emiliania huxleyi coccolith morphology and calcification in the Aegean Sea (Eastern Mediterranean). Geobios, 43, Triantaphyllou, M.V., Malinverno, E., Dimiza, M., Gogou, A., Thanassoura, E. et al Coccolithophore Export production from Eastern Mediterranean and Black Sea sites: Biogeographic trends and biogenic carbonate fluxes. Rapport Commission International pour l'exploration scientifique de la Mer Mediterranée, 40, 16. Triantaphyllou, M.V., Dimiza, M.D., Psarra, S., Karatsolis, B., Birli, A. et al Coccolithophore evidence for the direct influence of Black Sea waters inflow into the NE Aegean Sea. Journal Nannoplankton Research, 34, Velaoras, D., Kassis, D., Perivoliotis, L., Pagonis, P., Hondronasios, A. et al Temperature and salinity variability in the Greek Seas based on POSEIDON stations time series: preliminary results. Mediterranean Marine Science, 14, Zervakis, V., Georgopoulos, D. and Drakopoulos, P.G The role of the North Aegean in triggering the recent Eastern Mediterranean climatic changes. Journal of Geophysical Research, 105, Zervakis, V., Georgopoulos, D., Karageorgis, A.P. and Theocharis, A On the response of the Aegean Sea to climatic variability: a review. International Journal of Climatology, 24, Ζοdiatis, G Advection of the Black Sea Water in the North Aegean Sea. The Global Atmosphere-Ocean System, 2,