ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΣΧΟΛΗ ΓΕΩΠΟΝΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΣΧΟΛΗ ΓΕΩΠΟΝΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΠΟΝΙΑΣ ΙΧΘΥΟΛΟΓΙΑΣ ΚΑΙ ΥΔΑΤΙΝΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΩΚΕΑΝΟΓΡΑΦΙΑΣ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑ ΥΔΑΤΙΝΩΝ ΜΑΖΩΝ ΚΑΙ ΒΙΟΓΕΩΧΗΜΕΙΑ ΤΟΥ ΑΙΓΑΙΟΥ ΠΕΛΑΓΟΥΣ ΒΑΣΙΛΗΣ ΜΑΚΡΗΣ ΒΟΛΟΣ 2007

Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας ΒΙΒΛΙΟΘΗΚΗ & ΚΕΝΤΡΟ ΠΛΗΡΟΦΟΡΗΣΗΣ Ειδική Συλλογή «Γκρίζα Βιβλιογραφία» Αριθ. Εισ.: Ημερ. Εισ.: Δωρεά: Τα<μθετικός Κωδικός: 3731/1 26-03-2008 Συγγραφέα Δ 551.462 8 ΜΑΚ

Τριμελής συμβουλευτική επιτροπή Δρ. Αθανάσιος I. Θεοδώρου Καθηγητής Ωκεανογραφίας Πανεπιστημίου Θεσσαλίας Σχολή Γεωπονικών Επιστημών Τμήμα Γεωπονίας Ιχθυολογίας και Υδάτινου Περιβάλλοντος Εργαστήριο Ωκεανογραφίας, Επιβλέπων Δρ. Παναγιώτα Παναγιωτάκη Επίκουρη Καθηγήτρια Πανεπιστημίου Θεσσαλίας Σχολή Γ εωπονικών Επιστημών Τμήμα Γεωπονίας Ιχθυολογίας και Υδάτινου Περιβάλλοντος, Μέλος Δρ. Αθανάσιος Εξαδάκτυλος Επίκουρος Καθηγητής Πανεπιστημίου Θεσσαλίας Σχολή Γεωπονικών Επιστημών Τμήμα Γεωπονίας Ιχθυολογίας και Υδάτινου Περιβάλλοντος, Μέλος

ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Η παρούσα μεταπτυχιακή διατριβή εκπονήθηκε στο πλαίσιο του Διατμηματικού Προγράμματος Μεταπτυχιακών Σπουδών του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας. Θα ήθελα να ευχαριστήσω τον επιβλέποντα καθηγητή μου κ. Αθανάσιο Θεοδώρου για την αμέριστη συμπαράσταση και υπομονή που επέδειξε στο πρόσωπό μου. Χωρίς τη συμπαράστασή του, η ολοκλήρωση της παρούσας διατριβής δεν θα ήταν δυνατή. Επιπλέον, θα ήθελα να ευχαριστήσω τα υπόλοιπα μέλη της τριμελούς επιτροπής, Δρ. Παναγιώτα Παναγιωτάκη και Δρ.Αθανάσιο Εξαδάκτυλό για τη βοήθεια και κατανόησή τους. Τέλος, θα ήθελα να ευχαριστήσω την κα Μπέλλα Θεοδώρου για την πολύτιμη βοήθεια και συμβολή της στην διεκπεραίωση της παρούσας εργασίας.

ΠΕΡΙΛΗΨΗ Το Αιγαίο Πέλαγος αποτελεί μία από τις τέσσερις υπό-λεκάνες της Ανατολικής Μεσογείου. Η μακροπρόθεσμη γεωδυναμική εξέλιξη καθώς και οι ενεργές νεοτεκτονικές διεργασίες καθιστούν την τοπογραφία του πυθμένα ιδιαίτερα περίπλοκη με βαθιές τάφρους και λεκάνες καθ όλη την έκτασή του, και ιδιότυπη την κατανομή και διαμόρφωση νησιωτικών συμπλεγμάτων. Η ανομοιομορφία αυτή ενισχύεται και από τη χώρο - χρονική μεταβλητότητα των μετεωρολογικών συνθηκών, και άλλων φυσικών διεργασιών όπως των ποτάμιων εισροών και των τροφικών συνθηκών. Οι ιδιαίτερες αυτές συνθήκες επηρεάζουν τις φυσικές, βιολογικές και γεωχημικές συνθήκες και διεργασίες που λαμβάνουν χώρα στο Αιγαίο Πέλαγος και καθιστούν περίπλοκη και απαιτητική την έρευνα, μελέτη και κατανόησή τους. Στην παρούσα διατριβή εξετάζονται οι υδάτινες μάζες που κυριαρχούν στον θαλάσσιο χώρο του Αιγαίου, ως προς την προέλευση, σύσταση, συμπεριφορά και κυκλοφορία τους στην περιοχή. Επίσης, μελετώνται οι χωροχρονικές μεταβολές που λαμβάνουν χώρα καθώς και οι ιδιαίτερες συνθήκες που τις επιβάλουν. Επιπλέον, γίνεται μελέτη των βιολογικών και γεωχημικών παραμέτρων της περιοχής, τόσο ποιοτικά όσο και ποσοτικά, διερευνώνται οι διαδικασίες ανταλλαγής στο θαλάσσιο περιβάλλον, και εξάγονται συμπεράσματα ως προς την βιογεωχημική σύσταση και συμπεριφορά του Αιγαίου Πελάγους.

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ σελ. 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1 2. ΓΕΩΜΟΡΦΟΛΟΓΙΑ ΤΟΥ ΑΙΓΑΙΟΥ ΠΕΛΑΓΟΥΣ 3 2.1. ΒΟΡΕΙΟ - ΚΕΝΤΡΙΚΟ ΑΙΓΑΙΟ 3 2.2. ΝΟΤΙΟ ΑΙΓΑΙΟ - ΚΡΗΤΙΚΟ ΠΕΛΑΓΟΣ 5 3. ΠΟΤΑΜΙΕΣ ΕΙΣΡΟΕΣ ΓΛΥΚΟΥ ΝΕΡΟΥ 8 4. ΕΠΟΧΙΚΗ ΜΕΤΑΒΛΗΤΟΤΗΤΑ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΚΗΣ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ 9 4.1 ΧΕΙΜΩΝΑΣ (ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΣ - ΜΑΡΤΙΟΣ) 9 4.2 ΑΝΟΙΞΗ (ΑΠΡΙΛΙΟΣ - ΙΟΥΝΙΟΣ) 11 4.3. ΚΑΛΟΚΑΙΡΙ (ΙΟΥΛΙΟΣ - ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΣ) 11 4.4. ΦΘΙΝΟΠΩΡΟ (ΟΚΤΩΒΡΙΟΣ - ΔΕΚΕΜΒΡΙΟΣ) 12 5. ΚΛΙΜΑΤΟΛΟΓΙΚΕΣ ΣΥΝΘΗΚΕΣ 12 5.1. ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΗ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ 13 5.2 ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΗ 13 5.3. ΠΕΔΙΑ ΑΝΕΜΩΝ 13 5.4. ΕΞΑΤΜΙΣΗ 15 6. ΔΕΔΟΜΕΝΑ 16

7. ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑ ΥΔΑΤΙΝΩΝ ΜΑΖΩΝ 17 7.1. ΒΟΡΕΙΟ ΑΙΓΑΙΟ 20 7.1.1. ΓΕΩΣΤΡΟΦΙΚΗ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑ ΤΟΥ ΒΟΡΕΙΟΥ 23 ΑΙΓΑΙΟΥ ΠΕΛΑΓΟΥΣ ΚΑΤΑ ΤΗΝ ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΤΟΥ ΘΕΡΟΥΣ 7.1.2. ΓΕΩΣΤΡΟΦΙΚΗ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑ ΤΟΥ ΒΟΡΕΙΟΥ ΑΙΓΑΙΟΥ 25 ΠΕΛΑΓΟΥΣ ΚΑΤΑ ΤΗΝ ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΤΟΥ ΦΘΙΝΟΠΩΡΟΥ 7.1.3. ΓΕΩΣΤΡΟΦΙΚΗ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑ ΤΟΥ ΒΟΡΕΙΟΥ ΑΙΓΑΙΟΥ 27 ΠΕΛΑΓΟΥΣ ΚΑΤΑ ΤΗΝ ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΤΟΥ ΧΕΙΜΩΝΑ 7.2. ΝΟΤΙΟ ΑΙΓΑΙΟ - ΚΡΗΤΙΚΟ ΠΕΛΑΓΟΣ 29 7.2.1.ΓΕΩΣΤΡΟΦΙΚΗ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑ ΤΟΥ ΚΡΗΤΙΚΟΥ 29 ΠΕΛΑΓΟΥΣ ΚΑΤΑ ΤΗΝ ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΤΗΣ ΆΝΟΙΞΗΣ 7.2.2. ΓΕΩΣΤΡΟΦΙΚΗ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑ ΤΟΥ ΚΡΗΤΙΚΟΥ 33 ΠΕΛΑΓΟΥΣ ΚΑΤΑ ΤΗΝ ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΤΟΥ ΚΑΛΟΚΑΙΡΙΟΥ 7.2.3. ΓΕΩΣΤΡΟΦΙΚΗ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑ ΤΟΥ ΚΡΗΤΙΚΟΥ 37 ΠΕΛΑΓΟΥΣ ΚΑΤΑ ΤΗΝ ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΤΟΥ ΦΘΙΝΟΠΩΡΟΥ 7.2.4. ΓΕΩΣΤΡΟΦΙΚΗ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑ ΤΟΥ ΚΡΗΤΙΚΟΥ 39 ΠΕΛΑΓΟΥΣ ΚΑΤΑ ΤΗΝ ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΤΟΥ ΧΕΙΜΩΝΑ

8. ΒΙΟΓΕΩΧΗΜΕΙΑ ΤΟΥ ΑΙΓΑΙΟΥ ΠΕΛΑΓΟΥΣ 41 8.1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ 41 8.2. ΠΑΓΚΟΣΜΙΟΙ ΒΙΟΓΕΩΧΗΜΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ 42 8.3. ΧΩΡΟ - ΧΡΟΝΙΚΕΣ ΚΛΙΜΑΚΕΣ 43 8.4. ΤΟ ΜΕΛΛΟΝ 44 8.1.1. ΘΡΕΠΤΙΚΑ ΚΑΙ ΟΞΥΓΟΝΟ 45 Θρεπτικά και διαλυμένο οξυγόνο στην παράκτια ζώνη 45 Εισαγωγή θρεπτικών μέσω ποτάμιων εισροών 45 Εισαγωγή θρεπτικών μέσω βιομηχανικών και αστικών εκροών 46 8.1.2. ΔΙΑΛΥΜΕΝΟ ΟΞΥΓΟΝΟ 51 8.1.3. ΑΙΩΡΟΥΜΕΝΗ ΣΩΜΑΤΙΔΙΑΚΗ ΥΛΗ (SPM) 51 8.1.4. ΙΧΝΟΣΤΟΙΧΕΙΑ - ΔΕΔΟΜΕΝΑ ΕΛΛΗΝΙΚΩΝ ΚΟΛΠΩΝ 52 Ιχνοστοιχεία στο βιολογικό θαλάσσιο περιβάλλον 56 Βαρέα μέταλλα σε μύδια ( Mytilus galloprovincialis ) 56

Συγκεντρώσεις μετάλλων σε γαστερόποδα ( Patella sp.) 57 Βαρέα μέταλλα σε ψάρια 58 8.1.5 ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΕΣ ΑΝΤΑΛΛΑΓΗΣ 59 ΣΩΜΑΤΙΔΙΑΚΩΝ/ΔΙΑΛ ΥΜΕΝΩΝ ΙΧΝΟΣΤΟΙΧΕΙΩΝ 8.1.6. ΟΡΓΑΝΟΧΛΩΡΙΟΥΧΕΣ ΕΝΩΣΕΙΣ 65 Συγκέντρωση οργανοχλωριούχων ενώσεων στο θαλάσσιο νερό 65 Συγκέντρωση οργανοχλωριούχων ενώσεων σε ιζήματα 66 Συγκέντρωση οργανοχλωριούχων ενώσεων σε 68 θαλάσσιους οργανισμούς 8.1.7 ΠΡΩΤΟΓΕΝΗΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗ - ΤΡΟΦΙΚΑ ΠΛΕΓΜΑΤΑ 71 9. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ 76 9.1. ΥΔΑΤΙΝΕΣ ΜΑΖΕΣ ΒΟΡΕΙΟΥ ΑΙΓΑΙΟΥ 76 9.2. ΥΔΑΤΙΝΕΣ ΜΑΖΕΣ ΝΟΤΙΟΥ ΑΙΓΑΙΟΥ 76 9.3. ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑ ΥΔΑΤΙΝΩΝ ΜΑΖΩΝ ΣΤΟ ΑΙΓΑΙΟ ΠΕΛΑΓΟΣ 79

9.4.ΒΙΟΓΕΩΧΗΜΕΙΑ ΤΟΥ ΑΙΓΑΙΟΥ ΠΕΛΑΓΟΥΣ 80 10. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 82

1.Εισαγωγή Το Αιγαίο πέλαγος αποτελεί μία από τις τέσσερις υπό - λεκάνες της Μεσογείου (οι υπόλοιπες είναι της Αδριατικής, του Ιονίου, και η Λεβαντινή). Βρίσκεται βορειοανατολικά της Ανατολικής Μεσογείου και συνορεύει προς Βορά και Δύση με την ηπειρωτική Ελλάδα, ανατολικά με την ακτή της Μικράς Ασίας και Νότια με την νήσο της Κρήτης. Το Αιγαίο επικοινωνεί με την Μεσόγειο στα Νοτιοδυτικά μέσω των δυτικών στενών του Κρητικού πελάγους (ονομαστικά τα στενά μεταξύ Πελοποννήσου - Κυθήρων - Αντικυθήρων - Κρήτης) και νοτιοανατολικά μέσω των ανατολικών στενών του Κρητικού ( μεταξύ Μικράς Ασίας - Ρόδου - Καρπάθου - Κάσου - Κρήτης). Το Αιγαίο συνδέεται επίσης με την Μαύρη Θάλασσα στο Βορειοανατολικό τμήμα μέσω των στενών των Δαρδανελίων. (Σγ. 1). Longtitude East (degrees) 21 22 23 24 25 26 2? 28 29 Σχ.1 το Αιγαίο Πέλαγος και η θέση του στην Ανατολική Μεσόγειο. Καταδεικνύονται σημαντικές γεωγραφικές τοποθεσίες. 1

1 Λ "2 Ο συνολικός όγκος νερού του Αιγαίου είναι 8.1x10 m, και καλύπτει επιφάνεια 8x1011 m2 Το μέσο βάθος είναι περίπου 450 m. αποτελεί μία σχετικά ρηχή λεκάνη, αλλά η τοπογραφία του πυθμένα της είναι ακανόνιστη με μεγάλα υψίπεδα δίπλα σε βαθιές απότομες λεκάνες. Επιπλέον, περιλαμβάνει πλήθος νησιών, βραχονησίδων και νησιωτικών συμπλεγμάτων. Το Αιγαίο μπορεί να χωριστεί σε δύο μεγάλα τμήματα : Το Βόρειο - κεντρικό από τις Βόρειες ακτές έως το σύμπλεγμα των Κυκλάδων, και το Νότιο (αναφερόμενο ως Κρητικό Πέλαγος) νότια των Κυκλάδων έως την νήσο Κρήτη. Οι δύο αυτές υπό - λεκάνες είναι πρακτικά απομονωμένες κάτω από τα 350 μέτρα από το ρηχό υψίπεδο των Κυκλάδων, με αποτέλεσμα να μην υπάρχει άμεση ανταλλαγή υδάτινων μαζών στα βαθιά στρώματα.( Valaoras και Lascaratos, 2004) Στην παρούσα μελέτη γίνεται μία προσπάθεια συλλογής όλων των ερευνητικών στοιχείων που συλλέχτηκαν κατά τη διάρκεια διεθνών και τοπικού χαρακτήρα προγραμμάτων και παρουσίασης συμπερασμάτων σχετικών με την γεωστροφική κυκλοφορία των υδάτινων μαζών στην περιοχή, καθώς και με τις βιογεωχημικές συνθήκες που την διέπουν. 2

2. Η γεωμορφολογία του Αιγαίου Πελάγους 2.1 Βόρειο - Κεντρικό Αιγαίο Υπάρχει μεγάλος αριθμός υπό - λεκανών και τάφρων σε όλη την έκταση του Αιγαίου. Συγκεκριμένα στο Βόρειο τμήμα (Σχ. 21 οι πιο χαρακτηριστικές είναι: (1) Η τάφρος του Βορείου Αιγαίου η οποία ακολουθεί βορειοανατολική προς νοτιοδυτική κατεύθυνση, και εκτείνεται από την βόρεια πλευρά της νήσου Λήμνου έως το νησιωτικό σύμπλεγμα των Σποράδων. Αποτελεί την βαθύτερη θαλάσσια ράχη του Βορείου Αιγαίου και περιλαμβάνει δύο επιμέρους βαθιές λεκάνες : (α) την λεκάνη Άθω - Σποράδων με μέγιστο βάθος 1476 m (b) την λεκάνη της Λήμνου με μέγιστο βάθος 1469 m. Οι δύο αυτές λεκάνες είναι απομονωμένες κάτω από τα 550 m. Η ίδια η τάφρος του Β. Αιγαίου είναι απομονωμένη σε βάθος μεγαλύτερο των 350 m και ο όγκος νερού είναι 32x1011 m3 κάτω από τα 500 m. Οι συνολικοί όγκοι νερού των λεκανών του Αθω και της Λήμνου κάτω από τα 500 m είναι 27.3x1011 and 4.8x1011 m3, αντίστοιχα. (2) Η λεκάνη της Σκύρου, στα βορειοανατολικά της νήσου της Σκύρου, με μέγιστο βάθος 1077 m. ο συνολικός όγκος νερού κάτω από τα 500 m είναι 3.9xlOn m3 και είναι απομονωμένη κάτω από τα 350 μέτρα. (3) Η λεκάνη της Χίου, δυτικά και νότια της ομώνυμης νήσου με μέγιστο βάθος τα 1219 m. και όγκο νερού 16.1x10 m κάτω από τα 500 m, ενώ είναι και αυτή απομονωμένη σε βάθος μεγαλύτερο των 400 m. Είναι εμφανές πως δεν υπάρχει ιδιαίτερη ανταλλαγή βαθιών υδάτινων μαζών ανάμεσα στις βαθιές αυτές λεκάνες και το νότιο τμήμα του πελάγους. 3

Latitude North (degrees) longtiitkte East {dogfcses} Σχ.2. Βαθυμετρικά χαρακτηριστικά του Βορείου - κεντρικού Αιγαίου και οι χαρακτηριστικότερες λεκάνες, (τα βάθη που σημειώνονται είναι σε μέτρα). Εντός της περιοχής του Β. Αιγαίου εντοπίζονται τρεις κύριες υδάτινες μάζες : (1) Το νερό της Μαύρης Θάλασσας (ΝΜΘ), με αλατότητα μικρότερη των 30 psu, εισερχόμενο μέσω των στενών των Δαρδανελίων, το οποίο δημιουργεί ένα επιφανειακό στρώμα <40 μέτρων. Κύρια χαρακτηριστικά της υδάτινης αυτής μάζας είναι η χαμηλή αλατότητα (29-34) σε σύγκριση με το νερό του αιγαίου, καθώς και η χαμηλή θερμοκρασία η οποία κυμαίνεται από 18-23 C κατά τη διάρκεια του Καλοκαιριού (Zodiatis et al. 1996). Κατά την πορεία του τα χαρακτηριστικά αυτά μεταβάλλονται μέσω της αλληλεπίδρασης με την ατμόσφαιρα και της ανάμειξης με βαθύτερες μάζες νερού, καταλήγοντας με αλατότητα 38 στην περιοχή των Σποράδων. Η εισροή της υδάτινης μάζας λαμβάνει χώρα καθ όλη τη διάρκεια του χρόνου. Ο συνολικός όγκος νερού του επιφανειακού στρώματος (50 μέτρα) στο Β.Αιγαίο είναι 3.1xl012 m3 ( Zervakis et al., 2000). 2 (2) Κάτω από το ΝΜΘ, σε βάθος 40-400 μέτρων βρίσκεται μία υδάτινη μάζα μεγαλύτερης αλατότητας και πυκνότητας, το Ενδιάμεσο Νερό της Λεβαντινής Λεκάνης (ΕΝΑ), συνολικού όγκου 1.04x1013 m3 ( Zervakis et al., 2000). 4

(3) Τέλος, το βαθύτερο στρώμα (>400 μέτρων) καταλαμβάνεται από το λεγόμενο ι λ σ Βαθύ Νερό του Β. Αιγαίου (ΒΝΑ), με συνολικό όγκο 3.85x10 m ( Zervakis et al., 2000). Κύριο χαρακτηριστικό αποτελεί η υψηλή πυκνότητα (>29.61 kg/ m3 ), η μεγαλύτερη που παρατηρείται σε όλο το Αιγαίο και την Μεσόγειο. ( Velaoras and Lascaratos. 2004) 2.2 Νότιο Αιγαίο - Κρητικό Πέλαγος Το Κρητικό πέλαγος καταλαμβάνει την νοτιότερη και μεγαλύτερη (σε έκταση και βάθος) λεκάνη του Αιγαίου πελάγους στην Ανατολική Μεσόγειο. Έχει μέσο βάθος 1000 m και στο ανατολικό της τμήμα χαρακτηρίζεται από ακόμα μεγαλύτερα βάθη, που φτάνουν τα 2500 m (Σχ.3 ). Συνορεύει προς τα βόρεια με το υψίπεδο των Κυκλάδων, σε βάθος 400 m, και προς Νότο με τα νησιά του Κρητικού τόξου. Στην κεντρική περιοχή του Κρητικού πελάγους βόρεια της υφαλοκρηπίδας της Κρήτης (η οποία εκτείνεται στα 5 ναυτικά μίλια από τις βορειότερες ακτές της νήσου, βρίσκεται μία λεκάνη με βάθος μεταξύ 1000-2000 m. Το μέγιστο βάθος της λεκάνης είναι 3.294 m και βρίσκεται σε απόσταση 32 ναυτικών μιλίων από το βορειότερο άκρο της Κρήτης. Η θαλάσσια αυτή περιοχή επικοινωνεί με τις γειτονικές βαθιές λεκάνες του Αιγαίου ( βάθη 3000-4000 m) μέσω έξι περασμάτων, τα οποία αποτελούν τα στενά του Κρητικού τόξου (Σχ.3 α). Πιο συγκεκριμένα, στα νοτιοανατολικά το Κρητικό πέλαγος επικοινωνεί με τη βορειοδυτική Λεβαντινή λεκάνη μέσω των στενών : (1.) της Κάσου (ελάχιστο βάθος 1000 m, εύρος 67 km ) 5

(2.) της Καρπάθου (ελάχιστο βάθος 850 m, εύρος 43 km) (3.) της Ρόδου (ελάχιστο βάθος 350 m, εύρος 17 km) Στα νοτιοδυτικά, το Κρητικό πέλαγος επικοινωνεί με το νοτιοανατολικό Ιόνιο πέλαγος, μέσω των στενών : (1.) της Ελαφονήσου (ελάχιστο βάθος 200 m, εύρος 11 km) (2.) των Κυθήρων (ελάχιστο βάθος 160 m, εύρος 33 km) (3.) των Αντικυθήρων (ελάχιστο βάθος 700 m, εύρος 32 km) Σχ.3 Μορφολογία (α) και βαθυμετρία (β) του κρητικού πελάγους Στην περιοχή του Κρητικού πελάγους, στο επιφανειακό στρώμα (<150 m) εντοπίζονται τρεις υδάτινες μάζες : 6

το νερό της Μαύρης θάλασσας, μικρής αλατότητας (-39.8) και θερμοκρασίας, που καλύπτει το βορειοδυτικό τμήμα του πελάγους. Προέρχεται από το βόρειο Αιγαίο, στο οποίο εισέρχεται μέσω των στενών των Δαρδανελίων. το επιφανειακό νερό της Λεβαντινής λεκάνης, μεγάλης αλατότητας και θερμοκρασίας, που καταλαμβάνει το νοτιοανατολικό τμήμα του Κρητικού πελάγους το νερό του βόρειου Ατλαντικού, χαμηλής αλατότητας, το οποίο προέρχεται από την εισροή του Ατλαντικού και εισέρχεται στην ανατολική μεσόγειο μέσω του καναλιού της Σικελίας. Στο Κρητικό πέλαγος εισέρχεται μέσω των στενών των Αντικυθήρων και σπανιότερα της Κάσου. Στα ενδιάμεσα στρώματα (150-1000m) εμφανίζονται τρία υδάτινα στρώματα : το ενδιάμεσο νερό της Λεβαντινής λεκάνης, με την μεγαλύτερη αλατότητα απ όλες τις υδάτινες μάζες της ανατολικής Μεσογείου. Σχηματίζεται προς το τέλος της χειμερινής περιόδου στην Λεβαντινή λεκάνη και σε περιοχές του νοτίου Αιγαίου. Στο Αιγαίο μεταφέρεται από το ρεύμα της Μικράς Ασίας, μέσω των στενών του κρητικού τόξου, όπου μέσω διαδικασιών μεταφοράς, μετασχηματίζεται σε μία ελαφρώς πυκνότερη υδάτινη μάζα, το ενδιάμεσο νερό του Κρητικού πελάγους. το ενδιάμεσο νερό του Κρητικού πελάγους, το οποίο σχηματίζεται εντός της κεντρικής περιοχής του πελάγους το ενδιάμεσο νερό της ανατολικής Μεσογείου, που διεισδύει μέσω των στενών του κρητικού τόξου. Τέλος, στα βαθιά στρώματα (> 1000m) παρατηρούνται δύο υδάτινες μάζες : το βαθύ νερό της ανατολικής Μεσογείου, που εντοπίζεται εκτός των στενών προς την πλευρά του Ιονίου και της Λεβαντινής λεκάνης. Σχηματίζεται κυρίως στην νότια Αδριατική. το βαθύ νερό του Κρητικού πελάγους 7

3. Ποτάμιες εισροές γλυκού νερού Το Αιγαίο Πέλαγος δέχεται τις απορροές γλυκού νερού από ποταμούς που εντοπίζονται κατά μήκος της ελληνικής και τουρκικής ακτογραμμής Οι βασικές εισροές προέρχονται από τους ποταμούς Αξιό, Αλιάκμονα, Γαλλικό, Πηνειό, τα οποία απορρέουν στον Θερμαϊκό κόλπο (Βορειοδυτικό Αιγαίο), Σπερχειό, κατά μήκος της δυτικής ακτογραμμής, Έβρο, Στρυμόνα και Νέστο, στη βόρεια ακτογραμμή και από τους μικρότερους ποταμούς (K.Menderes, Bakir, Gediz, Kuguk Menderes and BujukMenderes) που εντοπίζονται στα Τουρκικά παράλια ( οι μέσες ετήσιες τιμές απορροής συνοψίζονται στον πίνακα 1) Πίνακας 1 Μέσες ετήσιες τιμές απορροής γλυκού νερού στο Αιγαίο Επιφάνεια απορροής (km2) Μέση ετήσια απορροή ( m3 / s.) Ελλάδα Έβρος 27,465 103 Νέστος 4374 58 Στρυμόνας 10,937 110 Αξιός 22,450 159 Αλιάκμονας 6075 73 Πηνειός 7081 81 Σπερχειός 1158 62 Τουρκία Karamenderes 1586 11.1 Bakircay 16,463 6.5 Gediz Nehri 15,617 9.0 Kuzukmenderes 3255 1.1 Bujuk Menderes 19,596 30.9 8

Σε συνδυασμό με τις ποτάμιες εισροές, το Αιγαίο δέχεται και τις απορροές των λυμάτων από ένα μεγάλο αριθμό παράκτιων πόλεων και οικιστικών διαμερισμάτων ft "4 (παράδειγμα, η Αθήνα απελευθερώνει περί τα 219 χ 10 m λυμάτων / έτος ), τιμή ανάλογη με τη συνολική εισροή γλυκού νερού από τους ποταμούς της Τουρκικής ακτογραμμής. Οι εισροές των ποταμών παρουσιάζουν εποχική μεταβλητότητα. Γενικά, κατά την περίοδο μεταξύ Δεκεμβρίου και Απριλίου παρουσιάζεται αυξημένη απορροή προερχόμενη από τους ελληνικούς ποταμούς, ενώ η μέγιστη απορροή από την τουρκική ακτογραμμή εμφανίζεται μεταξύ Οκτωβρίου και Μαρτίου. Το συνολικό ποσό γλυκού νερού που εισέρχεται στο Αιγαίο είναι 2x10 m / έτος. 4. Εποχική μεταβλητότητα επιφανειακής θερμοκρασίας 4.1 Χειμώνας (Ιανουάριος - Μάρτιος) Κατά την χειμερινή περίοδο, επικρατεί μία γραμμική κατανομή της θερμοκρασίας με τάσεις ανόδου προς τα νοτιοανατολικά (Σχ.4). Τα πιο ψυχρά νερά (<14 C ) καταλαμβάνουν το βόρειο τμήμα του Αιγαίου, λόγω της εισροής του ψυχρού νερού της Μαύρης Θάλασσας και των ποτάμιων εισροών στην περιοχή. Πιο θερμά νερά (>16 C )βρίσκονται στο ανατολικό τμήμα του κρητικού πελάγους, με προέλευση την Λεβαντινή λεκάνη. Επιπλέον, το κύριο τμήμα του ψυχρού νερού της Μαύρης Θάλασσας, επεκτείνεται προς τα δυτικά φτάνοντας έως τα δυτικά άκρα της χερσονήσου της Κασσάνδρας και καταλήγοντας στα νησιά των Σποράδων στα νοτιοδυτικά. Παρατηρείται μικρή έως καθόλου διείσδυση των επιφανειακών αυτών υδάτων στους κόλπους της Χαλκιδικής. Εκτός αυτού, το ψυχρό νερό κατά μήκος της βόρειας ακτογραμμής του Αιγαίου και στον Θερμαϊκό κόλπο προέρχεται σε ένα μέρος, από τις χαμηλής θερμοκρασίας ποτάμιες εισροές. Συγκεκριμένα, για την περιοχή του Θερμαϊκού, οι εισροές αυτές μετακινούνται κατά μήκος της δυτικής ακτογραμμής, 9

κατευθυνόμενες από τοπικούς βόρειους ανέμους ( βαρδάρης), μέσω της κοιλάδας του Αξιού ποταμού ( Poulos et. al., 1997). Δημιουργία μετώπων παρατηρείται στα όρια μεταξύ των ψυχρών νερών στο βόρειο και βορειοδυτικό τμήμα του Αιγαίου και τα πιο θερμά νερά του νοτιοανατολικού τμήματος. Ένα ισχυρό θερμοαλατικό μέτωπο παρατηρείται στην λεκάνη της Λήμνου όπου το ψυχρό νερό της Μαύρης Θάλασσας επικοινωνεί με το πιο θερμό Λεβαντίνο Νερό (Theocharis and Georgopoulos, 1993). Σχ.4. εποχική - χωρική κατανομή επιφανειακής θερμοκρασίας στο Αιγαίο 10

4.2 Ανοιξη ( Απρίλιος - Ιούνιος) Κατά τη διάρκεια της Άνοιξης, ως αποτέλεσμα της χειμερινής ανάμειξης και ψύξης, η κατανομή της επιφανειακής θερμοκρασίας εμφανίζει μια πιο πολύπλοκη εικόνα (Σχ. 4) με τιμές που ποικίλουν από 18.5-19.5 C. Κύρια χαρακτηριστικά της εποχής αποτελούν η εμφάνιση δινών και κυματοειδών σχηματισμών στην ευρύτερη περιοχή του Αιγαίου. Δορυφορικές εικόνες καταδεικνύουν ότι κατά τη διάρκεια της Άνοιξης, ο κύριος όγκος του ψυχρού νερού περιορίζεται στο βορειοανατολικό τμήμα του Αιγαίου. Ένα ψυχρότερο μέτωπο διαχέεται αρχικά στο βόρειο και ανατολικό τμήμα και εν συνεχεία στο κεντρικό, φτάνοντας μέχρι την λεκάνη των Κυκλάδων στα νότια. Οι ψυχρές υδάτινες μάζες στον Θερμαϊκό είναι αποτέλεσμα του υψηλού ρυθμού απορροής των ποταμών Αξιού, Αλιάκμονα και Πηνειού. 4.3 Καλοκαίρι (Ιούλιος - Σεπτέμβριος) Το Καλοκαίρι, οι επιφανειακές θερμοκρασίες ποικίλουν από 22 C στην είσοδο του στενού των Δαρδανελίων έως >24 C στα στενά του Κρητικού Πελάγους. Γενικά επικρατεί μία τάση ανόδου της θερμοκρασίας κατά 2-3 από τα ανατολικά προς τα δυτικά. Οι χαμηλότερες τιμές στα ανατολικά και μερικώς στο κεντρικό Αιγαίο οφείλονται εν μέρει στο φαινόμενο της ανάδυσης που προκαλείται από τους ετήσιους ανέμους. Αυτή η ψύξη της θαλάσσιας επιφάνειας επιφέρει και μία ατμοσφαιρική σταθερότητα, και ως αποτέλεσμα σταθερές καιρικές συνθήκες (Poulos et al., 1997). Επιπλέον, κατά την περίοδο αυτή οι ποτάμιες εισροές εμφανίζουν τις ελάχιστες τιμές και συμβάλλουν μόνο εμμέσως στην διατήρηση σχετικά υψηλών θερμοκρασιών στα επιφανειακά ύδατα των βόρειων και δυτικών περιοχών του Αιγαίου. 11

4.4 Φθινόπωρο (Οκτώβριος - Δεκέμβριος) Το φθινόπωρο μπορεί να χαρακτηριστεί ως μεταβατική περίοδος με κύρια χαρακτηριστικά : (ι) την βαθμιαία εξασθένιση των ετήσιων ανέμων, (ιι) την αύξηση του ρυθμού απορροής των ποταμών, (ιιι) την επικράτηση του Νερού της Μαύρης Θάλασσας ως κύριου υδρολογικού χαρακτηριστικού. Ταυτόχρονα, τα φαινόμενα ανάδυσης αντικαθίστανται από την εισροή θερμού νερού από την Λεβαντινή λεκάνη. Οι θερμοκρασία των επιφανειακών υδάτων εμφανίζει τιμές από 15-20 C. Κατά την φθινοπωρινή περίοδο, τα ψυχρά ύδατα περιορίζονται στις βόρειες περιοχές του Αιγαίου, καθώς το Νερό της Μαύρης Θάλασσας επεκτείνεται σταδιακά στην ευρύτερη βορειοανατολική περιοχή του Αιγαίου. Επιπλέον, ψυχρά νερά ποταμών απορρέουν στην περιοχή ( παράδειγμα στον Θερμαϊκό κόλπο). Ιδιαίτερο χαρακτηριστικό κυκλοφορίας αυτής της εποχής αποτελούν οι «γλώσσες» του Νερού της Μαύρης Θάλασσας που επεκτείνονται βόρεια μέχρι τη νήσο της Θάσου. 5. Κλιματολογικές συνθήκες Το Αιγαίο πέλαγος χαρακτηρίζεται από τυπικό μεσογειακό κλίμα. Η ετήσια κλιματολογική μεταβλητότητα μπορεί να διακριθεί σε δύο περιόδους Νοέμβριο - Μάρτιο, υγρή και ψυχρή Μάιο - Σεπτέμβριο ζεστή και σχετικά ξηρή Ο Οκτώβριος και ο Απρίλιος μπορούν να χαρακτηριστούν ως ενδιάμεσοι μήνες μεταξύ των δύο αυτών χαρακτηριστικών περιόδων. 12

5.1 Ατμοσφαιρική θερμοκρασία Οι μέσες ετήσιες τιμές της θερμοκρασίας πάνω από το Αιγαίο ποικίλουν από 16-19.5 C, με τάση ανόδου προς τα Νότια. Οι απόλυτες ελάχιστες και μέγιστες τιμές στις γειτονικές ηπειρωτικές περιοχές είναι δυνατόν να φτάσουν τους -25 C, (χειμώνα) και +45 C, (Καλοκαίρι) αντίστοιχα. Κατά τη διάρκεια της περιόδου 1975-1990, δεδομένα της Μετεωρολογικής Υπηρεσίας, κατέδειξαν ότι οι χαμηλότερες μέσες μηνιαίες τιμές το χειμώνα βρισκόταν μεταξύ 4.8 C, (Αλεξανδρούπολη) και 12 C, (Ηράκλειο). Κατά τη διάρκεια του Καλοκαιριού οι μέσες μηνιαίες θερμοκρασίες κυμαινόταν μεταξύ 24 C, (Καβάλα) και 26.5 C, (Ρόδος).(Poulos et al., 1997). 5.2 Βροχόπτωση Η ετήσια βροχόπτωση στην περιοχή του Αιγαίου κυμαίνεται μεταξύ 400-700 mm με ετήσια μέση σχετική υγρασία 65% - 75%. Γενικά, η βροχόπτωση είναι σχετικά περιορισμένη ( ή απούσα) κατά τους καλοκαιρινούς μήνες, ενώ εμφανίζεται εντονότερη στην Ανατολική πλευρά του Αιγαίου. Μελέτη χρονοσειρών διάρκειας 16 ετών κατέδειξαν τιμές βροχόπτωσης μεταξύ 372 mm (Αθήνα) και 672 mm (Ρόδος), με συνολική μέση τιμή 495 mm / έτος (Poulos et al., 1997). 5.3 Πεδία ανέμων Η περιοχή του Αιγαίου κυριαρχείται από βόρειους ανέμους. Νότιοι - νοτιοδυτικοί άνεμοι εμφανίζονται την άνοιξη, και κατά τη διάρκεια του Καλοκαιριού εμφανίζονται ημερήσιοι θαλασσινοί άνεμοι χαμηλής έντασης κατά μήκος των ελληνικών και τουρκικών ακτών. Η μελέτη της μέσης μηνιαίας τιμής της ταχύτητας των ανέμων κατά τη διάρκεια της περιόδου 1980-1983 εμφάνισε τιμές που κυμαίνονται μεταξύ 3 m/sec (Χίος το Δεκέμβρη, Ρόδος τον Ιανουάριο) και > 7.5 m/sec (Χίος τον Φεβρουάριο και 13

Αύγουστο). Οι εποχική κατανομή των πνεόντων ανέμων στο Αιγαίο απεικονίζεται στο Σχ. 5 Σχ.5. Εποχική κατανομή της διεύθυνσης και έντασης των ανέμων στην περιοχή του Αιγαίου πέλαγους. Κατά τη διάρκεια των χειμερινών μηνών, ισχυροί, ψυχροί και ξηροί βόρειοι άνεμοι (προερχόμενοι από την Αρκτική και τις πολικές ηπειρωτικές αέριες μάζες) διοχετεύονται μέσω των κοιλάδων των ποταμών Αξιού, Στρυμόνα και Έβρου προς το Αιγαίο ( Theocharis and Georgopoulos, 1993). Κατά την περίοδο του Καλοκαιριού, στο πεδίο ανέμων του Αιγαίου κυριαρχούν οι «ετήσιοι» άνεμοι, βόρειοι, θερμοί και ισχυροί, συνοδεύονται από ηλιοφάνεια και καθαρό ουρανό, και η ταχύτητά τους μπορεί να ξεπεράσει τα 20 m/sec. Δυναμικές παράμετροι που σχετίζονται με τους ετήσιους είναι Το υψηλό βαρομετρικό σύστημα των Αζόρων, το οποίο το Καλοκαίρι κινείται βόρεια και εκτείνεται στην νοτιοανατολική Ευρώπη και τα Βαλκάνια. Το χαμηλό βαρομετρικό της Ασίας, το οποίο εκτείνεται δυτικά, συνήθως πιο μακριά και από την Κύπρο. Το υψηλό βαρομετρικό της δυτικής Ρωσίας 14

Το υψηλό βαρομετρικό της βορειοδυτικής Ευρώπης, το οποίο φτάνει και μέχρι το Αιγαίο. 5.4 Εξάτμιση Τα αποτελέσματα προέρχονται από μία έρευνα (Jakovides et al., 1989) μέσω της οποίας αναλύθηκαν δεδομένα από χρονοσειρά τεσσάρων ετών (1980-1983), από τέσσερις σταθμούς στο Αιγαίο ( Λήμνος, Χίος, Σκύρος και Ρόδος). Η μελέτη αυτή κατέδειξε μέσο ρυθμό εξάτμισης 4.2 mm/d, τιμή η οποία διαφέρει λίγο από αυτή των 3.9 mm/d, σε έρευνα των Bunker et al. (1982) για την ευρύτερη περιοχή της Μεσογείου. Οι διακυμάνσεις στην εξάτμιση ακολουθούν αυτές της ατμοσφαιρικής θερμοκρασίας, βροχόπτωσης και ταχύτητας ανέμου. Ελάχιστη και μέγιστη τιμή είναι 2 mm/d στο τέλος της Άνοιξης, και 5-7 mm/d, τη περίοδο Φεβρουάριου και Ιουλίου - Αυγούστου αντίστοιχα. 15

6. Δεδομένα Τα στοιχεία που θα επεξεργαστούν στην παρούσα διατριβή προέρχονται : α) από παλαιότερες έρευνες που είχαν πραγματοποιηθεί στην Ανατολική Μεσόγειο και το Αιγαίο πέλαγος, β) από διεθνή προγράμματα, με στόχο τη μελέτη της φυσικής ωκεανογραφίας και βιογεωχημείας της υπό εξέταση περιοχής : Φυσική Ωκεανογραφία στην Α. Μεσόγειο (POEM), το οποίο πραγματοποιήθηκε κατά την περίοδο 1985-1987 Πρόγραμμα CINCS Pelagic-Benthic Coupling in the oligotrophic Cretan Sea ( 1994-1995) Πρόγραμμα «Υδρογραφικός Άτλαντας της Μεσογείου» MED ATLAS - 1997 Πρόγραμμα με στόχο τη Μεσόγειο ΜΤΡ I (1993-1996) - ΜΤΡ II (1996-1999) γ) δεδομένα της Υδρογραφικής Υπηρεσίας του Ελληνικού Ναυτικού, τα οποία καλύπτουν την περίοδο 1993-2001, δ) από το τοπικό πρόγραμμα με τίτλο PELAGOS που πραγματοποιήθηκε από την άνοιξη του 1994 και ολοκληρώθηκε το χειμώνα του 1995. Τα προγράμματα PELAGOS, CINCS, ΜΤΡ I αφορούσαν κυρίως τις χημικές και φυσικές διεργασίες ανταλλαγής στο Κρητικό πέλαγος 16

7. Κυκλοφορία υδάτινων μαζών Η επιφανειακή κυκλοφορία στο Αιγαίο πέλαγος εμφανίζει περιοδικές και εποχιακές μεταβολές. Σποραδικά και έντονα καιρικά φαινόμενα ( ισχυροί άνεμοι) είναι δυνατόν να μεταβάλλουν την μορφή της κυκλοφορίας υδάτινων μαζών. Η ανομοιομορφία αυτή επηρεάζεται από παράγοντες όπως : η γεωγραφική κατανομή των νησιωτικών συμπλεγμάτων, η πολύπλοκη τοπογραφία του πυθμένα, η εισροή του χαμηλής θερμοκρασίας και αλατότητας Νερού της Μαύρης Θάλασσας, οι ποτάμιες εισροές από την ελληνική και τουρκική ενδοχώρα, εποχιακές μεταβολές των μετεωρολογικών συνθηκών ( με χαρακτηριστικότερο παράδειγμα την παρουσία των ετησίων ανέμων, κατά την καλοκαιρινή περίοδο). Εξαιτίας της μακροπρόθεσμης γεωδυναμικής εξέλιξης και ενεργών νεοτεκτονικών διεργασιών, το Αιγαίο πέλαγος παρουσιάζει μία περίπλοκη τοπογραφία, όσον αφορά τη μορφολογία του πυθμένα και την κατανομή και διαμόρφωση των νησιωτικών συμπλεγμάτων.( Lykousis et al., 2002). Η εισροή ποτάμιων υδάτων στο βόρειο τμήμα και χαμηλής αλατότητας νερού της Μαύρης θάλασσας (BSW), μέσω του στενού των Δαρδανελίων, σε συνδυασμό με τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ αέρα και ύδατος, δημιουργούν ένα πολύπλοκο σύστημα σε σχέση με την κυκλοφορία των υδάτινων μαζών, καθώς και τις βιολογικές, χημικές, γεωλογικές και ιζηματολογικές διεργασίες. Η πολυπλοκότητα του συστήματος ενισχύεται και από την χωρική - χρονική μεταβλητότητα των τροφικών συνθηκών ( Σχ. 6). 17

OLD tfsw L 2S5 D 2 Km pixflfcs Ave. Piqmerus from CZCS, Apr 1979-85 oo ax*x i έβ5.0 2 Km pixels.05.08.12.2.3.5.b 1.3 2 3 4 B 10 mg/m; mi ΗΗΙΙϋ Ave. Piqments from CZCS, Sep 1979-85 Σχ.6 Χωρό - χρονική μεταβλητότητα της παραγωγικότητας στο Αιγαίο πέλαγος, όπως υπολογίζεται από δορυφορικές μετρήσεις ( CZCS ), κατά τη διάρκεια των μηνών Απριλίου και Σεπτεμβρίου Στο Αιγαίο πέλαγος επικρατεί μία γενική κυκλωνική (δεξιόστροφης διεύθυνσης) κυκλοφορία. Ωστόσο, το πιο δυναμικό χαρακτηριστικό της επιφανειακής κυκλοφορίας είναι τα μέσης κλίμακας κυκλωνικές και αντικυκλωνικές δίνες (Σχ.7). Η εισροή ύδατος της Μαύρης Θάλασσας (Black Sea Water - BSW ) αποτελεί την κύρια πηγή υφάλμυρου νερού στο Βόρειο Αιγαίο, καθώς το σύνολο των ποτάμιων εισροών είναι μικρότερο από αυτές του BSW κατά τουλάχιστον μία μονάδα μεγέθους (Poulos et al., 1997). Η ροή του BSW στο Βόρειο Αιγαίο ποικίλει από 100 έως 1000 km3 έτος-1, ενώ η καθαρή ροή εισόδου νερού στο Αιγαίο είναι 300 km έτος 18

Σχ.7 Θερμοαλατική κυκλοφορία Αιγαίου Πελάγους 19

7.1 Βόρειο Αιγαίο Το Βόρειο Αιγαίο χαρακτηρίζεται από κυκλωνική κυκλοφορία. Το κύριο χαρακτηριστικό κυκλοφορίας είναι το μέτωπο που σχηματίζεται από την εισροή BSW από τα Δαρδανέλια. Η υδάτινη αυτή μάζα χαρακτηρίζεται από μικρής κλίμακας κυκλωνική και αντικυκλωνική κυκλοφορία. Τα ύδατα κινούνται δυτικά, κατά μήκος της βόρειας ακτογραμμής της Λήμνου, όπου διαχωρίζονται προς βόρεια και νότια κατεύθυνση. Χαρακτηριστικό της κυκλοφορίας στο Βόρειο Αιγαίο αποτελεί η δημιουργία ενός πολύ ρηχού θερμοαλατικού μετώπου πάχους μικρότερου από 40 μέτρα (Σχ.8) πάνω από την λεκάνη της Λήμνου. Η δημιουργία του οφείλεται στην συνάντηση του Νερού της Μαύρης Θάλασσας και του μεγαλύτερης αλατότητας και θερμοκρασίας Νερού της Λεβαντινής Λεκάνης. -? 50 cm s' Σχ.8 Απεικόνιση επιφανειακής κυκλοφορίας υδάτων στο Β.Αιγαίο, μέσω γεωστροφικών ρευμάτων α) Μάιος 1997. β) Σεπτέμβριος 1998 20

Ένα άλλο μέσης κλίμακας χαρακτηριστικό αποτελεί ο μεγάλος αντικυκλώνας γύρω από τις νήσους Σαμοθράκη και Ίμβρο. Τα στρώμα ανάμεσα στα 100 και 400 μέτρα αποτελείται από το Λεβαντίνο Ενδιάμεσο Νερό (Levantine Intermediate Water - LIW). Η υδάτινη αυτή μάζα χαρακτηρίζεται από κυκλωνική κυκλοφορία στο Βόρειο Αιγαίο. Το ιδιαίτερα πυκνό νερό που σχηματίζεται στο Β. Αιγαίο ρυθμίζεται όχι μόνο από την αλληλεπίδραση θάλασσας και ατμόσφαιρας αλλά και από τον όγκο του BSW το οποίο εισέρχεται. izervakis et al 20001. Τα επιφανειακά ύδατα προέλευσης Μαύρης Θάλασσας εισέρχονται στο Β. Αιγαίο μέσω του Ελλησπόντου καθ όλη τη διάρκεια του έτους. Το Νερό της Μαύρης Θάλασσας, χαμηλής αλατότητας (29-34) και θερμοκρασίας (18-23 C κατά την καλοκαιρινή περίοδο) μεταφέρεται σε όλη σχεδόν την περιοχή του Β. Αιγαίου. Κάτω από το στρώμα του BSW (20-40 m) παρατηρείται ένα καλά σχηματισμένο κατακόρυφο αλοκλινές, ως απόρροια της χαμηλής αλατότητας του επιφανειακού στρώματος, παρ όλη την έντονη ψύξη και εξάτμιση που παρατηρούνται κατά την διάρκεια της χειμερινής και καλοκαιρινής περιόδου. Στο Αιγαίο Πέλαγος, ανάδυση παρατηρείται κατά μήκος των ανατολικών ορίων της θαλάσσιας περιοχής, εξαιτίας των ισχυρών βόριων ετήσιων ανέμων κατά την καλοκαιρινή περίοδο ( Αύγουστος - Σεπτέμβριος ). Υποεπιφανειακό ψυχρό νερό αναδύεται δημιουργώντας διαφορές επιφανειακής θερμοκρασίας (3-5 C) και εγκαθιστώντας ένα θερμικό μέτωπο μεταξύ των ανατολικών και δυτικών περιοχών του Β. Αιγαίου. Το πεδίο ανέμων και η ροή μέσω του Ελλησπόντου διευκολύνουν την μεταφορά του Νερού της Μαύρης Θάλασσας στο Β. Αιγαίο και προς τα περάσματα της λεκάνης των Κυκλάδων. Τροποποιημένο ΝΜΘ έχει ανιχνευτεί έως τα δυτικά στενά του Κρητικού τόξου, μεταξύ του νοτιοανατολικού ιονίου και των δυτικών περιοχών του Κρητικού Πελάγους. Το τροποποιημένο ΝΜΘ κατευθύνεται από τα στενά του Ελλησπόντου προς τα νοτιοδυτικά, νότια της Λήμνου το καλοκαίρι, και βόρεια το χειμώνα. Επιπλέον, μικρής κλίμακας περιοχές κυκλωνικής και αντικυκλωνικής ροής σχηματίζονται κατά μήκος της διαδρομής αυτής. 21

Σχ.9 α οριζόντια κατανομή επιφανειακής αλατότητας ως ιχνηλάτης του Νερού της Μαύρης Θάλασσας (Zodiatis and Balopoulos, 1993), και θερμοκρασίας, β επιφανειακά γεωστροφικά ρεύματα στο Β. Αιγαίο Συνήθως, περιοχές κυκλωνικής κυκλοφορίας σχηματίζονται στα νότια ή ανατολικά της τροχιάς του ρεύματος, ενώ περιοχές αντικυκλωνικής κυκλοφορίας εντοπίζονται στα βόρια ή δυτικά, ανάμεσα στο ρεύμα και την ηπειρωτική Ελλάδα. Στο Β. Αιγαίο επικρατεί σημαντική χώρο - χρονική μεταβλητότητα του πεδίου ανέμων, γεγονός που οφείλεται στα ιδιαίτερα γεωμορφολογικά χαρακτηριστικά της περιοχής. 22

Το στενό του Ελλησπόντου θεωρείται η φυσική έξοδος των αέριων μαζών από τη Μαύρη Θάλασσα προς το Αιγαίο (Kallos et al., 1993). Οι αέριες αυτές μάζες διοχετεύονται δια μέσου του Αιγαίου, μεταξύ της Ελλάδας και της Μικράς Ασίας. 7.1.1. Γεωστροφική κυκλοφορία του Βόρειου Αιγαίου Πελάγους κατά την διάρκεια του θέρους Κατά την καλοκαιρινή περίοδο, ολόκληρη η υφαλοκρηπίδα της Λήμνου και το ανατολικότερο τμήμα της τάφρου καταλαμβάνονται από τον εκτεταμένο και ιδιαίτερα ισχυρό αντικυκλώνα της Σαμοθράκης. Στα όρια του αντικυκλώνα το ρεύμα που αναπτύσσεται είναι ισχυρότατο και οδηγεί τις φρέσκες εισροές του ΝΜΘ στην περιοχή της Σαμοθράκης. Το ρεύμα που μεταφέρει νερά από το στόμιο των Δαρδανελίων συνεχίζει μέχρι την ανατολική ακτή της Λήμνου όπου διακλαδίζεται σε δύο κλάδους, ο βορειότερος των οποίων κινείται προς βορά μεταξύ Λήμνου και Ίμβρου ενώ ο δεύτερος περιρρέει τη νότια ακτή της Λήμνου και στη συνέχεια κινείται και αυτός προς βορρά. Στη λεκάνη των Βόρειων Σποράδων είναι εγκατεστημένος ο σημαντικότερος κυκλώνας όλης της περιοχής έρευνας. Οι φρέσκες εισροές ΝΜΘ δεν φαίνεται να εμπλέκονται στον κυκλώνα των Β. Σποράδων καθώς αυτές αποκλείονται από το ΕΝΑ που κινείται προς βορρά. Στην περιφέρεια του κυκλώνα κινούνται νερά χαμηλής αλατότητας, πιθανώς ΝΜΘ. Το ρεύμα στο νότιο τμήμα του κυκλώνα, αφού περάσει το νησιωτικό σύμπλεγμα των Β. Σποράδων, διακλαδίζεται και ο ένας κλάδος συνεχίζει να περιρρέει τον κυκλώνα ενώ ο άλλος κλάδος κινείται προς νότο. Στη διαδρομή του αυτή αφήνει προς τα δυτικά δύο αντικυκλώνες που συγκεντρώνουν νερά χαμηλής αλατότητας και σχετικά υψηλής θερμοκρασίας. Ανατολικά το ρεύμα διατρέχει μια δυναμικά ασθενή κυκλωνική περιοχή, τον κυκλώνα της Χίου. Χαρακτηρίζεται από νερά υψηλής αλατότητας και χαμηλής θερμοκρασίας. Στην περιοχή αυτή εγκλωβίζονται τα νερά που προέρχονται από τις παράκτιες αναβλύσεις. 23

Στο επιφανειακό στρώμα και μέχρι το πυκνοκλινές, η δυναμική κατάσταση παραμένει αμετάβλητη. Το σύστημα χαρακτηρίζεται από δύο κυκλώνες, τρεις αντικυκλώνες, δύο ροές και ένα ρεύμα. Ο πρώτος και ισχυρότερος κυκλώνας βρίσκεται στην λεκάνη των Β. Σποράδων και ο δεύτερος στο νοτιοανατολικό τμήμα της λεκάνης της Χίου. Ο κυριότερος αντικυκλώνας αναπτύσσεται στο βορειοανατολικό Αιγαίο και οι άλλοι δύο είναι εγκατεστημένοι κατά μήκος των ακτών της Εύβοιας. Η πλέον έντονη ροή είναι αυτή που διατρέχει την περιφέρεια του αντικυκλώνα της Σαμοθράκης. Σημαντικό ρόλο διαδραματίζει επίσης η ροή που αναπτύσσεται στην κεντρική περιοχή του Β. Αιγαίου και αφήνει στα δυτικά νερά θερμότερα και χαμηλής αλατότητας και στα ανατολικά νερά ψυχρά και υψηλής αλατότητας. Τέλος, σημαντικό σε ένταση είναι και το ρεύμα που περιρρέει τον κυκλώνα των Β. Σποράδων. Η κατάσταση μεταβάλλεται ριζικά στο στρώμα κάτω του πυκνοκλινούς. Παραμένει ο κυκλώνας στην λεκάνη των Β. Σποράδων ως το κυριότερο κυκλωνικό στοιχείο της περιοχής. Στο ανατολικό Αιγαίο εμφανίζεται μια ευρύτερη αντικυκλωνική περιοχή. Μεταξύ των δύο αυτών δυναμικών δομών αναπτύσσεται ένα χαλαρό ρεύμα που μεταφέρει το ΛΕΝ προς βορρά. Στην ανατολική περιοχή της τάφρου, όπου στο επιφανειακό στρώμα επικρατούσε αντικυκλώνας, αυτός γίνεται αντιληπτός και είναι εμφανής μέχρι τουλάχιστον τα 500dbar. Στο σχ.10 απεικονίζονται οι κυριότερες δυναμικές δομές στην περιοχή κατά τη διάρκεια του θέρους 24

Σχ.10. σκαρίφημα στο οποίο καταγράφονται τα δυναμικά χαρακτηριστικά της περιοχής στο επιφανειακό στρώμα 7.1.2. Γεωστροφική κυκλοφορία του Βόρειου Αιγαίου Πέλαγους κατά την διάρκεια του Φθινοπώρου Η δυναμική δομή της περιοχής καθορίζεται από την ανάπτυξη μιας μείζονος κυκλωνικής κίνησης στην κεντρική περιοχή του Β. Αιγαίου. Στην κυκλωνική αυτή περιοχή εμφανίζονται δύο σημαντικά κυκλωνικά κέντρα, το πρώτο βόρεια της λεκάνης των Κυκλάδων και το δεύτερο στην περιοχή μεταξύ των νησιών χίου, Λέσβου και Σκύρου. Το σήμα του νοτιότερου κυκλώνα είναι ιδιαίτερα έντονο, διατηρείται στα 50dbar και γίνεται αντιληπτό και κάτω του θερμοκλινούς. 25

Στην περιοχή νότια της Θάσου αναπτύσσεται ένα ασθενές κυκλωνικό πεδίο που αρχίζει να μορφοποιείται από τα 50dbar και κάτω. Έτσι, μπορούμε να μιλάμε για μια διαδοχή τριών κυκλωνικών δομών κατά μήκος του κεντρικού άξονα βορρά - νότου στο Β. Αιγαίο. Στο βόρειο τμήμα της περιοχής, νότια της Χαλκιδικής, έχει εγκατασταθεί ένας ισχυρός αντικυκλώνας, του οποίου η παρουσία γίνεται αντιληπτή στα στρώματα κάτω του θερμοκλινούς, μέχρι το επίπεδο των 150dbar. Είναι το ισχυρότερο αντικυκλωνικό πεδίο της περιοχής. Γύρω από την κυρίαρχη κυκλωνική περιοχή αναπτύσονται μικρότερης έντασης αντικυκλώνες, όπως στην νοτιοανατολική Εύβοια και στη νότια και βόρεια λεκάνη της Ικαρίας. Οι αντικυκλώνες εντατικοποιούνται και μορφοποιούνται με το βάθος. Μεταξύ της ευρείας κυκλωνικής κίνησης και των αντικυκλώνων αναπτύσσονται ισχυρές ροές. Το ΝΜΘ εξερχόμενο από τα Δαρδανέλια κινείται στην περιφέρεια της κυκλωνικής περιοχής. Ένας κλάδος του ρεύματος κινείται νότια της Λήμνου προς τις Βόρειες Σποράδες ενώ ένας δεύτερος κλάδος κατευθύνεται προς την Σαμοθράκη και κινούμενος γύρω από τον κυκλώνα που βρίσκεται νότια της Θάσου, συναντά και πάλι τον πρώτο κλάδο, οι δύο ροές ενώνονται και κινούνται αρχικά προς δυσμάς. Στο ύψος των Β. Σποράδων συνεχίζουν προς νότο. Νότια της Σκύρου, ένας μικρός κλάδος του ρεύματος κινείται ανατολικά, ενώ η κύρια ροή συνεχίζει προς νότο. Στο στενό που δημιουργείται μεταξύ Εύβοιας και Άνδρου, τμήμα της ροής συνεχίζει προς το κεντρικό και νότιο Αιγαίο. Η βόρεια και δυτική ροή μεταφέρει προς νότο το ΝΜΘ. Το ρεύμα του Ανατολικού Αιγαίου κινείται προς βορρά μαιανδρίζοντας μεταξύ των αντικυκλώνων και της κύριας κυκλωνικής κίνησης που αναπτύσσεται στο Β. Αιγαίο φθάνοντας μέχρι την υφαλοκρηπίδα της Λήμνου όπου και βυθίζεται κάτω από τα νερά που εκρέουν από τα Δαρδανέλια. Συγκρίνοντας τη ροή προς νότο και το ρεύμα του Α. Αιγαίου προς βορρά με την κατανομή της αλατότητας, καθίσταται σαφές ότι η πρώτη μεταφέρει το ΝΜΘ προς νότο και η δεύτερη τα ΕΑΝ και ΛΕΝ προς βορρά. Το ΝΜΘ στη διαδρομή του προς νότο και αφού περάσει το στενό της Άνδρου, φθάνει μέχρι το κεντρικό και νότιο Αιγαίο. Στο σχ. 11 παρουσιάζονται τα δυναμικά στοιχεία της περιοχής κατά τη διάρκεια του φθινοπώρου. 26

Σχ. 11. δυναμικά στοιχεία της περιοχής κατά τη φθινοπωρινή περίοδο 7.1.3. Γεωστροφική κυκλοφορία του Βόρειου Αιγαίου Πέλαγους κατά την διάρκεια του Χειμώνα Στην περιοχή μελέτης εμφανίζονται και πάλι τα βασικά δυναμικά χαρακτηριστικά που επικράτησαν και τις προηγούμενες περιόδους. Ο κυκλώνας του Β. Αιγαίου αποτελεί ένα στοιχείο που εμφανίζεται μόνιμα στην περιοχή. Την χειμερινή περίοδο ωστόσο, περιορίζεται σημαντικά. Έχει ένα κέντρο και καταλαμβάνει μόνο το βόρειο τμήμα της λεκάνης της Χίου. Οριοθετείται από τα νησιά Λέσβος, Λήμνος και Σκόρος. Είναι το ισχυρότερο κυκλωνικό στοιχείο της περιοχής. Στην περιοχή της υπολεκάνης των Β. Σποράδων εμφανίζεται ο ομώνυμος κυκλώνας που μπορεί να θεωρηθεί μόνιμο στοιχείο της περιοχής. Μικρές σε έκταση κυκλωνικές περιοχές εμφανίζονται στη νότια λεκάνη της Ικαρίας (ανατολικά της Νάξου), καθώς και βόρεια της Άνδρου. Δυτικά της Ικαρίας αναπτύσσεται μικρή σε έκταση και 27

ασθενής κυκλωνική κίνηση που μορφοποιείται από το επίπεδο των 50dbar και ανιχνεύεται μέχρι το επίπεδο των 150 dbar. Κατά μήκος της ακτής της Μικράς Ασίας, νοτιοανατολικά της Ικαρίας και της Χίου αναπτύσσονται δύο αντικυκλώνες. Ο αντικυκλώνας της Χίου είναι το σημαντικότερο δυναμικό χαρακτηριστικό που διατηρείται σε όλα τα στρώματα μέχρι τα 150dbar. Ο αντικυκλώνας της Χίου καλύπτει ολόκληρο το εύρος της λεκάνης και παρεμβάλλεται μεταξύ των κυκλώνων της νότιας και κεντρικής περιοχής της λεκάνης. Αντικυκλώνες εμφανίζονται επίσης μεταξύ Εύβοιας, Σκύρου και του συμπλέγματος των Β. Σποράδων, καθώς επίσης και νοτιοδυτικά του Άθω. Στο ανατολικό άκρο της υφαλοκρηπίδας της Σαμοθράκης αναπτύσσεται ο αντικυκλώνας της Σαμοθράκης. Μεταξύ των κυκλώνων και αντικυκλώνων στην νοτιοανατολική περιοχή έρευνα αναπτύσσεται το ρεύμα του Β. Αιγαίου. Το ρεύμα μαιανδρίζει μεταξύ των δυναμικών στοιχείων, κυκλώνες δυτικά και αντικυκλώνες ανατολικά, κινούμενο με διεύθυνση βορειοδυτική φθάνοντας μέχρι την περιοχή βόρεια της Χίου. Στη συνέχεια κινείται ανατολικά μεταξύ Χίου και Λέσβου και εμπλέκεται στον κυκλώνα του Β. Αιγαίου, στην περιφέρεια του οποίου κινείται. Το ρεύμα αυτό μεταφέρει τα θερμότερα και μεγαλύτερης αλατότητας νερά από το νότο προς τον βορρά. Φθάνοντας στην περιοχή μεταξύ Λήμνου και Β. Σποράδων ένας βραχίονάς του αποκολλάται και εισβάλλει στην τάφρο του Β. Αιγαίου και στη συνέχεια στην υφαλοκρηπίδα της Σαμοθράκης. Μετά το στενό Λήμνου - Β. Σποράδων το ρεύμα συνεχίζει να κινείται κυκλωνικά κατευθυνόμενο προς νότο. Στην πορεία του μειώνεται η αλατότητα και η θερμοκρασίας του. Το ΝΜΘ, μετά την έξοδό του από τα Δαρδανέλια, κατευθύνεται δυτικά εισβάλλοντας στη συνέχεια στην περιοχή της υπολεκάνης της Λήμνου και της υφαλοκρηπίδας της Σαμοθράκης περνώντας από το στενό Λήμνου - Ίμβρου. Εμπλέκεται στο σύστημα των κυκλώνων και αντικυκλώνων που αναπτύσσονται στην περιοχή της υφαλοκρηπίδας. Το ΝΜΘ έχοντας υποστεί σημαντική διαφοροποίηση λόγω κατακόρυφων αναμίξεων, εγκαταλείπει την υφαλοκρηπίδα από την περιοχή της χερσονήσου του Άθω. Στο σημείο αυτό πρέπει να αναφερθεί ότι δεν είναι σαφής ο μηχανισμός μέσω του οποίου εκρέει το ΝΜΘ από την υφαλοκρηπίδα. Στο σχ. 12 παρουσιάζονται οι κυριότερες δυναμικές δομές της περιοχής. 28

Σχ.12. τα κυριότερα δυναμικά στοιχεία της περιοχής κατά την χειμερινή περίοδο 7.2 Νότιο Αιγαίο - Κρητικό πέλαγος 7.2.1 Γειοστροφική κυκλοφορία του Κρητικού Πελάγους κατά την διάρκεια της Άνοιξης Υπάρχουν τρεις κύριες υδάτινες μάζες στην λεκάνη της Ανατολικής Μεσογείου : (1) το επιφανειακό Τροποποιημένο Νερό του Ατλαντικού, (2) το Λεβαντίνο Ενδιάμεσο Νερό, και (3) το Βαθύ Νερό της Ανατολικής Μεσογείου. Ωστόσο, πλην των ανωτέρω, έχουν ανιχνευτεί και άλλες υδάτινες μάζες, οι οποίες είτε είναι τοπικής προέλευσης, είτε εισέρχονται από γειτονικές λεκάνες. Στα νοτιανατολικά, το Κρητικό πέλαγος δέχεται σημαντική ποσότητα από νερό προερχόμενο από την Μαύρη Θάλασσα. Υδάτινες μάζες ενδιάμεσου και πυθμενικού χαρακτήρα σχηματίζονται στις υπό - λεκάνες του Αιγαίου. 29

Κατά την διάρκεια της θερμής περιόδου, το επιφανειακό στρώμα στη συνολική σχεδόν έκταση της ανατολικής Μεσογείου κυριαρχείται από υψηλής θερμοκρασίας και αλατότητας επιφανειακό νερό της Λεβαντινής λεκάνης, το οποίο είναι το προϊόν της έντονης εξάτμισης ( Unluata. 1986 ). Στο τέλος της καλοκαιρινής περιόδου, η αλατότητά του αγγίζει τις μέγιστες τιμές της -39.5, ιδιαίτερα στην βορειοδυτική λεβαντινή λεκάνη και τι νοτιοανατολικό Αιγαίο, γύρω από τη νήσο Ρόδο. Κατά την διάρκεια των μηνών Μαρτίου - Απριλίου 1994, έλαβε χώρα στο κρητικό πέλαγος το πρώτο τμήμα της τοπικής έρευνας με τίτλο PELAGOS. Η έρευνα αυτή κατέδειξε ένα νέο υδρολογικό πρότυπο κυκλοφορίας σε σχέση με παλιότερες έρευνες στην περιοχή οι οποίες είχαν λάβει χώρα το 1986-1987. Συγκεκριμένα, εντοπίστηκαν οι εξής υδάτινες μάζες: (1) Το Λεβαντίνο επιφανειακό Νερό (ΛΕΝ), (2) το νερό της Μαύρης Θάλασσας (ΝΜΘ), (3) το νερό του βόρειου Ατλαντικού, (4) το ενδιάμεσο νερό του Κρητικού πελάγους, (5) το ενδιάμεσο νερό της Λεβαντινής λεκάνης, (6) το ενδιάμεσο νερό της ανατολικής Μεσογείου (ΕΝΜ), (7) το βαθύ νερό του Κρητικού πελάγους (ΒΝΚ), (8) το τροποποιημένο νερό του Ατλαντικού (ΤΝΑ) ( Σχ. 13) Σχ. 13 Θ/S διάγραμμα του PELAGOS-Ι, την άνοιξη 1994. διακρίνονται οι κύριες υδάτινες μάζες 30

Κατά τη διάρκεια της έρευνας εντοπίστηκαν στην περιοχή δύο μέσης κλίμακας αντικυκλώνες θερμού πυρήνα, ο αντικυκλώνας Ιεράπετρα στα νοτιοανατολικά της Κρήτης, και ο αντικυκλώνας Πέλοπας, νοτιοδυτικά της νήσου. Άλλα χαρακτηριστικά κυκλοφορίας της περιοχής αποτελούν: (1) ο κυκλώνας της Ρόδου, νότια της ομώνυμης νήσου, (2) ο κυκλώνας του Μηρτώου/ Κρητικού πελάγους, νοτιοανατολικά της Πελοποννήσου, (3) ο αντικυκλώνας του Κρητικού πελάγους, βορειοδυτικά της νήσου, (4) ο κυκλώνας του ανατολικού Κρητικού πελάγους, βορειανατολικά της νήσου, (5) το ρεύμα της Μικράς Ασίας ( Σχ.14) 35 * -ψ 34 + 23 24 + 25 + 26 2? + 28 (a) * 38 Σχ. 14 Χάρτης ανάλυσης, την Άνοιξη του 1994 σε δυναμικό ύψος (σε dyn.m) 50 dbar(l) αντικυκλώνας Πέλοπας (2), κυκλώνας του Μηρτώου/ Κρητικού πελάγους (3) ο αντικυκλώνας του κρητικού πελάγους (4) ο κυκλώνας του ανατολικού Κρητικού πελάγους (5) ο αντικυκλώνας Ιεράπετρα (6) ο κυκλώνας της Ρόδου (7) το ρεύμα της Μικράς Ασίας Στο βορειοδυτικό τμήμα του κυκλώνα της Ρόδου, εντοπίστηκε το ρεύμα της Μικράς Ασίας, να κινείται με ταχύτητες (>30 cm/sec). Ένας κλάδος του ρεύματος εισέρχεται στο Κρητικό πέλαγος μέσω του στενού της Ρόδου, μεταφέροντας νερό της Λεβαντινής λεκάνης προς τα βόρεια στην περιοχή της νοτιοανατολικής λεκάνης της Χίου. Ο άλλος κλάδος εντοπίστηκε κατά μήκος της δυτικής περιφέρειας της δίνης της Ρόδου, με δίοδο και έξοδο μέσω των στενών της Καρπάθου, σχηματίζοντας μικρής κλίμακας κυκλωνική δίνη. 31

Με τον τρόπο αυτό, τα ζεστά ( 0>16.5 C) και υψηλής αλατότητας (S>39.3 psu) επιφανειακά νερά της βορειοδυτικής Λεβαντινής λεκάνης εισέρχεται από τα ανατολικά στενά του Κρητικού τόξου, συνεισφέροντας στην αύξηση της θερμοκρασίας και της αλατότητας των επιφανειακών νερών του Κρητικού πελάγους. Έτσι, το νοτιοανατολικό Αιγαίο χαρακτηρίζεται από τις υψηλότερες τιμές θερμοκρασίας ( έως 17.5 C) και αλατότητας ( έως 39.5 psu). Το μέσο - Μεσογειακό ρεύμα, με γεωστροφική ταχύτητα ανώτερη των 28 cm/sec, εντοπίστηκε μεταξύ της νοτιοανατολικής περιφέρειας της κυκλωνικής δίνης της Ρόδου και της αντικυκλωνικής δίνης Ιεράπετρα. Το ρεύμα αυτό αποτελεί το μέσο μεταφοράς των νερών του Κρητικού πελάγους, μέσω των στενών της Κάσου, προς την Λεβαντινή λεκάνη. Στο πιο βαθύ στρώμα, (700m), το νερό ρέει αντικυκλωνικά γύρς από το νησί της Καρπάθου, επηρεασμένο από τον κυκλώνα της Ρόδου και τον αντικυκλώνα Ιεράπετρα. 32

7.2.2 Γεωστροφική κυκλοφορία του Κρητικού Πελάγους κατά την διάρκεια του Καλοκαιριού Στο Κρητικό πέλαγος την περίοδο του καλοκαιριού εντοπίζονται οι παρακάτω υδάτινες μάζες : (1) το Λεβαντίνο επιφανειακό νερό (ΛΕΝ), (2) το νερό της Μαύρης Θάλασσας (ΝΜΘ), (3) το νερό του βόρειου Ατλαντικού (NBA), (4) το ενδιάμεσο νερό του Κρητικού πελάγους (ΕΝΚ), (5) το ενδιάμεσο νερό της Λεβαντινής λεκάνης (ΕΝΛ), (6) το ενδιάμεσο νερό της ανατολικής Μεσογείου (ΕΝΜ), (7) το βαθύ νερό του Κρητικού πελάγους (ΒΝΚ) και (8) το βαθύ νερό της ανατολικής Μεσογείου (Σχ.15) Salinity tpau) 38.30 38.SO 38.90 39.20 3S.S0 39.80 Σχ. 15 Θ/S διάγραμμα τον Ιούνιο 1994. διακρίνονται οι υδάτινες μάζες Επιπλέον, στα ενδιάμεσα και βαθιά στρώματα εμφανίζονται υδάτινες μάζες προερχόμενες από το Μηρτώο πέλαγος : (1) το ενδιάμεσο νερό, (2) το βαθύ νερό του Μηρτώου πελάγους (Σχ.16). 33

Νότια της Κρήτης εντοπίζεται το ρεύμα της Μικράς Ασίας και το μέσο - Μεσογειακό ρεύμα, που μεταφέρουν επιφανειακές και υποεπιφανειακές υδάτινες μάζες στην ανατολική Μεσόγειο. Στην περιοχή της Λεβαντινής λεκάνης εμφανίζεται ο κυκλώνας της Ρόδου ( Theocharis., 1996). Κατά την περίοδο του καλοκαιριού του 1994 εντοπίστηκε μια μεγάλης κλίμακας περιοχή αντικυκλωνικής ροής στα δυτικά της Κρήτης και ανατολικά του Ιονίου πελάγους (αντικυκλώνας Πέλοπας) και μια διαδοχή κυκλωνικών και αντικυκλωνικών περιοχών στο κεντρικό Κρητικό πέλαγος ( Σχ.14) Επιπλέον, την περίοδο αυτή, ο κυκλώνας που εμφανίστηκε κατά την διάρκεια της άνοιξης εκτείνεται στο δυτικό Κρητικό πέλαγος και σκεπάζει την περιοχή πάνω από το στενό των Κυθήρων. Τέλος, διαπιστώθηκε πως η ένταση της αντικυκλωνικής δίνης στο κεντρικό Κρητικό πέλαγος, υπερίσχυε στα ενδιάμεσα και βαθιά στρώματα, σε σχέση με τις δύο άλλες κυκλωνικές δίνες (Theocharis, 1996). Στο παρελθόν, στο στενό των Κυθήρων είχε εντοπιστεί εισροή νερού του βόρειου Ατλαντικού προς το Κρητικό πέλαγος σε βάθη 30-50 m και εκροή των νερών της Μαύρης θάλασσας προς το Ιόνιο πέλαγος, κοντά στην επιφάνεια. 34

Κατά την διάρκεια μεταγενέστερης έρευνας, το καλοκαίρι του 1994, στο βόρειο και κεντρικό τμήμα του στενού εντοπίστηκε το υψηλής αλατότητας ενδιάμεσο νερό της Λεβαντινής λεκάνης να καταλαμβάνει την υδάτινη στήλη από την επιφάνεια έως τον πυθμένα. Ωστόσο, στο νότιο τμήμα του στενού ένα λεπτό στρώμα του νερού του βόρειου Ατλαντικού διέκοπτε το επιφανειακό στρώμα του ενδιάμεσου νερού της Λεβαντινής λεκάνης, ενώ στα βαθύτερα στρώματα παρατηρήθηκε το βαθύ στρώμα του κρητικού πελάγους, Το νερό του βόρειου Ατλαντικού και το ενδιάμεσο νερό της Λεβαντινής λεκάνης εισέρχονται στο Κρητικό πέλαγος από τα ανώτερα στρώματα με μέγιστη ταχύτητα 25 cm/sec, ενώ βαθύτερα, το βαθύ νερό του Κρητικού πελάγους φάνηκε να απορέει προς το Ιόνιο πέλαγος ( Theocharis, 1996). Στο στενό των Αντικυθήρων, το καλοκαίρι του 1994 εντοπίστηκαν πέντε υδάτινα στρώματα : 1) το ανώτερο επιφανειακό στρώμα του νερού του βόρειου Ατλαντικού, το οποίο έρεε προς το Κρητικό πέλαγος, μέσω του νοτιοανατολικού τμήματος του στενού, με ταχύτητα ~25cm/sec. 2) Το επιφανειακό στρώμα του νερού της Μαύρης θάλασσας, χαμηλής αλατότητας, που έρεε κοντά στην επιφάνεια μέσω του βορειοδυτικού τμήματος του στενού προς το Ιόνιο. 3) Το υποεπιφανειακό στρώμα (90-200dbar) του ενδιάμεσου νερού της Λεβαντινής λεκάνης, εισερχόμενο στο Κρητικό πέλαγος. 4) Το τέταρτο στρώμα ήταν του ενδιάμεσου νερού της ανατολικής Μεσογείου, το οποίο εισερχόταν στο Κρητικό πέλαγος μέσω του νοτιοανατολικού τμήματος του στενού. 5) Το βαθύ νερό του Κρητικού πελάγους καταλάμβανε το τελευταίο βαθύ στρώμα του στενού, κάτω από το ενδιάμεσο νερό της ανατολικής Μεσογείου, κινούμενο προς το Ιόνιο πέλαγος (Theocharis, 1996). 35

Στο στενό της Κάσου, το καλοκαίρι του 1994 εντοπίστηκε, στο ανώτερο στρώμα, το υψηλής θερμοκρασίας και αλατότητας επιφανειακό νερό της Λεβαντινής λεκάνης, και κάτω από αυτό εμφανίστηκε το ενδιάμεσο νερό της Λεβαντινής λεκάνης. Στα ενδιάμεσα στρώματα εντοπίστηκε το στρώμα του ενδιάμεσου νερού της ανατολικής Μεσογείου, εισερχόμενο στο Κρητικό πέλαγος με σχεδόν μηδενικές τιμές ταχύτητας. Το βαθύ στρώμα του στενού (550-1 loodbar) βρέθηκε να καταλαμβάνεται από από το βαθύ νερό του Κρητικού πελάγους, το οποίο έρεε προς τη βορειοδυτική Λεβαντινή λεκάνη, τροφοδοτώντας τα βαθιά στρώματα της ανατολικής Μεσογείου (Theocharis, 1996). Το καλοκαίρι του 1987, στο στενό της Ρόδου παρατηρήθηκε ότι τα επιφανειακά νερά υψηλής αλατότητας και θερμοκρασίας της βορειοδυτικής Λεβαντινής λεκάνης, καθώς και το νερό του βόρειου Ατλαντικού, εισέρχονταν στο Κρητικό πέλαγος μέσω του νότιου τμήματος του στενού. Στο βόρειο τμήμα του στενού εντοπίστηκαν το ενδιάμεσο νερό του Κρητικού πελάγους και της Λεβαντινής λεκάνης, τα οποία κινούνταν από το Κρητικό πέλαγος προς τη βορειοδυτική Λεβαντινή λεκάνη (Theocharis et ah, 1986). 36

7.2.3 Γεωστροφική κυκλοφορία του Κρητικού Πελάγους κατά την διάρκεια του Φθινοπώρου Την περίοδο του φθινοπώρου στο επιφανειακό στρώμα του Κρητικού πελάγους εντοπίζονται τρεις υδάτινες μάζες, με διαφορετικά θερμοαλατικά χαρακτηριστικά και πηγές προέλευσης : (1) το Λεβαντίνο επιφανειακό νερό (ΛΕΝ), (2) το νερό της Μαύρης θάλασσας (ΝΜΘ) και (3) το νερό του βόρειου Ατλαντικού (NBA). Στα ενδιάμεσα στρώματα της περιοχής επικρατούν : (1) το ενδιάμεσο νερό του Κρητικού πελάγους (ΕΝΚ), (2) το ενδιάμεσο νερό της Λεβαντινής λεκάνης (ΕΝΛ) και (3) το ενδιάμεσο νερό της ανατολικής Μεσογείου (ΕΝΜ). Στα βαθύτερα στρώματα δύο κύριες υδάτινες μάζες εντοπίζονται στην περιοχή : (1) το βαθύ νερό του Κρητικού πελάγους (ΒΝΚ) και (2) το βαθύ νερό της Ανατολικής Μεσογείου (ΒΝΜ) (Σχ. 17) 38.30 Salinity (psul 38.60 38.90 39.20 39.50 33.80 Υ- χ. 17 διάγραμμα Θ/Σ τον Σεπτέμβριο 1994. διακρίνονται οι υδάτινες μάζες. 37

Το φθινόπωρο του 1994, στην περιοχή της βορειοδυτικής Λεβαντινής λεκάνης, νοτιοανατολικά των νήσων Ρόδου και Καρπάθου, εντοπίστηκε ο κυκλώνας της Ρόδου. Ανατολικά αυτής της δίνης και νότια του στενού της Κάσου εντοπίστηκε ο αντικυκλώνας Ιεράπετρα, ενώ μια μαιανδρική ροή προς τα ανατολικά, μέσω των στενών της Κάσου, εμπόδιζε κάθε σημαντική ροή μέσω του στενού. Ανατολικά της Ρόδου εμφανίστηκε το ρεύμα της Μικράς Ασίας, να κινείται προς τα δυτικά και μετά προς τα νότια, γύρω από τη δίνη της Ρόδου. Ένας κλάδος του ρεύματος βρέθηκε στο στενό της Καρπάθου να κινείται προς τα βόρεια. Επιπλέον, μία αντικυκλωνική δίνη μέσης κλίμακας, ο αντικυκλώνας της Ρόδου, εντοπίστηκε βορειοανατολικά της Ρόδου. Εντός του Κρητικού πελάγους εντοπίστηκαν δύο κυκλώνες και ένας αντικυκλώνας. Ένα επίσης νέο στοιχείο αποτέλεσε ένα επιφανειακό ρεύμα κινούμενο από βορά προς νότο. Βαθύτερα, βρέθηκε πως η αντικυκλωνική δίνη εντός του Κρητικού πελάγους ενισχυόταν σε σχέση με τους άλλους δύο κυκλώνες. Επιπλέον, ο αντικυκλώνας της Ρόδου εξαφανιζόταν, ενώ ο κυκλώνας της Ρόδου και ο αντικυκλώνας Ιεράπετρα εξασθενούσαν (Σχ. 18) ** + *** + + -1-22 23 24 25 28 27 28 29 30 Σχ.18 χάρτης ανάλυσης, το φθινόπωρο 1994 σε lodbar. (1) η δίνη της Ρόδου, (2) ο ανικυκλώνας Ιεράπετρα, (3) το ρεύμα της Μικράς Ασίας, (4) ο αντικυκλώνας της Ρόδου, (5) ο κυκλώνας του Μηρτώου - δυτικού Κρητικού πελάγους, (7) ο κυκλώνας του ανατολικού Κρητικού πελάγους 38

7.2.4 Γεωστροφική κυκλοφορία του Κρητικού Πελάγους κατά την διάρκεια του Χειμώνα Την χειμερινή περίοδο, στην περιοχή του Κρητικού πελάγους εντοπίζονται οι εξής υδάτινες μάζες : (1) το Λεβαντίνο επιφανειακό νερό(λεν), (2) το νερό της Μαύρης θάλασσας (ΝΜΘ), (3) το νερό του βόρειου Ατλαντικού, (4) το ενδιάμεσο νερό του Κρητικού πελάγους (ΕΝΚ), (5) το ενδιάμεσο νερό της Λεβαντινής λεκάνης (ΕΝΛ), (6) το ενδιάμεσο νερό της ανατολικής Μεσογείου, (7) το βαθύ νερό του Κρητικού πελάγους (ΒΝΚ) και (8) το βαθύ νερό της ανατολικής Μεσογείου. Επίσης, στην περιοχή του Μηρτώου πελάγους εντοπίζονται (α) το ενδιάμεσο νερό και (β) το βαθύ νερό του Μηρτώου πελάγους. (Σχ.19) $t 1 Iru ky (psuj 38.70 38. SG 38.90 33.0D 39.10 33.20 38.30 Σχ.19 διάγραμμα Θ/S τον χειμώνα (Ιανουάριος - Φεβρουάριος) 1995.διακρίνονται ου υδάτινες μάζες 39

Σε παλαιότερες έρευνες, είχαν οριστεί τα εξής κύρια χαρακτηριστικά της χειμερινής κυκλοφορίας : (1) ένας μεγάλης κλίμακας κυκλώνας, στην περιοχή του δυτικού Κρητικού πελάγους και ανατολικά του Ιονίου, (2) μία κυκλωνική δίνη στην περιοχή νότια της Ρόδου και (3) το ρεύμα της Μικράς Ασίας, νότια της Κρήτης (Ovchinnikov, 1996). Στο Κρητικό πέλαγος, τον χειμώνα του 1995, εξακολουθούσαν να εντοπίζονται οι δύο κυκλώνες ( ένας στο Μηρτώο - δυτικό Κρητικό και ένας στο κεντρικό - ανατολικό Κρητικό πέλαγος) και ο ένας αντικυκλώνας στο κεντρικό Κρητικό πέλαγος Επιπλέον, νοτιοδυτικά της Κρήτης εντοπίστηκε μία αντικυκλωνική δίνη ( ο αντικυκλώνας Πέλοπας) (Σχ 20). Την περίοδο αυτή το βόρειο ρεύμα έρεε από το βορειοδυτικό κρητικό πέλαγος με κατεύθυνση νοτιοδυτικά προς το Ιόνιο, κυρίως μέσω των στενών των Κυθήρων και Αντικυθήρων, σχηματίζοντας έναν κυκλώνα, που προσδιόριζε το σύστημα εισόδου - εξόδου της περιοχής. Τέλος, παρατηρήθηκε μετακίνηση του κυκλώνα της Ρόδου και του ρεύματος της Μικράς Ασίας προς τα νότια. 40

8. Βιογβωχημεια του Αιγαίου Πελάγους 8.1 Εισαγωγή Θαλάσσια βιογεωχημεία καλείται η μελέτη των φυσικών, γεωλογικών και βιολογικών αλλαγών και αλληλεπιδράσεων που λαμβάνουν χώρα στο θαλάσσιο περιβάλλον, τόσο στο νερό όσο και στα ιζήματα. Η σπουδαιότητα αυτής της μελέτης γίνεται αντιληπτή με βάση τα ιδιαίτερα φυσικό - χημικά χαρακτηριστικά του θαλάσσιου νερού, όπως: > Μεγάλη διαλυτική ικανότητα > Μεγάλη θερμοχωρητικότητα > Υψηλά σημεία τήξης και βρασμού Στο πλαίσιο της βιογεωχημικής μελέτης του θαλάσσιου περιβάλλοντος, ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στις ανταλλαγές ενέργειας και μάζας μεταξύ του φλοιού της γης, της ατμόσφαιρας και των ωκεανών, οι οποίες επηρεάζουν τις παγκόσμιες κλιματολογικές συνθήκες καθώς και την γενικότερη εξέλιξη του πλανήτη. 41

8.2 Παγκόσμιοι βιογεωχημικοί κύκλοι Όπως διακρίνεται στο Σχήμα 21, η Γη είναι δυνατό να παρομοιαστεί με ένα μεγάλο χημικό εργοστάσιο, όπου τα στοιχεία μεταφέρονται μεταξύ διαφόρων εγκαταστάσεων. '3 I 1 Σχ. 21 : το «εργοστάσιο» Γη Το νερό μεταφέρει διαλυμένα και σωματιδιακά χημικά στοιχεία από τον φλοιό και το εσωτερικό της Γης, μέσω των ποταμών, στη θάλασσα, όπου υφίστανται χημικές μετατροπές και η μεγαλύτερη πλειοψηφία τους καταλήγει σε ιζηματοποίηση. Στη συνέχεια, μέσω γεωλογικών διεργασιών, αναδύονται σε περιοχές όπου υποβάλλονται σε διάβρωση. Το μοντέλο της εικόνας 1 περιγράφει την ροή υλικών μεταξύ δεξαμενών. Καθώς το μεγαλύτερο ποσοστό των ροών ενέργειας και ύλης ακολουθεί κυκλική μορφή, έχει 42

επικρατήσει ο χαρακτηρισμός τους ως βιογεωχημικοί κύκλοι. Παράδειγμα αποτελεί ο κύκλος των πετρωμάτων ( Σχ. 22) Σχ.22. Ο παγκόσμιος κύκλος των πετρωμάτων Σε συνθήκες σταθερής κατάστασης ( steady state), ο χρόνος παραμονής ενός στοιχείου σε μία δεξαμενή υπολογίζεται από την εξίσωση: τ = Συνολική ποσότητα του στοιχείου στη δεξαμενή ρυθμός εισαγωγής/εξαγωγής της ουσίας από τη δεξαμενή 8.3 Χώρο - χρονικές κλίμακες Η θαλάσσια βιογεωχημεία μελετάει διεργασίες οι οποίες λαμβάνουν χώρα σε ένα ευρύ φάσμα χώρο - χρονικών κλιμάκων. Το φάσμα αυτό εκτείνεται από τις γεωλογική κλίμακα, εκατομμυρίων ετών, και φτάνει έως την ημερήσια και κλάσμα δευτερολέπτου.(σχ.23) 43

Χρονος χρόνια χρόνιά Σχ. 23. Χώρο - χρονικές κλίμακες περιβαλλοντικών διεργασιών 8.4 Το μέλλον Η μελέτη της θαλάσσιας βιογεωχημείας αποτελεί ένα σχετικά νέο επιστημονικό κλάδο, άρρηκτα συνδεδεμένο με άλλες εκφάνσεις της ωκεανογραφίας. Πρακτικά προβλήματα και δυσκολίες, όπως η χώρο - χρονική μεταβλητότητα των χημικών στοιχείων, επιβάλλουν την παρουσία και βελτίωση των αναλυτικών τεχνικών και τη συγκέντρωση μεγάλου αριθμού δεδομένων. 44

8.1.1 Θρεπτικά και οξυγόνο Θρεπτικά και διαλυμένο οξυγόνο στην παράκτια ζώνη Τα θρεπτικά στοιχεία χρησιμοποιούνται από τους φυτοπλαγκτονικούς οργανισμούς για την ανάπτυξή τους. Τα κυριότερα θρεπτικά είναι το άζωτο και ο φώσφορος. Επιπλέον, κάποιοι οργανισμοί ( διάτομα ) έχουν εξωσκελετικούς σχηματισμούς και απαιτούν πυρίτιο. Στο θαλάσσιο περιβάλλον, οι βασικές ανόργανες μορφές του αζώτου και του φωσφόρου είναι τα νιτρικά (ΝΟ3), νιτρώδη (ΝΟ2) και αμμωνιακά άλατα (ΝΗ4). Σύμφωνα με τον Redfield, η σχέση μεταξύ Si, Ν και Ρ ακολουθεί το λόγο 16:16:1 ως προς Si:N:P. Οι κύριες πηγές εισόδου των θρεπτικών το θαλάσσιο περιβάλλον είναι οι ποτάμιες εισροές, η απόπλυση αγροτικών καλλιεργούμενων εκτάσεων, η απορροή ρυπαντών ( αγωγοί λυμάτων, βιομηχανικά και αστικά απόβλητα) και σε μεγαλύτερη κλίμακα η ατμόσφαιρα Η εποχιακή μεταβλητότητα της συγκέντρωσης των θρεπτικών λαμβάνει χώρα στην ευφωτική ζώνη ως αποτέλεσμα βιολογικής δραστηριότητας, ενώ η χωρική μεταβλητότητα είναι αποτέλεσμα των φυσικών διεργασιών της παράκτιας ζώνης, των εδαφικών και ποτάμιων εισροών. Αυξημένες συγκεντρώσεις νιτρικών και φωσφορικών αλάτων είναι δυνατόν να μεταβάλουν την αναλογία Redfield και να προκαλέσουν πλαγκτονικές ανθίσεις, αρκετές από τις οποίες είναι τοξικές και εν γένει επιζήμιες για τα παράκτια ύδατα. Οι υψηλές συγκεντρώσεις θρεπτικών συνήθως οδηγούν σε αυξημένη φυτοπλαγκτονική βιομάζα, η οποία κατά την αποσύνθεση προκαλεί υπερβολική κατανάλωση οξυγόνου και ελάττωση της συγκέντρωσής του. Εισαγωγή θρεπτικών μέσω ποτάμιων εισροών Η εισαγωγή οργανικού υλικού στο θαλάσσιο περιβάλλον, μέσω της κυκλοφορίας των ποταμών αποτελεί ζήτημα μείζονος περιβαλλοντικής σημασίας. Στον ελληνικό χώρο τυπικά παραδείγματα αποτελούν ο Στρυμωνικός, ο Αργολικός 45

και ο Αμβρακικός κόλπος. Παράγοντες όπως η καλλιέργεια γειτονικών εκτάσεων και τα οργανικά κατάλοιπα λίπανσης συμβάλουν στην πολυπλοκότητα των διαδικασιών που επηρεάζουν τις συγκεντρώσεις θρεπτικών στις περιοχές αυτές. Η βασική πηγή οργανικού φορτίου στο Στρυμωνικό κόλπο είναι οι γεωργικές δραστηριότητες. Υψηλές συγκεντρώσεις θρεπτικών στοιχείων καταγράφονται κοντά στις εκβολές ποταμών, διαγράφοντας πτωτικές τάσεις σε αυξανόμενη απόσταση από αυτές. Η συγκέντρωση νιτρικών αλάτων κυμαίνεται από 44.0 μμ-αί/ι κοντά στην εκβολή του ποταμού Στρυμώνα έως <1.00 μg-at/l νοτιοδυτικά αυτής. Εισαγωγή θρεπτικών μέσω βιομηχανικών και αστικών εκροών Μια επιπλέον πηγή οργανικού υλικού στο θαλάσσιο περιβάλλον αποτελούν τα βιομηχανικά και αστικά κατάλοιπα. Χαρακτηριστικές παράκτιες περιοχές στις οποίες παρατηρείται εισαγωγή οργανικού φορτίου μέσω αυτών των οδών είναι ο Θερμαϊκός και ο Σαρωνικό κόλπος, καθώς και οι κόλποι της Ελευσίνας και της Καβάλας. Από το 1994, τα λύματα της πόλης των Αθηνών δέχονταν πρωτογενή επεξεργασίας στο κέντρο επεξεργασίας λυμάτων της Ψυττάλειας, και μέσω αγωγού κατευθύνονταν στον Σαρωνικό κόλπο σε βάθος 63 μέτρων. Η κατανομή της συγκέντρωσης θρεπτικών παρουσιάζει μείωση σε σχέση με την απόσταση από την έξοδο του αγωγού, γεγονός που καταδεικνύει πως η κυκλοφορία των υδάτων και οι διαδικασίες αραίωσης αποτελούν τους βασικούς παράγοντες ελέγχου της συγκέντρωσής τους στην περιοχή ( Σχήμα 24) 46

Σχ.24 : Οριζόντια κατανομή συγκέντρωσης αμμωνίου στο Σαρωνικό κόλπο 8.1.2 Διαλυμένο οξυγόνο Τα ελληνικά παράκτια ύδατα παρουσιάζουν ικανοποιητικά επίπεδα ανάμειξης και έτσι περιορισμένη συγκέντρωση οξυγόνου δεν είναι συχνή. Ωστόσο, υπάρχουν και παράκτιες περιοχές στις οποίες εμφανίζεται έντονη στρωματοποίηση, με αποτέλεσμα τα βαθιά ύδατα να παραμένουν απομονωμένα για μια περίοδο έξι ή εφτά μηνών. (Πινακαςί) Σε περιοχές στις οποίες το θερμοκλινές εμποδίσει την ανάμειξη, εμφανίζονται ανοξικές συνθήκες κοντά στον πυθμένα. Ο κόλπος της Ελευσίνας αποτελεί χαρακτηριστικό παράδειγμα ανοξικής λεκάνης κατά τους θερμούς μήνες. Στη διάρκεια της περιόδου στρωματοποίησης, η πλήρης έλλειψη διαλυμένου οξυγόνου παρατηρείται κυρίως το Σεπτέμβριο και τον Οκτώβριο. (Σχήμα 25) 47

Διαλυμένο οξυγόνο (ml/1) Διαλυμένο οξυγόνο (ml!) Σχ. 25 : Κατανομή διαλυμένου οξυγόνου στον κόλπο της Ελευσίνας κατά τη διάρκεια α) ψυχρής και β) θερμής περιόδου 48

εοτ0.70 / S 03 ά) ' ' =L X ζ ζ 3 03 I 00 ZL m Ο ζ ζ 3» 7 00 Λ 04 Οζ 1 2 -J cp 00 ZL Ο c/5 I οο 3 1 ώ =L ^r Ο 0- CL, Διαλυμένο οξυγόνο (ml/l) Περιοχή καλοκαίρι Χειμώνας > α. 'Β UL 1 Χειμώνας Καλοκαίρι Χειμώνας Καλοκαίρι Χειμώνας Καλοκαίρι Χειμώνας * α Βu 1 f U. δ? 2 1.48 980 0.78 1.06 0.21 ΟΟ ρ ο 2.07 ΟΓΖ 0.53 0.35 4.72 5.23 0.52 0.57 0.90 1.19 0.14 0.32 1.91 2.15 0.25 0.24 4.91 5.27 0.57 660 1.45 0.93 ΟΟ Ο) <Ν 0.35 0.31 0.23 ο ε -ο 7.37 4.37 3.94 3.44 0.43 0.54 0.27 ζνο 3.64 4.52 5.55 5.59 0.23 2.58 0.21 1.21 860 Γ~~ Ο ο 4.34 4.69 6 0 Ό Ο 6.03 6.51 1.53 m Os 04 Ο 04 Ο 5.50 Ο ΟΟ ο 5.6 0.49 0.39 0.05 Γ- ρ ο 0.71 ΟΟ νο 9 Γ 0 in ρ ο 0.36 0.47 0.62 0.73 0.05 0.21 3.74 3.63 ΟΟ ρ Ο 60Ό Ο ο 0.43 1.66 1.62 00 Ο ο 0.12 I 991 1 15.2 1 0.4 Γ- * ι Ο 0.53 0.52 0.82 0.11 «η Os SO <Ν Ο 9.72 SO ο r- 04 ο Ο Os η ο Of ΟΟ Ο 04 04 04 so Ο ο * < Ο ο 1.57 ο ο 1.19 6 6 Ό 1.31 0.59 181 600 Σαρωνικός κόλποςαγωγός Ψυτάλλειας Σαρωνικός κόλποςεσωτερικό τμήμα Κόλπος Ελευσίνας Κόλπος Θεσσαλονίκης Στρυμωνικός κόλπος Ποταμόκολπος Νέστου Κόλπος Καβάλας Νότιος Ευβοϊκός κόλπος Παγασητικός κόλπος Αμβρακικός κόλπος Μαλιακός κόλπος Αργολικός κόλπος Ρόδος Κόλπος Γέρα I Ηράκλειο ΟΟ Ο) 5.70 5.73 5.33 I 0.53 Ρ8'Ρ «η ο- 0.19 0.97 00 ρ ο 1.32 00 Ο Ο Os ιη ο 1.74 ΟΟ Γ ΟΟ ο ΙΟ so ρ ο ο ο 0.62 m Τ t 04* 1.94 2.41 6 0 0 60Ό 5.2 5.42 2.37 Ο Ο 0.3 Ρέθυμνο Χανιά Μεσσηνιακός κόλπος Πατραϊκός κόλπος Πίνακας 1: Μέσες τιμές συγκέντρωσης διαλυμένου οξυγόνου και θρεπτικών στοιχείων σε επιλεγμένες ελληνικές παράκτιες περιοχές σ\

Στη νήσο Ρόδο, μια περιοχή χωρίς φαινόμενα ρύπανσης, η μέση συγκέντρωση οξυγόνου είναι 4.8ml/l, γεγονός που επιδεικνύει μια ικανοποιητική οξυγόνωση των υδάτων καθ όλη τη διάρκεια του έτους. Σε συνθήκες κατακόρυφης ανάμειξης, η μέγιστη τιμή της συγκέντρωσης φτάνει στα 5.3 ml/1, ενώ κατά την περίοδο της έντονης στρωματοποίησης το καλοκαίρι, το διαλυμένο οξυγόνο εμφανίζει ελάχιστη τιμή 4.3 ml/1 στο ανώτερο στρώμα. Στον κόλπο της Καβάλας, μιας περιοχής με συνθήκες ρύπανσης, η ελάχιστη τιμή συγκέντρωσης οξυγόνου είναι 4.9ml/l. Επιπλέον, η συγκέντρωση του διαλυμένου οξυγόνου παρουσίασε σημαντική χωρική και χρονική μεταβλητότητα, ως συνέπεια του μεταβαλλόμενου ρυθμού φωτοσυνθετικής δραστηριότητας στην υδάτινη στήλη. Στον Σαρωνικό κόλπο, ο οποίος δέχεται τις εκροές του αγωγού της Ψυττάλειας, οι μέσες τιμές της συγκέντρωσης του διαλυμένου οξυγόνου, κυμαίνονται μεταξύ 4.26 και 5.51ml/l, κατά τη διάρκεια της στρωματοποίησης. Η συγκεντρώσεις των θρεπτικών βρίσκονται σε παρόμοια επίπεδα στο Βόρειο και Νότιο Αιγαίο ( αναλογία Ν/Ρ ~ 21). Στην ευφωτική ζώνη (0-100 μέτρα), η συγκέντρωση των νιτρικών εμφανίζει τιμές από 0.05-1.6μΜ στο Βόρειο και το Νότιο Αιγαίο, ενώ η συγκέντρωση των φωσφορικών ποικίλει από 0.02-0.08μΜ στο Βόρειο και από 0.02-0.06 μμ στο Νότιο Αιγαίο. Τα νιτρικά και φωσφορικά στην ευφωτική ζώνη του BSW στη Θάλασσα του Μαρμαρά είναι ελαφρώς υψηλότερες ( 0.02-4.1 και 0.02-0.25μΜ αντίστοιχα) (Lykousis et al., 2002). Ωστόσο, σημαντικές διαφορές παρουσιάζονται στην κατανομή και αναγέννηση των θρεπτικών στα βαθιά στρώματα του Βορείου Αιγαίου, όπου παρατηρούνται υψηλοί ρυθμοί κατανάλωσης οξυγόνου. Μελέτες στην κατανομή οξυγόνου και θρεπτικών στην λεκάνη της Λήμνου κατά τη διάρκεια του Μαρτίου, Μάΐου και Σεπτεμβρίου 1997 κατέδειξαν μία βαθμιαία μέση μείωση σε οξυγόνο (0.1 μμ) και αύξηση σε νιτρικά (0.5μΜ), πυρετικά (ΙμΜ) και φωσφορικά άλατα (0.02μΜ) (Souvermezoglou et al., 1999). Το γεγονός αυτό συνδέεται με τη χημική σύσταση του αποσυντιθέμενου οργανικού φορτίου που μεταφέρεται και βυθίζεται στην υδάτινη μάζα, καθώς και με τη συνεισφορά του BSW, με υψηλές συγκεντρώσεις διαλυμένης οργανικής ύλης, στα βαθιά στρώματα. 50

Η κατανομή οξυγόνου και θρεπτικών στο Νότιο Αιγαίο επηρεάζεται από την ανταλλαγή υδάτινων μαζών μέσω των στενών του Κρητικού Πελάγους, και από τις εσωτερικές διαδικασίες στην αντίστοιχη λεκάνη (Krasakopoulou et al.,1999, Tselepides et al.,2000) Κατά τη διάρκεια του Χειμώνα του 1998, η κατακόρυφη κατανομή οξυγόνου και θρεπτικών εμφανίστηκε ομογενοποιημένη μέχρι τον πυθμένα της λεκάνης των Κυκλάδων. 8.1.3 Αιωρούμενη σωματιδιακή ύλη (SPM) Αναλύσεις αιωρούμενης σωματιδιακής ύλης δείχνουν χαμηλές συγκεντρώσεις Α1 (σπανίως ξεπερνούν το 1.5 g/ι ). Μέγιστες συγκεντρώσεις παρατηρούνται στα 200 και ~700 μέτρα, γεγονός που υποδηλώνει τη συμμετοχή επανααιωρούμενων ιζημάτων. Μετρήσεις βιολογικά παραγόμενου Si φανερώνουν μεγαλύτερες συγκεντρώσεις κατά τη διάρκεια χειμερινών μηνών και η κατανομή του προσαρμόζεται με αυτή της χλωροφύλλης - α στην ευφωτική ζώνη και με την παρουσία κυκλωνικών δινών, οι οποίες επιτρέπουν την ανάδυση υδάτινων μαζών. Η κατανομή του Ca εμφανίζει ομοιότητες με αυτή του Α1, γεγονός που δηλώνει ότι το μεγαλύτερο ποσοστό του στοιχείου στο υδάτινο περιβάλλον προέρχεται από επανααιώρηση παρά από βύθιση βιολογικών υπολειμμάτων. Η αναλογία C/Ntot παρουσιάζει διακυμάνσεις, ωστόσο διαφαίνεται μία αύξηση σε σχέση με το βάθος. Οι αναλογίες Mg, Κ και Τΐ προς Α1 ratios καταδεικνύουν αύξηση της συγκέντρωσης σωματιδιακής ύλης στην ευφωτική ζώνη, και φανερώνουν την κατανάλωση Mg, Κ και πιθανώς Τΐ από βιολογικές διεργασίες. Η κατανομή του σωματιδιακού Μη εμφανίζει εξαιρετικά χαμηλές συγκεντρώσεις στην ευφωτική ζώνη, οι οποίες αυξάνονται ραγδαία στα βαθύτερα στρώματα. Οι συγκεντρώσεις του χαλκού στην SPM είναι χαμηλές και εμφανίζουν τάσεις αύξησης στο επιφανειακό - υποεπιφανειακό στρώμα, συγχρόνως με τις 51

συγκεντρώσεις Sr και SPM, γεγονός που υποδηλώνει ότι οι κατακόρυφη κατανομή του ελέγχεται εν μέρει από βιολογικές διεργασίες. Παγίδες ιζημάτων στα στενά των Αντικυθήρων κατέγραψαν την χαμηλότερη καταγεγραμμένη τιμή ροής μάζας, γεγονός που ενισχύει τον ολιγοτροφικό χαρακτήρα της περιοχής (Price et al.,1999) Ιδιαίτερα χαμηλές τιμές παρατηρήθηκαν και στις δύο πλευρές των στενών [< 1 mg m' d' στο στρώμα 500-800 m και 2-3 mg m'd' στο βαθύτερο στρώμα (1000-1300 m)] κατά τη διάρκεια της θερινής στρωματοποίησης (Ιούνιος-Σεπτέμβριος) της υδάτινης στήλης, ενώ οι μέγιστες τιμές παρατηρήθηκαν κατά την περίοδο από Σεπτέμβριο - μέσα Νοεμβρίου. 8.1.4 Ιχνοστοιχεία - Δεδομένα ελληνικών κόλπων Σαοωνικός κόλπικ : οι συγκεντρώσεις μετάλλων σε διαλυμένη μορφή είναι υψηλότερες απ ότι στη σωματιδιακή, με την εξαίρεση του Μη στον κόλπο της Ελευσίνας. Σύγχρονες μελέτες στο λιμάνι του Πειραιά κατέδειξαν υψηλές συγκεντρώσεις βαρέων μετάλλων. Χαρακτηριστικό παράδειγμα ρύπανσης αποτελεί το λιμάνι του Λαυρίου, το οποίο παρ ότι μικρότερο από τον Πειραιά επηρεάζεται από βιομηχανικές δραστηριότητες καθώς και από παραπροϊόντα εξόρυξης. Στη συγκεκριμένη περιοχή, έρευνες έδειξαν εξαιρετικά υψηλή συγκέντρωση Pb ( 9.9pg/l σε διαλυμένη μορφή και 754pg/l σε σωματιδιακή.)( Σχήμα 26) 52

^ 3 λιακός 2,5 ^.-, ; ΙΙ.Ιϋ Ι1.ΙΙ0Ρ Π1.ϋ1Ι.ΙΟ».»1 Ο»»Ιι.Ιΐ ------fei/ρωνικός κόλπος- Csi------------------------ "----------------------------------- ~~ί f " ' j ggs Διαλυμένος Σαρβ>νι.κ6ς κόλπος- Flt 1385 1888 1880 1832 1334 1338 2009 1986 1383 1930 1932 1394 1938 2000 Σχ. 26: Συγκέντρωση ιχνοστοιχείων στο Σαρωνικό κόλπο και τον κόλπο της Ελευσίνας Θερίΐαϊκίκ κόλπος : οι συγκεντρώσεις βαρέων μετάλλων εμφανίζουν μείωση ανάλογη με την απόσταση από το εσωτερικό προς το εξώτερο τμήμα του κόλπου. Η θαλάσσια κυκλοφορία της περιοχής ευνοεί τη διατήρηση των μετάλλων στις περιοχές εισόδου τους. Η διαλυμένη μορφή αποτελεί το 33-90% του συνολικού φορτίου μετάλλων.(σχήμα 27) Εσωτερικό Εξωτερικό Εσωτερικό Εξωτερικό τμήμα τμήμα τμήμα τμήμα Σχ. 27 : Συγκέντρωση ιχνοστοιχείων στο εσωτερικό και εξωτερικό τμήμα του Θερμαϊκού κόλπου 53

Μαλλιακός κόλποζ : στην εν λόγω περιοχή εμφανίζονται εποχιακές μεταβολές στη συγκέντρωση ιχνοστοιχείων. Υψηλό ποσοστό βαρέων μετάλλων εισέρχεται μέσω ποτάμιων εισροών. Γενικά, τα επίπεδα ρύπανσης δεν είναι υψηλά. Η κατανομή ιχνοστοιχείων στον κόλπο του Γέρα, φανερώνει υψηλές συγκεντρώσεις κοντά στις πηγές. Η απομάκρυνση του βασικού παράγοντα ρύπανσης ( μιας μεγάλης μονάδας βυρσοδεψίας ) συντέλεσε στην άμεση μείωση της συγκέντρωσης βαρέων μετάλλων τόσο σε διαλυμένη όσο και σε σωματιδιακή μορφή. Η λειτουργία ιχθυοκαλλιεργητικών μονάδων στον κόλπο του Αστακού επηρεάζει άμεσα το θαλάσσιο περιβάλλον, ειδικά στις περιοχές εγκατάστασης των κλοβών. Εμφανίζεται φανερή αύξηση της συγκέντρωσης ιχνοστοιχείων, προερχόμενη από τις χρησιμοποιούμενες τροφές. Στον Αμβρακικό κόλπο τα ιχνοστοιχεία εμφανίζουν τις υψηλότερες συγκεντρώσεις τους κατά τη διάρκεια του Φθινοπώρου. Κύριες πηγές εισόδου αποτελούν οι ποταμοί Άραχθος και Λούρος. Σε σχετική οδηγία της Ευρωπαϊκής Ένωσης, τα μέταλλα Cd, Pb, Hg, As χαρακτηρίστηκαν ως τοξικά και ο Cu, Νϊ, Μη ως ανεπιθύμητα. Πρέπει ωστόσο να αναφερθεί ότι οι συγκεντρώσεις των εν λόγω ιχνοστοιχείων στο ελληνικό θαλάσσιο περιβάλλον είναι μία με δύο τάξεις μεγέθους μικρότερες από τα ανώτατα επιτρεπτά όρια, ως έχουν τεθεί από ευρωπαϊκές οδηγίες. Από το 1990 παρατηρείται μια τάση μείωσης της συγκέντρωσης βαρέων μετάλλων στην παράκτια ζώνη, γεγονός που οφείλεται κυρίως : 1 ) στις μονάδες επεξεργασίας λυμάτων 2 ) στην υιοθέτηση οικολογικών τεχνολογιών από τη βιομηχανία, τόσο στην παραγωγή όσο και στη διαχείριση των αποβλήτων 3 ) στην παύση της λειτουργίας παλαιών και ρυπογόνων βιομηχανιών 4 ) στο γεγονός της σύγχρονης εργαστηριακής μεθοδολογίας η οποία μειώνει τα φαινόμενα επιμόλυνσης. Η συγκέντρωση ιχνοστοιχείων σε διάφορες υπό εξέταση θαλάσσιες περιοχές του Αιγαίου πελάγους καταγράφεται στον πίνακα 2 54

0.22 2.85 οε-9 ΟΟ ΙΟ ο 0 8 Ί 4.52 r3* 1.88 S 2 < 1 0.43 0.36 1.36 3.76 06Ό 1.57 Ο οο ο 2.70 1.46 «1 'ί- Ο <Ν <Ν Ο Ο Ο Ο ο ο 0.002 0.002 0.11 0.13-3 υ «1 0.025 (Ν Ο Ο ο ο ΖΥΟ ο ο (ΝΟ ο Ο ΓΟ ο ΙΟ τ Η ' Ο ο 9Γ0 Ο Ο 0.14 0.25 W 2* ΖΟ'Ο 0.62 ι/η οο ο 0.22 ο ο 1.76 0.38 Ο ι/"> Ο S3 SJ α. Cu <1 μ 1 < Ί; W < Μ W 3 νδ ο Ο. W G 0.3 0.46 0.25 0.43 0.08 0.013 0.03 0.17 2.00 rn 4.6 0.14 0.83 0.23 611 2.76 3.8 6.5 0.23 ΟΟ ΟΟ ο ζνο 1.56 0.32 7.45 0.34 1.25 0.28 ΟΟ ΟΟ Ο 0.65 81*0" 0.34 9Γ0 ΟΟ Ο γ- (Ν Ο 0.95 Νότιο Αιγαίο - Κρητικό πέλαγος 1994 Βόρειο Αιγαίο 1997-98 Σαρωνικός κόλπος 1986-98 Κόλπος Ελευσίνας 1986-98 Ευβοϊκός κόλπος 1997-98 Κόλπος Γέρα 1990-91 Πατραϊκός κόλπος 1982-86 Θερμαϊκός κόλπος 1997-98 Αμβρακικός κόλπος 1982-86 Μαλιακός κόλπος 2000-2002 Λιμάνι Πειραιά 1999 Λιμάνι Λαυρίου 2003 1.85 4.70 0.15 0.51 0.25 0.73 0.30 0.21 0.05 V0 Ο 0.21 2.44 3.34 0.22 0.37 0.29 0.62 1.24 3.8 4.6 Ο ΟΟ Ο 0.65 0.65 0.70 1.56 2.9 12.4 1.47 1.42 Ε39 960 2.5 5.56 13.0 754 06"6 1.38 1.45 Πίνακας 2 : Συγκέντρωση ιχνοστοιχείων στο θαλάσσιο περιβάλλον του Αιγαίου πελάγους

Ιχνοστοιχεία στο βιολογικό θαλάσσιο περιβάλλον Βαρέα μέταλλα σε μύδια ( Mytilus galloprovincialis ) Πραγματοποιήθηκαν αναλύσεις 1.200 δειγμάτων κατά τη χρονική περίοδο 1993-2002 από 10 ελληνικούς κόλπους και παράκτιες περιοχές. Τα αποτελέσματα καταγράφονται στον πίνακα 3 Hg Cd Cr Cu Ni Zn Fe Mn Pb Ν 121 812 1005 1061 1078 1037 1013 917 428 Μέση 0.29 1.03 3.98 6.14 4.16 157 76.8 10.97 5.99 τιμή STD 0.22 1.15 4.39 2.85 4.33 96.8 240 7.2 5.81 Πίνακας 3 : Συγκέντρωση ιχνοστοιχείων σε δίθυρα ( μύδια Mytilus galloprovincialis) από ελληνικές θάλασσες ( σε pg/g νωπής μάζας) Οι συγκέντρωση υδραργύρου (Hg) κυμάνθηκε από 0.04 έως 1.36 pg/g νωπής μάζας, αρκετά χαμηλότερα από τα ευρωπαϊκά επιτρεπτά όρια. Το κάδμιο εμφάνισε χαμηλές συγκεντρώσεις ( 0.017-8.57pg/g νωπής μάζας). Ωστόσο, κάποιες μετρήσεις κατέδειξαν υψηλή συγκέντρωση, πάνω από τα επιτρεπτά όρια ( lpg/g υγρής μάζας). Οι συγκεντρώσεις μολύβδου (Pb) κυμάνθηκαν από 0.034 έως 22.0 pg/g νωπής μάζας και στο 25% των περιπτώσεων ξεπέρασαν τα ανώτατα επιτρεπτά όρια. Ωστόσο, οι περιπτώσεις αυτές αφορούσαν μετρήσεις κοντά σε περιοχές εισροής μετάλλων στο Σαρωνικό και Παγασητικό κόλπο των οποίων τα μύδια δεν προορίζονται για κατανάλωση. Τα ανώτατα παρατηρηθέντα επίπεδα χαλκού και ψευδάργυρου ( 24.87pg και 157pg/ g νωπής μάζας αντίστοιχα ) ήταν χαμηλότερα από 56

τα επιτρεπτά, ενώ για τα εναπομείναντα ιχνοστοιχεία ( νικέλιο, χρώμιο, σίδηρο και μαγγάνιο) δεν υπάρχουν αρκετές πληροφορίες για συγκριτική νομοθετική ρύθμιση. Σε σύγκριση με άλλους ελληνικούς κόλπους, ο Παγασητικός εμφάνισε από τις υψηλότερες συγκεντρώσεις Cu, Cr, Zn, Fe και Pb. Ο Θερμαϊκός κόλπος παρουσίασε υψηλές συγκεντρώσεις Hg και Μη, ενώ η Κρήτη βρέθηκε να έχει τις χαμηλότερες συγκεντρώσεις. Συγκεντρώσεις μετάλλων σε γαστερόποδα ( Patella sp.) Η ανάλυση πραγματοποιήθηκε σε δείγματα εννέα παράκτιων περιοχών ( Κέρκυρα, Λέσβος, Λάρυμνα - Βόρειος Ευβοϊκός κόλπος, Λαύριο, Παγασητικός κόλπος, Σαρωνικός κόλπος, Ρόδος, Σαντορίνη και Μήλος). Ο αριθμός των δειγμάτων ήταν 450 και η συλλογή τους πραγματοποιήθηκε κατά την περίοδο 1988-2000.(πίνακας 4) Cd Cr Cu Ni Zn Fe Mn Pb Ν 198 308 310 239 305 209 195 119 Μέση 6.55 7.55 9.3 17.68 57.1 1387 11.52 38.53 τιμή STD 3.13 7.46 3.27 11.72 29.3 1554 15.65 18.82 Πίνακας 4 : Συγκέντρωση ιχνοστοιχείων σε γαστερόποδα ( Patella sp.) από ελληνικές θάλασσες (σε pg/g νωπής μάζας) Δείγματα από την περιοχή του Λαυρίου παρουσίασαν υψηλές συγκεντρώσεις Cu και Zn, προερχόμενων από την κατά το παρελθόν λειτουργία των ορυχείων αργύρου στην περιοχή. Επιπλέον, οι υψηλές τιμές του χαλκού οφείλονται στην βιομηχανική δραστηριότητα της περιοχής. Οι υψηλότερη συγκέντρωση Cr, Νϊ, και Fe εμφανίστηκε σε δείγματα από τον κόλπο της Λάρυμνας, αποτέλεσμα της παραγωγής σιδηρονικελίου και χάλυβα από την τοπική βιομηχανία. Υψηλές συγκεντρώσεις Νϊ εμφανίστηκαν σε δείγματα από τον Σαρωνικό κόλπο, ενώ δείγματα από τον 57

Παγασητικό κόλπο παρουσίασαν υψηλή περιεκτικότητα σε Ζη και Μη. Τέλος, η Σαντορίνη εμφάνισε τις χαμηλότερες συγκεντρώσεις, γεγονός που φανερώνει ένα υγιές θαλάσσιο περιβάλλον Βαρέα μέταλλα σε ψάρια Τα ψάρια συχνά χρησιμοποιούνται ως βιοδείκτες θαλάσσιας ρύπανσης. Τα αποτελέσματα που παρατίθενται στην παρούσα εργασίας βασίζονται σε δείγματα κουτσομούρας ( Mullus barbatus) από δέκα ελληνικές παράκτιες περιοχές. Η συλλογή των 1.200 δειγμάτων πραγματοποιήθηκε κατά τη χρονική περίοδο 1990-2000. (πίνακας 5) Hg Cd Cr Cu Ni Zn Fe Mn Pb Ν 7 430 966 1035 992 963 974 547 45 Μέση 0.034 0.27 1.52 1.78 1.96 18.2 21.9 1.3 1.17 τιμή STD 0.005 0.3 1.31 0.84 1.22 7.86 11.7 0.67 1.11 Πίνακας 5 : Συγκεντρώσεις ιχνοστοιχείων σε κουτσομούρες (Mullus barbatus) από ελληνικές θάλασσες ( σε pg/g νωπής μάζας) Η περιεκτικότητα σε υδράργυρο ποικίλει από 0.03-0.05pg/g νωπής μάζας, αρκετά χαμηλότερα από τα επιτρεπτά όρια ( 2.25pg/g νωπής μάζας). Ποσοστό 55% των μετρήσεων καδμίου βρισκόταν κάτω από 0.05 pg/g νωπής μάζας, χαμηλότερο από τα ανώτατα επιτρεπτά όρια ( 0.25 pg/g νωπής μάζας). Ο μόλυβδος βρέθηκε σε περιεκτικότητες από 0.05-3.75 pg/g νωπής μάζας, γεγονός που φανερώνει ότι ένα ποσοστό 25% των δειγμάτων έχει συγκέντρωση Pb υψηλότερη της ανώτατης επιτρεπτής (1.8 pg/g νωπής μάζας). 58

Οι υψηλότερη περιεκτικότητα των δειγμάτων σε χαλκό και ψευδάργυρο δεν ξεπέρασε τα επιτρεπτά όρια (10 και 150 pg/g υγρής μάζας) και κινήθηκε μεταξύ 1.14 και 72.5 pg/g υγρής μάζας αντίστοιχα. Συμπερασματικά, δείγματα από την Κρήτη παρουσίασαν από τις υψηλότερες τιμές, ενώ δείγματα από τη Λέσβο, Καλαμάτα και σε κάποιες περιπτώσεις από τον Παγασητικό κόλπο εμφάνισαν τις χαμηλότερες περιεκτικότητες σε βαρέα μέταλλα. 8.1.5 Διαδικασίες ανταλλαγής σωματιδιακών/διαλυμένων ιχνοστοιχείων Ο βαθμός διείσδυσης του φωτός διαφέρει μεταξύ του βορείου και νοτίου Αιγαίου. Στο πρώτο, οι τιμές διάδοσης του φωτός φτάνουν το 80-94%, γεγονός που υποδηλώνει μεγαλύτερο βαθμό ανάμειξης και θολερότητας. Κατά κανόνα, υψηλές τιμές διείσδυσης του φωτός (χαμηλή SPM )στο Β.Αιγαίο παρατηρούνται κατά τη διάρκεια της άνοιξης και Φθινοπώρου, ενώ χαμηλές τιμές (υψηλή SPM )κατά τη διάρκεια της χειμερινής περιόδου. Οι τιμές διάδοσης και διείσδυσης του φωτός στο Ν.Αιγαίο εμφανίζονται υψηλές και σχετικά σταθερές κατά τη διάρκεια του έτους, κυμαινόμενες μεταξύ 92-94%. Κατά συνέπεια, οι τιμές της αιωρούμενης σωματιδιακής ύλης είναι αρκετά χαμηλές, της τάξης των 0.2-0.3 mg 1 1 Η κατανομή της αιωρούμενης σωματιδιακής ύλης στο Ν. Αιγαίο ελέγχεται από δύο μόνιμα χαρακτηριστικά κυκλοφορίας. Τον κυκλώνα στο ανατολικό τμήμα του κρητικού πελάγους, ο οποίος συνδέεται με ανάδυση υδάτων χαμηλής συγκέντρωσης σωματιδιακής ύλης, και τον αντικυκλώνα στο δυτικό τμήμα, ο οποίος μεταφέρει προς τα βαθιά στρώματα επιφανειακά ύδατα πλούσια σε οργανική ύλη βιολογικής προέλευσης ( υψηλή πρωτογενής παραγωγή). 59

Οι συγκεντρώσεις του σωματιδιακού οργανικού άνθρακα (POC) δεν παρουσιάζουν σημαντικές διαφορές μεταξύ Βορείου και νοτίου Αιγαίου. Οι υψηλότερες τιμές παρατηρήθηκαν στην ευφωτική ζώνη, με εύρος 40-140 pg Γ1,και στα βαθύτερα στρώματα (>200 m) οι τιμές κυμαίνονται από 10-50 pg Γ1. Στο Β.Αιγαίο, οι υψηλότερες τιμές εντοπίστηκαν στο στρώμα 200-500 μέτρων κατά της διάρκεια του Χειμώνα. Η συγκέντρωση του διαλυμένου Οργανικού άνθρακα στο επιφανειακό στρώμα (100 μ.), εκφραζόμενη ως συνολικός οργανικός άνθρακας (TOC), κυμαίνεται από 60-80 μμ C στο Ν. Αιγαίο και από 50-130 μμ C στο Β. Αιγαίο (Gavriil and Angelidis, 2005) Η παρατήρηση αυτή φανερώνει τον ρόλο της εισροής του Νερού της Μαύρης Θάλασσας στην εισαγωγή διαλυμένου άνθρακα στο Β. Αιγαίο (Zeri and Taliadouri,2003) Στο στρώμα > 200 m στο Αιγαίο, οι συγκεντρώσεις του Οργανικού άνθρακα (TOC) εμφανίστηκαν χαμηλές, με μικρή αλλά σταθερή μείωση με το βάθος (70-40 μμ C) (Stahl et al.,2004) Οι συγκεντρώσεις αιωρούμενης σωματιδιακής οργανική ύλης ( Suspended POM) (εκφρασμένη ως το σύνολο της περιεκτικότητας σε υδατάνθρακες, πρωτεΐνες και λιπίδια) στο Αιγαίο εμφανίζονται χαμηλές, με τιμές από 23.2 έως 161.6 μg Γ1. Στο Β. Αιγαίο, η συγκέντρωση της ΡΟΜ είναι μεγαλύτερη (σχεδόν διπλάσια)απ ότι στο κρητικό πέλαγος (κατά μέσο όρο 41.3 σε σύγκριση με 32.0 μg 1 1 το καλοκαίρι, και 82.4 έναντι 49.0 pg Γ1 την άνοιξη). Οι υψηλότερες συγκεντρώσεις στο Β. Αιγαίο παρατηρούνται την άνοιξη, ενώ στο Ν. Αιγαίο κατά την καλοκαιρινή περίοδο. Κάτω από τα 50 m, δεν εμφανίζονται εποχική ή χωρική μεταβλητότητα, γεγονός που υποδεικνύει την πλήρη χρησιμοποίηση της οργανικής ύλης που παράγεται στο επιφανειακό στρώμα. Αναλύσεις της βιοχημικής σύνθεσης της αιωρούμενης ΡΟΜ αποκάλυψε την κυριαρχία πρωτεϊνών την καλοκαιρινή περίοδο (53-61%, στο Ν. και Β. Αιγαίο, αντίστοιχα), ακολουθούμενων από υδατάνθρακες (31-24%) και λιπίδια (15% και στις δύο περιοχές). 60

Ποσοτικές εκτιμήσεις στοιχείων προερχόμενων από την ξηρά είναι δυνατόν να ληφθούν από την μελέτη της κατανομής του σωματιδιακού Α1 (Σχ.28). Στο κρητικό πέλαγος, οι συγκεντρώσεις του Α1 παρουσιάζουν εύρος από 0.5 to 1.0 μμ Γ1, με την μέγιστες τιμές σε βάθη 200 m και μεταξύ 600-800 m (Price et al., 1999). Οι τιμές αυτές καταδεικνύουν την παρουσία επαναιωρούμενων ιζημάτων στην υφαλοκρηπίδα (Chronis et al., 2000). Σημαντικά υψηλότερες είναι οι συγκεντρώσεις Α1 (2-14 pg Γ1) στο Β. Αιγαίο και θα μπορούσαν να αποδοθούν στην παρουσίας ενδιάμεσων νεφελοειδών στρωμάτων, ιδιαίτερα σε βάθη 200-250, 300 400 και ~600 m. 0 Ε S 400 I 800 1200 0 4 8 12 16 Ai ug/l Σχ.28. Κατανομή Α1 σε συνάρτηση με το βάθος σε τρεις σταθμούς στο Β.Αιγαίο Έρευνες βιογενών στοιχείων στο Ν. Αιγαίο κατέδειξαν υψηλές συγκεντρώσεις σε περιοχές κυκλωνικών δινών, όπου παρατηρείται ανάδυση (Price et al., 1999). Κατά την διάρκεια της άνοιξης του 1997, τα έντονα φαινόμενα ανάδυσης οδήγησαν στην αύξηση του πληθυσμού διατόμων, όπως διαπιστώθηκε από τις συγκεντρώσεις βιογενούς πυριτίου (Sibj0), που έφτασαν τα 10 μμ Γ1, στο επιφανειακό στρώμα και στα 150 μ, κάτω από το μέγιστο της χλωροφύλλης (Σχ.29). Στο Β. Αιγαίο, κατά την διάρκεια της χειμερινής περιόδου του 1997-1998 καταγράφηκαν υψηλές συγκεντρώσεις σωματιδιακού Ρ (0.2-0.65 pg/l) στο επιφανειακό στρώμα (0-100 m), οι οποίες είναι παρόμοιες, αν όχι μεγαλύτερες από τις αντίστοιχες του Κρητικού Πελάγους (0.2-0.4 pg/l ). 61

Ωστόσο, οι συγκεντρώσεις βιογενούς πυριτίου Sibio εμφανίστηκαν ασυνήθιστα χαμηλές (~2 μμ Γ1), γεγονός που υποδεικνύει περιορισμένο πληθυσμό διατόμων. Οι συγκεντρώσεις Sibio τον Σεπτέμβριο του 1997 ήταν σημαντικά υψηλότερες από τις αντίστοιχες της εαρινής περιόδου. Στο Κρητικό πέλαγος, οι υψηλές συγκεντρώσεις βιογενών στοιχείων, στο τέλος της καλοκαιρινής περιόδου, σχετίζονται με υπολείμματα της εαρινής άνθισης. 0 400 I 800 JS f 1200 ο 0 3 6 9 12 0 3 6 9 12 0 3 6 9 12 * * mi jif1 % \ Γ. jjgf***" 1. T * * m 1600 2000 MSB 1 MSB 2 MSB 3 0 400 800 S S 1200 1600 2000 0 3 6 9 12 0: 3 6 9 12 0 3 6 1:2 { x Q f X MSB 4 MSB 6 1Λ > :: A MSB 7 - March -B September Σχ29. Κατανομή συγκέντρωσης Si στο N. Αιγαίο Οι μελέτες των ιχνοστοιχείων σε σωματιδιακή μορφή (Cu, Zn and Pb) επικεντρώθηκαν, στο Β. Αιγαίο, στην εισαγωγή τους από ηπειρωτικά ιζήματα και μέσω της ροής του Νερού της Μαύρης Θάλασσας από τα Δαρδανέλια. Στο Ν.Αιγαίο, η μελέτη της συγκέντρωσης και κατανομής των ιχνοστοιχείων κατέδειξε ομοιότητα με τα βασικά βιολογικά παραγόμενα στοιχεία, κυρίως Sibio και ρ r org Κάποιες εποχικά υψηλές τιμές στις συγκεντρώσεις Pb στο Β. Αιγαίο, συνδέονται με φαινόμενα επανααιώρησης μετάλλων από την υφαλοκρηπίδα. Το γεγονός αυτό 62

σχετίζεται με αλιευτική δραστηριότητα κατά την διάρκεια των μηνών Οκτωβρίου - Μάίόυ (Lykousis, 1998). Η εισροή του Νερού της Μαύρης Θάλασσας είναι πολύ πιο εμφανής προς το τέλος του Καλοκαιριού απ ότι την χειμερινή περίοδο. Η εισροή αυτή ταυτοποιείται μέσω της μικρής αλατότητας στην περιοχή του Β. Αιγαίου, η οποία κυμαίνεται από 33-36 psu, και εκτείνεται έως ~30 m κάτω από την επιφάνεια. Ωστόσο, κατά το τέλος της καλοκαιρινής περιόδου, στην περιοχή αυτή δεν παρατηρούνται αυξημένες συγκεντρώσεις μετάλλων σε σωματιδιακή μορφή. Αυτό καταδεικνύει πως αν υπάρχει εισροή μετάλλων μέσω του Νερού της Μαύρης Θάλασσας, αυτά βρίσκονται κατά κύριο λόγο σε διαλυμένη μορφή. Οι συγκεντρώσεις διαλυμένων ιχνοστοιχείων εμφανίζονται υψηλότερες στο Β. Αιγαίο σε αντίστοιχα βάθη. Η κατανομή Cd, Cu, Νϊ παρουσιάζει ομοιομορφία στην υδάτινη στήλη με κάποιες υψηλότερες τιμές στο επιφανειακό στρώμα περιοχών του Β. Αιγάιου. Η ύπαρξη των υψηλών αυτών τιμών υποδεικνύουν την ύπαρξη κοινών πηγών στις περιοχές, όπως ατμοσφαιρική εναπόθεση, παράκτια εισροή, επίδραση του Νερού της Μαύρης Θάλασσας (Kourafalou et al., 2004). Ελαφρώς αυξημένες τιμές στην συγκέντρωση Cu (2-4 nm) παρατηρήθηκαν στα ενδιάμεσα στρώματα της λεκάνης των Β. Σποράδων. Επιπλέον, στην περιοχή αυτή υπάρχουν στοιχεία περαιτέρω αύξησης της συγκέντρωσης σε βάθη > 500 m, γεγονός που οφείλεται είτε στην πτώση και κατακόρυφη μεταφορά βιολογικών σωματιδίων και την απελευθέρωση Cu κατά τη διάρκεια της αποσύνθεσής τους, είτε σε φαινόμενα επανααιώρησης. Οι συγκεντρώσεις Cd, Cu and Νϊ στο N. Αιγαίο εμφανίζουν σταθερές τιμές σε όλο το μήκος της υδάτινης στήλης, παρόμοιες με αυτές που παρατηρούνται στο Β. Αιγαίο, σε βάθη > 100 m (Voutsinou-Taliadouri et al., 2000). Σε όλους τους σταθμούς του Β. Αιγαίου, το Μη εμφανίζει αυξημένη συγκέντρωση στο επιφανειακό στρώμα μέχρι το βάθος των 100 m, η οποία μειώνεται με γρήγορο 63

ρυθμό στο ενδιάμεσο στρώμα, για να αυξηθεί εν συνεχεία με το βάθος, λόγω της απομάκρυνσης Μη από τα ιζήματα του πυθμένα. Οι επιφανειακές τιμές (44.98 ημ) εμφανίζονται κατά μία μονάδα μεγέθους υψηλότερες από τις αντίστοιχες του ενδιάμεσου και βαθύτερου στρώματος (4.80 ημ) ειδικά κατά την περίοδο του Σεπτεμβρίου ( περίοδος αυξημένης εισροής Νερού της Μαύρης Θάλασσας), γεγονός που αποδεικνύει ότι η εν λόγω υδάτινη μάζα είναι εμπλουτισμένη με Mn.(Zeri et al., 20003). Η συγκέντρωση Μη στο Ν. Αιγαίο εμφανίζεται σημαντικά χαμηλότερη, με αυξημένες επιφανειακές τιμές οι οποίες μειώνονται με το βάθος. Η ατμοσφαιρική εισαγωγή και η διάλυση υδροξειδίων του Μη μέσω φωτοχημικών διεργασιών είναι οι κυριότερες αιτίες για τις αυξημένες τιμές συγκέντρωσης. 64

8.1.6 Οργανοχλωριούχες ενώσεις Τα πολυχλωριωμένα δκραινύλια ( PCBs), καθώς και τα χλωριωμένα φυτοφάρμακα αποτελούν την κύρια κατηγορία έμμονων οργανικών ρύπων. Υπάρχουν περί των 209 χλωριωμένων διφαινυλικών ενώσεων, εκ των οποίων 150 χρησιμοποιούνται σε τεχνικές εφαρμογές. Στα τέλη του 1970, μελέτες σχετικά με την τοξική δράση και βιοσυσσώρευση των πολυχλωριωμένων διφαινυλίων οδήγησε στην απαγόρευση της παραγωγής και διάθεσής τους στις περισσότερες χώρες παγκοσμίως. Η πιο αποτελεσματική ίσως κίνηση προς τον περιορισμό τους πραγματοποιήθηκε από την οδηγία του οργανισμού οικονομικής συνεργασίας και ανάπτυξης το 1973. Παρά το γεγονός της απαγόρευσής τους, μεγάλες ποσότητές τους παραμένουν αποθηκευμένες. Επιπλέον, τέτοιου είδους ενώσεις παραμένουν σε ηλεκτρικούς μετασχηματιστές και άλλες συσκευές παλαιότερης τεχνολογίας. Άλλες πηγές εισόδου τους στο περιβάλλον αποτελούν οι ακατάλληλες μέθοδοι εξουδετέρωσης και καύσης λυμάτων που τις περιέχουν. To DDT (διχλωροδιφαινυλτριχλωροαιθάνιο)αποτελεί το πιο γνωστό και διαδεδομένο χλωριούχο οργανικό φυτοφάρμακο. Εισήχθη στην παραγωγή το 1945 ως εντομοκτόνο, με σκοπό τον έλεγχο των ασθενειών που προκαλούνταν κυρίως από τα κουνούπια. Υπολογίζεται ότι κατά την περίοδο 1948-1993, η παγκόσμια παραγωγή και διάθεση του προϊόντος έφτασε τους 1.500.000 τόνους. Η παρατήρηση και μελέτη των περιβαλλοντικών επιπτώσεών του οδήγησε το 1972 στην απαγόρευση της παραγωγής του στην Βόρεια Αμερική και τις περισσότερες ευρωπαϊκές χώρες μεταξύ των οποίων και στην Ελλάδα. Συγκέντρωση οργανοχλωριούχων ενώσεων στο θαλάσσιο νερό Οι οργανοχλωριούχες είναι υδροφοβικές ενώσεις με αμελητέα διαλυτότητα στο νερό, επομένως οι συγκεντρώσεις τους είναι μικρές, γεγονός που καθιστά δύσκολη την ακριβή ποσοτική τους ανάλυση. Στην Ελλάδα, η κατανομή τους στο θαλάσσιο περιβάλλον δεν έχει μελετηθεί εκτενώς, όπως φαίνεται από τον πίνακα 6. 65

1 PCBs (ng/l) DDTs (ng/l) Έτος έρευνας Θερμαϊκός κόλπος (παράκτια ζώνη) 2.1 ±4.2 (0.1-13.9) 1993-1998 Στρυμωνικός κόλπος 0.5±2.1 (0.1-4.1) 1993-1998 Κόλπος Καβάλας 0.7±1.1 (0.1-4.7) 1993-1998 Εξωτερικό τμήμα Θερμαϊκού κόλπου <0.05 <0.02 2000-2001 Κόλπος Ελευσίνας 3-4 1992 (φιλτραρισμένο νερό) Κόλπος Ελευσίνας 0.7-2.0 2002 Πίνακας 6 : Συγκεντρώσεις PCBs και DDTs στο θαλάσσιο νερό από διάφορες ελληνικές περιοχές του Αιγαίου πελάγους. Συγκεντρώσεις DDT έχουν εκτιμηθεί στον Θερμαϊκό κόλπο, κατά την περίοδο 1993-1998, και οι τιμές τους κυμαίνονται μεταξύ 0.1 και 13.9 ng/l. Παρόμοιες μελέτες στον Στρυμωνικό και τον κόλπο της Καβάλας κατέδειξαν χαμηλότερες συγκεντρώσεις DDT, ενώ στο εξωτερικό τμήμα του Θερμαϊκού οι συγκεντρώσεις βρίσκονται σε πολύ χαμηλά επίπεδα ( 0.02 ng/l). Στην ίδια μελέτη η συγκέντρωση πολυχλωριωμένων διαφαινυλίων βρέθηκε χαμηλότερη των 0.05 ng/l. Στον κόλπο της Ελευσίνας, μιας περιοχής με βιομηχανικές εκροές, η συγκέντρωση των PCBs βρέθηκε να έχει τιμές 3-4 ng/l. Συγκέντρωση οργανοχλωριούχων ενώσεων σε ιζήματα Τα θαλάσσια ιζήματα, και ιδιαίτερα τα λεπτόκοκκα, αποτελούν τις κύριες πηγές αποθήκευσης οργανοχλωριούχων ενώσεων στο θαλάσσιο περιβάλλον. Στις ελληνικές 66

παράκτιες περιοχές, μελέτες κατέδειξαν περιορισμένες συγκεντρώσεις σε ιζήματα. Τα υπάρχοντα δεδομένα καταγράφονται στον πίνακα 7. PCBs (ng/g dw) (μέση τιμή) DDTs (ng/g dw) (μέση τιμή) Έτος έρευνας Εξωτερικό τμήμα Θερμαϊκού κόλπου 0.5 ±0.6 (0.1-1.5) 1.3±2.1 (0.2-5.8) 2000-2001 Κόλπος της Θεσσαλονίκης 5.0±7.4 (1.7-24.5) 3.8±3.2 (1.5-11.8) 1995-2001 Στρυμωνικός κόλπος 1.1 ±0.7 (0.1-3.0) Δέλτα του Νέστου 0.6±0.6 (0.1-1.8) Κόλπος Ηγουμενίτσας 0.5±0.3 (0.2-1.0) Ποταμόκολποι Καλαμά 1.1 ±1.2 (0.1-3.2) 11.0±8.9 (0.6-48.10 4.5±3.7 (0.2-16.7) 1.5±2.6 (0.3-8.2) 0.3±0.7 (0.2-1.2) 1998 1998 2000 2000 Παράκτιες περιοχές Ρόδου 0.8±0.3 (0.3-1.3) 0.2±0.1 (0.2-0.4) 2003 Κόλπος Ελευσίνας 29.2±11.6 (8.1-55.1) Λιμάνι Πειραιά 68.9±5.7 (62.7-78.9) 4.1±2.5 (0.4-8.5) 54.8±4.8 (46.6-62.1) 1992,2000 1996 Λιμάνι Θεσσαλονίκης 88.5 22.8 1996 Πίνακας 7 : Συγκεντρώσεις PCBs και DDTs σε επιφανειακά ιζήματα από διάφορες ελληνικές θαλάσσιες περιοχές Στον ποταμό Στρυμώνα και στους κατά τόπους ποταμόκολπους, η συγκέντρωση PCBs κυμάνθηκε από 0.1-3 ng/g. Στο δέλτα του Νέστου, οι συγκεντρώσεις τους εμφανίστηκαν χαμηλότερες ( 0.1-1.8 ng/g), ενώ παρόμοιες ήταν και κατά μήκος της βόρειας ακτογραμμής της Ελλάδας. Στο εξωτερικό τμήμα του Θερμαϊκού, βρέθηκαν 67

αμελητέες συγκεντρώσεις ( 0.1-1.5 ng/g), ωστόσο, στο εσωτερικό τμήμα του κόλπου και ιδιαίτερα κοντά στη Θεσσαλονίκη, εμφανίστηκαν σημαντικά υψηλότερες συγκεντρώσεις ( 1.7-24.5 ng/g), δηλώνοντας μέτριο επίπεδο ρύπανσης. Στον κόλπο της Ελευσίνας, κατά τη διάρκεια μελετών το 1992, βρέθηκαν υψηλές συγκεντρώσεις PCBs (55 ng/g). Παρόμοιες μετρήσεις, ωστόσο, το 2000 κατέδειξαν μια σαφή μείωσή τους ( 8.1-23.4 ng/g), γεγονός που επιβεβαιώνει τη γενικότερη μείωση των εκροών εξαιτίας των διεθνών περιορισμών και απαγορεύσεων. Οι συγκεντρώσεις DDT βρίσκονται κατά κανόνα στην ίδια τάξη μεγέθους με τους PCBs. Χαμηλότερες συγκεντρώσεις μετρήθηκαν από αυτές των PCBs σε περιοχές με έντονη βιομηχανική δραστηριότητα ( κόλπος της Ελευσίνας, Θερμαϊκός κόλπος, λιμάνια του Πειραιά και Θεσσαλονίκης), ενώ υψηλότερες τιμές κυριάρχησαν σε περιοχές με αγροτική δραστηριότητα. Συγκέντρωση οργανοχλωριούχων ενώσεων σε θαλάσσιους οργανισμούς Ως αποτέλεσμα του υδροφοβικού και έμμονου χαρακτήρα τους, οι οργανοχλωριούχες ενώσεις βιοσυσσωρεύονται και οι υψηλότερες συγκεντρώσεις τους παρατηρούνται στη θαλάσσια πανίδα. Τα δίθυρα, τα οποία τρέφονται διηθώντας σωματίδια τροφής από το θαλασσινό νερό, συσσωρεύουν μεγάλες ποσότητες τέτοιων ενώσεων, μέσα από την κατανάλωση μολυσμένων σωματιδίων, ιζημάτων και νερού. Τα ψάρια συγκεντρώνουν οργανοχλωριούχες ενώσεις μέσω δύο οδών : α) της απορρόφησης μέσω των βραγχιακών μεμβρανών β) της κατανάλωσης μολυσμένης τροφής. Στο πλαίσιο ερευνητικών προγραμμάτων, έχει προσδιοριστεί ποιοτικά και ποσοτικά η παρουσία οργανοχλωριούχων ενώσεων σε δίθυρα (μύδια) και εμπορικά είδη ψαριών (κουτσομούρες και γόπες). Γενικά, μπορεί να αναφερθεί ότι σε κάθε περίπτωση, η συγκέντρωση επιβλαβών ενώσεων είναι αρκετά χαμηλότερη από ότι καθορίζουν οι διεθνείς κανονισμοί ως επικίνδυνη για την δημόσια υγεία. (Σχήμα 30) 68

Σχ. 30: Συγκεντρώσεις PCBs και DDTs σε μαλάκια και ψάρια θαλάσσιων περιοχών του Αιγαίου πελάγους Όσον αφορά τα δίθυρα (Mytilus galoprovincialis), οι υψηλότερες συγκεντρώσεις PCBs παρατηρήθηκαν στον Σαρωνικό κόλπο ( 8.9-229 ng/g dw), ενώ στους άλλους δύο υπό εξέταση κόλπους ( Αμβρακικό και Θερμαϊκό), οι τιμές ήταν χαμηλότερες ( 3.0-31.5, 2.0-26.3 ng/g dw αντίστοιχα). Η υψηλότερη συγκέντρωση DDT (διχλωροδιφαινυλτριχλωροαιθάνιο) παρατηρήθηκε σε δίθυρα από την περιοχή του Αμβρακικού κόλπου ( 19.4-287.7 ng/g dw). Η κυριότερη αιτία για τη ρύπανση είναι η έντονη αγροτική δραστηριότητα στην περιοχή. Οι συγκεντρώσεις στον Σαρωνικό και Θερμαϊκό κόλπο εμφανίζονται σημαντικά χαμηλότερες ( 3.4-200.8 ng/g dw αντίστοιχα). Ο κύριος μεταβολίτης του DDT, to DDE ήταν σε κάθε περίπτωση το κύριο συστατικό, αποτελώντας το 41.7-92.3% της συνολικής συγκέντρωσης. 69

Οι συγκεντρώσεις τόσο των PCBs όσο και του DDT και στα δύο υπό εξέταση είδη ψαριών ( Mullus barbatus και Boops boops) βρέθηκαν αρκετά χαμηλότερες από τα όρια επικινδυνότητας. Οι υψηλότερες τιμές παρατηρήθηκαν στους κουτσομούρες, ( μέση τιμή DDT 12.4 ng/g, PCB 8.0 ng/g ) σε αντίθεση με τις γόπες όπου οι συγκεντρώσεις ήταν χαμηλότερες ( μέση τιμή DDT 3.0, PCB 3.5 ng/g). Η σημαντική αυτή στατιστική διαφορά μπορεί να αποδοθεί α) στην υψηλότερη συγκέντρωση λιπιδίων ( 1.5% στη γόπα, 3.3% στην κουτσομούρα) και β) στις διαφορετικές στρατηγικές διατροφής των δύο ειδών. Η χωρική κατανομή των υπό εξέταση οργανοχλωριούχων ενώσεων στους ιστούς ψαριών στο Αιγαίο εμφανίστηκε ομογενής, γεγονός που αποδεικνύει ότι ο βαθμός μόλυνσης δεν είναι αποτέλεσμα συγκεκριμένων πηγών εκροής, συμπέρασμα που συνάδει με τις διεθνείς απαγορεύσεις παραγωγής και χρήσης τέτοιων ενώσεων. 70

8.1.7 Πρωτογενής παραγωγή - τροφικά πλέγματα Στον πίνακα 8 δίνονται δεδομένα χλωροφύλλης-α και φωτοσυνθετικής παραγωγικότητας (μέθοδος I4C στο πεδίο) για το Βόρειο και Νότιο Αιγαίο. Το μεγαλύτερο ποσοστό της βιομάζας (49-56%) και της φωτοσυνθετικής δραστηριότητας (41-51%) εντοπίζεται στην τάξη του πικοπλαγκτόν (0.2-1.2 μιη), ενώ το νάνο - μικροπλαγκτόν (>3.0 μιη) συμμετέχει στο 21-31% της χλωροφύλλης-α και στο 20-33% της πρωτογενούς παραγωγής. Το ουλτραπλαγκτόν (1.2-3.0 μιη) συμμετέχει στο 18-23% της συνολικής χλωροφύλλης-α και πρωτογενούς παραγωγής. Η συνολική ετήσια παραγωγή είναι 29.8 g C m 2 έτος 1 στο Β. Αιγαίο και 15.2 g C m 2 έτος 1 στο Ν. Αιγαίο. Οι κυτταρικές συγκεντρώσεις (μέση τιμή σε σχέση με το βάθος και την εποχή) είναι 5.6χ103 κύτταρα 1 1 στο Β. Αιγαίο και 1.9x104 κύτταρα 1 1 στο Ν. Αιγαίο. Το βάθος της ευφωτικής ζώνης Ζ(ι%) στο Β. Αιγαίο ποικίλει μεταξύ 80-100m και από 110-147m στο Ν. Αιγαίο (Φθινόπωρο 1997 και Άνοιξη 1998, αντίστοιχα). Τα δεδομένα αυτά καταδεικνύουν υψηλότερα ποσοστά πρωτογενούς παραγωγής στο Β. Αιγαίο, ωστόσο σε γενικό επίπεδο, το Αιγαίο πέλαγος εμφανίζει ολιγοτροφικό χαρακτήρα (Ignatiades, 2005) Περιοχή (κλασματικός διαχωρισμός) Βόρειο Αιγαίο Χλωροφύλλη α (mg m'2) (μέση τιμή) Πρωτογενής παραγωγή (mg C ni'21γ1) (μέση τιμή) 0.2-1.2 μιυ 6.41-32.93 (18.67) 7.09-133.92 (34.58) 1.2-3.0 μπι 3.18-10.54 (6.54) 2.71-63.96 ( 13.66) >3.0 μιυ 4.18-12.81 97.87) 4.91-53.74 (19.51) Σύνολο 18.76-50.67 (33.21) 14.71-251.62 (67.95) Νότιο Αιγαίο 0.2-1.2 μω 6.71-25.41 (12.22) 5.87-18.66 (10.56) 1.2-3.0 μιυ 2.58-10.63 (5.69) 1.37-23.15 (8.04) >3.0 μιυ 3.51-17.77 (8.66) 5.12-31.61 (12.74) Σύνολο 17.35-45.76 (26.58) 12.36-62.63 (31.34) Πίνακας 8. Συνολικές μέσες τιμές χλωροφύλλης-α και πρωτογενούς παραγωγής στο Αιγαίο 71

Η ανάπτυξη ετερότροφων βακτηρίων μελετήθηκε κατά τη διάρκεια έρευνας η οποία πραγματοποιήθηκε τον Μάρτιο και Σεπτέμβριο του 1997. Οι επιφανειακές τιμές (5 m βάθους) βακτηριακής παραγωγής εμφανίστηκαν κατά 2-3 φορές υψηλότερες στο Βόρειο από ότι στο Νότιο Αιγαίο, υπό την επίδραση της εισροής του Νερού της Μαύρης Θάλασσας. Έξω από τον κύκλο της επιρροής του Νερού της Μαύρης Θάλασσας, η μέση τιμή του πληθυσμού των βακτηρίων στο στρώμα 0-100 m εμφάνισε τυπικές ωκεάνιες τιμές φτάνοντας τα 0.7x106 κύτταρα ml '. Οι τιμές αυτές, σε συνδυασμό με τον χαμηλό ρυθμό βακτηριακής παραγωγής (30 ng C Γ1 hf1), φανερώνουν αργό ρυθμό ανάπτυξης βακτηρίων ή / και ότι μεγάλος αριθμός αυτών είναι ανενεργό. Οι ρυθμοί βακτηρικής παραγωγικότητας κυμάνθηκαν μεταξύ 17-164 mg C m~2 ημέρα-2, με τις υψηλότερες τιμές να σχετίζονται με περιοχές που επηρεάζονται άμεσα από το Νερού της Μαύρης Θάλασσας (Bianchi et al., 2003). Πειράματα εμπλουτισμού κατέδειξαν την περιοριστική δράση του φωσφόρου στην βακτηριακή παραγωγικότητα, και ταυτόχρονα επισήμαναν την πληρέστερη πρόσληψη και χρησιμοποίηση του διαλυμένου οργανικού άνθρακα από τα βακτήρια μετά την εισαγωγή φωσφορικών αλάτων. Η θήρευση και κατανάλωση βακτηρίων φάνηκε να κυριαρχείται από ετερότροφα δινομαστιγωτά, η δράση των οποίων είναι υπεύθυνη για την κατανάλωση του 40-100% της βακτηριακής παραγωγής (Sempere et al., 2002). Σε γενικό επίπεδο, εμφανίζονται σημαντικές διαφορές στην δομή των κοινοτήτων των προσκολλημένων και ελεύθερων βακτηρίων σε μεσοπελαγικά ύδατα (>200m), σε σύγκριση με το ανώτερο στρώμα ανάμειξης (~10-200m). Δεδομένα από ανάλογες έρευνες των πληθυσμών ελεύθερων βακτηρίων απέδειξαν ότι ακόμα και με την απουσία της θερμοκρασίας ως επιλεκτικού παράγοντα για την 72

ανάπτυξη βακτηρίων στο βαθύ στρώμα, υπάρχει μια ευδιάκριτη κοινότητα σε αυτό το στρώμα. Το γεγονός αυτό αποτελεί χαρακτηριστικό προσαρμογής της ζωής σε περιβάλλοντα περιορισμένων πόρων, με την αποτελεσματική χρησιμοποίηση δυσκατέργαστης οργανικής ύλης. Η βακτηριακή αυτή κοινότητα στο βαθύ στρώμα εμφανίζεται το ίδιο πολύπλοκη με τις αντίστοιχες των επιφανειακών υδάτων. Τα ποσοτικά χαρακτηριστικά της κοινότητας των βλεφαριδοφόρων βρίσκονται σε χαμηλότερο επίπεδο (0-780 κύτταρα / 1.) σε σύγκριση με άλλες περιοχές ανοιχτής θάλασσας. Η εισροή του Νερού της Μαύρης Θάλασσας προκαλεί την κυριαρχία μικτοτροφικών ειδών με μεγέθη από 18-30μηι. Στις υπόλοιπες βόρειες καθώς και στις νότιες περιοχές του Β. Αιγαίου, τα νανοπυριτικά αποτελούν την κυρίαρχη τάξη. Το Ν. Αιγαίο εμφανίζει πιο πολύπλοκη πανίδα βλεφαριδοφόρων, με ομοιόμορφη κατανομή έως τα 100 m με υψηλότερες τιμές βιομάζας απ τι το Β. Αιγαίο. Καθώς η πρωτογενής παραγωγή είναι υψηλότερη στο Β. Αιγαίο, η αποδυνάμωση του πληθυσμού των βλεφαριδοφόρων στην περιοχή αυτή οφείλεται στην ρυθμιστική δράση μεσοζωοπλαγκτονικών θηρευτών. Είναι αποδεδειγμένο το γεγονός ότι μικροετερότροφοι οργανισμοί (βακτήρια - νανομαστιγωτά - βλεφαριδοφόρα) διαδραματίζουν ενεργό και σημαντικό ρόλο στο πλαγκτονικό τροφικό δίκτυο του Αιγαίου με αυξανόμενη σπουδαιότητα από τα Βορειοανατολικά προς το Νότιο Αιγαίο κατά την περίοδο της στρωματοποίησης. Τόσο η αφθονία όσο και η βιομάζα του μεσοζωοπλαγκτόν βρέθηκε μεγαλύτερη στο Βόρειο από ότι στο Νότιο Αιγαίο (2283 σε σύγκριση με 654 άτομα ητ3,στο στρώμα των 0-50m, κατά τη διάρκεια έρευνας κατά τον Μάρτιο και Σεπτέμβριο του 1997), γεγονός το οποίο αντικατοπτρίζει τον έντονα ολιγοτροφικό χαρακτήρα του Ν. Αιγαίου. Η διαφορά αυτή ήταν ακόμα μεγαλύτερη κατά τη διάρκεια του Μαρτίου στο επιφανειακό στρώμα ( το πιο έντονα επηρεαζόμενο από την εισροή του Νερού της Μαύρης Θάλασσας) και σε σταθμούς κοντά στα στενά των Δαρδανελίων. 73

Η μείωση με το βάθος των παραμέτρων αυτών ακολούθησε το ίδιο πρότυπο ( Σχ.31), γεγονός που αποδεικνύει πως υπάρχουν υψηλότερες συγκεντρώσεις οργανικής ύλης στο βαθύ στρώμα του Βορείου σε σύγκριση με το Ν. Αιγαίο. Η σύνθεση των ειδών παρουσίαζε επίσης τοπική μεταβλητότητα κυρίως όσον αφορά το ανώτερο επιφανειακό (0-50m) και το βαθύτερο στρώμα (500-1000m). Οι σταθμοί κοντά στο στενό των Δαρδανελίων διέφεραν τόσο ποιοτικά όσο και ποσοτικά με τους υπόλοιπους του Β. Αιγαίου, γεγονός που συνδέεται με την επίδραση του Νερού της Μαύρης Θάλασσας. rag tn'3 0 10 20 Μ 40 Σχ.31. Κατακόρυφη κατανομή ζωοπλανκτονικής βιομάζας κατά τη διάρκεια Μαρτίου 1998. 74

Η θηρευτική πίεση των κωπήποδων στην πρωτογενή παραγωγή, κατά τη διάρκεια του Μαρτίου 1997, ήταν πολύ χαμηλή στο Β. Αιγαίο σε σύγκριση με το Νότιο. Η παραγωγικότητα των κωπήποδων ήταν υψηλότερη στο Βορειοανατολικό Αιγαίο παρουσιάζοντας μείωση προς το νότο. Φαίνεται πως τα κωπήποδα ωφελούνται περισσότερο από την υπάρχουσα τροφή στο βορειοανατολικό Αιγαίο από ότι στο υπόλοιπο πέλαγος. Οι παρατηρήσεις αυτές αποδεικνύουν πως το τροφικό πλέγμα στο Βόρειο Αιγαίο είναι πιο πολύπλοκο από ότι στο Νότιο και οι μεσοζωοπλαγκτονικοί οργανισμοί ωφελούνται ακόμα και από τα χαμηλότερα επίπεδα της τροφικής αλυσίδας (Siokou- Frangou et al., 2002). Όλα τα παραπάνω στοιχεία οδηγούν στην υπόθεση της ύπαρξης μικροβιακού τροφικού πλέγματος στο Βόρειο Αιγαίο σε σύγκριση με το «κλασικό» πολυτροφικό πλέγμα του νοτίου. 75

9. Συμπεράσματα 9.1 Υδάτινες μάζες του βορείου Αιγαίου Στην περιοχή του βορείου Αιγαίου εντοπίζονται τρεις κυρίως υδάτινες μάζες: 1) το νερό της Μαύρης θάλασσας (ΝΜΘ). Χαρακτηριστικά του αποτελούν η χαμηλή αλατότητα (29-34) και θερμοκρασία ( 18-23 C). Η υδάτινη αυτή μάζα εισέρχεται στο βόρειο Αιγαίο μέσω των στενών των Δαρδανελίων και καταλαμβάνει το ανώτερο επιφανειακό στρώμα μέχρι βάθους 40 m. 2) το Ενδιάμεσο Νερό της Λεβαντινής λεκάνης (ΕΝΑ), μεγαλύτερης θερμοκρασίας και αλατότητας ( 39-39.1), το οποίο εισέρχεται στα νοτιοανατολικά του βορείου Αιγαίου προερχόμενο από το Κρητικό πέλαγος. 3)το βαθύ νερό του βόρειου Αιγαίου, το οποίο δημιουργείται στην περιοχή και αποτελεί συστατικό του νερού της ανατολικής Μεσογείου. Κύριο χαρακτηριστικό του η υψηλή πυκνότητα (>29.61 kg/ m3 ). 9.2. Υδάτινες μάζες του νοτίου Αιγαίου * 1 Στο επιφανειακό στρώμα του Κρητικού πελάγους εντοπίζονται οι εξής υδάτινες μάζες 1) το Λεβαντίνο επιφανειακό νερό (ΛΕΝ). Κύρια χαρακτηριστικά του οι υψηλές τιμές θερμοκρασίας ( 15.8-28.0 C) και αλατότητας ( 39-39.5). Προέρχεται από την Αεβαντινή λεκάνη μέσω του ρεύματος της Μικράς Ασίας. 76

2) το νερό της Μαύρης θάλασσας (ΝΜΘ), χαρακτηριζόμενο από χαμηλή θερμοκρασία (18-23 C) και αλατότητα (38-39). Εισέρχεται στο Κρητικό πέλαγος από το βορειοδυτικό Αιγαίο. 3) το νερό του βόρειου Ατλαντικού (NBA). Πρόκειται για μια υδάτινη μάζα με χαμηλές τιμές θερμοκρασίας ( 14.3-21 C) και αλατότητας (38-38.9). Εμφανίζεται στο νοτιοανατολικό και νοτιοδυτικό Κρητικό πέλαγος προερχόμενο από τη δυτική Μεσόγειο. Στο ενδιάμεσο στρώμα του Κρητικού πελάγους εντοπίζονται: 1) το ενδιάμεσο νερό του κρητικού πελάγους (ΕΝΚ). Σχηματίζεται εντός του Κρητικού πελάγους σε βάθη 70-250m με τιμές αλατότητας 38-39.3 και θερμοκρασίας 14-17.2 C. 2) το ενδιάμεσο νερό της Λεβαντινής λεκάνης (ΕΝΑ). Χαρακτηρίζεται από υψηλές τιμές αλατότητας ( 38.8-39.5) και θερμοκρασία που κυμαίνεται από 14.0-17.0 C. Σχηματίζεται στο ανατολικό Κρητικό πέλαγος και στην βορειοδυτική Λεβαντινή λεκάνη. 3 3) το ενδιάμεσο νερό της ανατολικής Μεσογείου (ΕΝΜ). Πρόκειται για μία υδάτινη μάζα με χαμηλές τιμές αλατότητας ( 38.8-39.0) και μέτριες τιμές θερμοκρασίας ( 13.6-15.3 C). Εμφανίζεται στην ευρύτερη περιοχή του Κρητικού πελάγους κάτω από το ενδιάμεσο νερό της Λεβαντινής λεκάνης σε βάθη 600-1000m. Στο βαθύ στρώμα του Κρητικού πελάγους εντοπίζονται: 1) το βαθύ νερό της ανατολικής Μεσογείου (ΒΝΜ), με χαμηλές τιμές αλατότητας ( 38.6-38.7) και θερμοκρασίας ( 13.3-13.6 C). εντοπίζεται στην βορειοδυτική 77

περιοχή της Λεβαντινής λεκάνης και στην νοτιοανατολική περιοχή του Ιονίου πέλαγους. 2) το βαθύ νερό του Κρητικού πελάγους (ΒΝΚ) με τιμές αλατότητας 38.8-38.9 και θερμοκρασίας 13.9-14.6. εμφανίζεται στην ανατολική και δυτική περιοχή των στενών του Κρητικού τόξου. Επιπλέον, στο Μηρτώο πέλαγος εμφανίζονται δύο υδάτινες μάζες που επηρεάζουν τα ενδιάμεσα και βαθιά στρώματα : 1) το ενδιάμεσο νερό του Μηρτώου πελάγους με αλατότητα 38.9-39.1 και θερμοκρασία 14.2-15.2, που εμφανίζεται σε βάθη 250-600m. 2) το βαθύ νερό του Μηρτώου πελάγους, αλατότητας 38.9-39.08 και θερμοκρασίας 13.7-14.4, που εμφανίζεται σε βάθος 600-1000m. 78

9.3. Κυκλοφορία υδάτινων μαζών στο Αιγαίο πέλαγος Το βόρειο Αιγαίο χαρακτηρίζεται από κυκλωνική κυκλοφορία. Κύριο χαρακτηριστικό αποτελεί η δημιουργία ενός επιφανειακού μετώπου που σχηματίζεται από την εισροή νερού της Μαύρης θάλασσας από τα Δαρδανέλια, η οποία λαμβάνει χώρα καθ όλη τη διάρκεια του έτους και μεταφέρει την εν λόγω υδάτινη μάζα σε όλη σχεδόν την έκταση του βορείου Αιγαίου. Άλλα χαρακτηριστικά της γεωστροφικής κυκλοφορίας του βορείου Αιγαίου αποτελούν οι αντικυκλώνες γύρω από τις νήσους Σαμοθράκη και Ίμβρο. Τροποποιημένο νερό της Μαύρης θάλασσας κατευθύνεται προς τα νοτιοδυτικά, νότια της Λήμνου το καλοκαίρι και βόρεια το χειμώνα, ενώ έχει εντοπιστεί έως τα δυτικά στενά του Κρητικού τόξου. Εντός του Κρητικού πελάγους εντοπίζονται δύο κυκλώνες, ο ένας στο δυτικό και ο άλλος στο κεντρικό - ανατολικό Κρητικό πέλαγος, και ένας αντικυκλώνας, εντός του Κρητικού πελάγους. Στο νοτιοανατολικό Ιόνιο πέλαγος σχηματίζεται ένας από τους πιο ισχυρούς σχηματισμούς της ανατολικής Μεσογείου, ο αντικυκλώνας Πέλοπας. Στην βορειοδυτική Λεβαντινή λεκάνη, εντοπίζεται ο κυκλώνας της Ρόδου, ο οποίος καταλαμβάνει μεγάλη περιοχή της Λεβαντινής λεκάνης. Στο βορειοδυτικό τμήμα του κυκλώνα εντοπίζεται το ρεύμα της Μικράς Ασίας, το οποίο κινείται νοτιοανατολικά και διακλαδίζεται σε δύο κλάδους: Ο ένας κλάδος εισέρχεται από το στενό της Ρόδου εντός του Κρητικού πελάγους σχηματίζοντας έναν μικρό αντικυκλώνα στην βορειοανατολική περιοχή του στενού. Τελικά, καταλήγει στην νοτιοανατολική λεκάνη της Χίου. Ο άλλος κλάδος εισέρχεται και εξέρχεται μέσω του στενού της Καρπάθου σχηματίζοντας μια μικρή αντικυκλωνική δίνη εντός του Κρητικού πελάγους. Νοτιοανατολικά της Κρήτης εντοπίζονται μια αντικυκλωνική δίνη, ο λεγόμενος αντικυκλώνας της Ιεράπετρας. Εμφανίζεται να είναι πι οέντονη στα επιφανειακά στρώματα, ενώ νότια αυτής εμφανίζεται το μέσο - μεσογειακό ρεύμα, που μεταφέρει τα νερά της δυτικής Μεσογείου προς την Λεβαντινή λεκάνη. 79

Τέλος, εντός του Κρητικού πελάγους εμφανίζεται μια μαιανδρική επιφανειακή ροή ανατολικής κατεύθυνσης που εξέρχεται από το στενό της Κάσου, σχηματίζοντας έναν αντικυκλώνα στην βορειοανατολική περιοχή της Κρήτης. 9.4. Βιογεωχημεία του Αιγαίου πελάγους Οι πρόσφατες έρευνες των βιογεωχημικών διεργασιών στο Αιγαίο πέλαγος κατέληξαν στα παρακάτω κύρια συμπεράσματα : Οι συγκεντρώσεις θρεπτικών, σωματιδιακού οργανικού άνθρακα, χλωροφύλλης-α, φυτοπλαγκτονικής και μεσοζωοπλαγκτονικής βιομάζας, πρωτογενούς παραγωγής και τα επίπεδα βακτηριακής παραγωγής, παρ όλο που είναι υψηλότερες στο βόρειο απ ότι στο νότιο Αιγαίο, αντικατοπτρίζουν τον ολιγοτροφικό χαρακτήρα του Αιγαίου πελάγους στο σύνολό του. Με βάση τη ροή του άνθρακα, είναι εμφανής η παρουσία ενός μικροβιακού τροφικού πλέγματος στο Αιγαίο πέλαγος, με πιο έντονη παρουσία στο βόρειο τμήμα του. Οι επιρροές του νερού της Μαύρης θάλασσας στο βόρειο Αιγαίο εντοπίζονται κυρίως στις συγκεντρώσεις του διαλυμένου οργανικού άνθρακα και κάποιων ιχνοστοιχείων (κυρίως Μη, και λιγότερο Cd, Cu, Ni ). Η κατακόρυφη μεταφορά οργανικής ύλης στα μεσαία στρώματα (500m) είναι σαφώς υψηλότερη στο βόρειο απ ότι στο νότιο Αιγαίο. Οι διαφορές μεταξύ των δύο λεκανών εντοπίζονται κυρίως στην παρουσία κυκλωνικών και αντικυκλωνικών δινών και ανάδυσης - κατάδυσης σωματιδιακής ύλης. 80

Το βόρειο Αιγαίο χαρακτηρίζεται από υψηλότερες τιμές ροής σωματιδιακού οργανικού άνθρακα και βενθικής απολιθοποίησης. Ως αποτέλεσμα εμφανίζει υψηλότερη βενθική παραγωγικότητα και ποικιλότητα σε σύγκριση με το Κρητικό πέλαγος. Επικρατεί μία κλίση από βορά προς νότο των βιογεωχημικών και βενθικών διεργασιών στο Αιγαίο, παρ όλο που δεν είναι πλήρως αποκωδικοποιημένη και σταθερή καθ όλη τη διάρκεια του έτους. 81

10. Βιβλιογραφία Balopoulos E.Th., Theocharis A., Kontoyannis H., Varnavas S., Voutsinou - Taliadouri F., Iona A., Souvermezoglou A., Ignatiades L., Gotsis - Skretas O., Pavlidou A. (1999). Major advances in the oceanography of the southern Aegean sea - Cretan Straits system (eastern Mediterranean). Progress in Oceanography, 44, pp 109-130. Bianci A., Tholosan O., Garcin J., Polychronaki T., Tselepides A., Buscail R., Duinevald G. (2003). Microbial activities at the benthic boundary layer in the Aegean Sea. Progress in Oceanography, 57, pp 219-236. Chronis G., Lykousis V., Anagnostou C., Karageorgis A., Stavrakakis S., Poulos S. (2000). Sedimentological processes in the southern margin of the Cretan Sea (NE mediterranean). Progress in Oceanography, 46, pp 143-162. Gavriil, A.M. and Angelidis, M.O. (2005). Metal and organic carbon distribution in water column of a shallow enclosed bay at the Aegean Sea Archipelago: Kalloni Bay, island of Lesvos, Greece. Estuarine, coastal and Shelf Science, 64, pp 200-210 Ignatiades Lyndia (2005). Scaling the trophic status of the Aegean Sea, eastern Mediterranean. Journal of Sea Research, 54, pp 51-57. Karageorgis A.P., Anagnostou C.L., Kaberi H. (2005). Geochemistry and mineralogy of the NW Aegean Sea surface sediments : implications for river runoff and anthropogenic impact. Applied Geochemistry, 20, pp 69-88. 82

Kourafalou V.H., Sawidis Y.G., Krestenitis Y.N.,Koutitas C.G. (2004). Modelling studies on the processes that influence matter transfer on the Gulf of Thermaikos (NW Aegean Sea). Continental Shelf Research, 24, pp 203-222. Krasakopoulou E., Souvermezoglou E., Pavlidou A., Kontoyiannis H. (1999). Oxygen and nutrient fluxes through the Straits of the Cretan Arc ( March 1994 - January 1995). Progress in Oceanography, 44, pp 601-624. Lascaratos A., Roether W., Nittis K., Klein B. (1999). Recent changes in deep water formation and spreading in the eastern Mediterranean Sea : a review. Progress in Oceanography, 44, pp 5-36. Lykousis V., Chronis G., Tselepides A., Price N.B., Theocharis A., Siokou - Frangou I., Van Wambeke F., Danovaro R., Stavrakakis S., Duineveld G., Georgopoulos D., Ignatiades L., Souvermezoglou A., Voutsinou - Taliadouri F. (2002). Major outputs in the multidisciplinary biogeochemical researches undertaken in the Aegean Sea. Journal of Marine Systems, 33-34, pp 313-334. Poulos S.E, Drakopoulos P.G., Collins M.B. (1997). Seasonal variability in sea surface oceanographic conditions in the Aegean Sea (Eastern Mediterranean): an overview. Journal of Marine Systems, 13, pp 225-244. Price N.B., Lindsay F.S., Pates J.M. (1999). The biogeochemistry of major elements of the suspended particulate matter of the Cretan Sea. Progress in Oceanography, 44, pp 677-699. 83

Psarra S., Tselepides A., Ignatiades L. (2000). Primary productivity in the oligotrophic Cretan Sea (NE Mediterranean): seasonal and interannual variability. Progress in Oceanography, 46, pp 187-204. Sempere R., Panagiotopoulos C., Lafont R., Marroni B., Van Wambeke F. (2002). Total Organic carbon dynamics in the Aegean Sea. Journal of Marine Systems, 33-34, pp 355-364. Stahl H., Hall P.O.J., Tengberg A., Josefson A.B., Streftaris N., Zenetos A., Karageorgis A.P. (2004). Respiration and sequestering of organic carbon in shelf sediments of the oligotrophic northern Aegean sea. Marine Ecology Progress Series, 269, pp 33-48. Souvermezoglou E., Krasakopoulou E., Pavlidou A. (1999). Temporal variability and nutrient concentrations in the southern Aegean Sea and the straits of the Cretan Arc. Progress in Oceanography, 44, pp 573-600. Stergiou K.I., Christou E.D., Georgopoulos D., Zenetos A., Souvermezoglou C. (1997). The Hellenic Seas : physics, chemistry, biology and fisheries. Oceanography and Marine Biology, an annual review, 1997, 35, 415-538. Theocharis A. (1996). Circulation and hydrography of South Aegean. PELAGOS final Scientific report to CEC/MAST. ppl77 84

Theocharis A., Balopoulos E., Kioroglou S., Kontoyannis H., Iona A. (1999). A synthesis of the circulation and hydrography of the South Aegean sea and the straits of the Cretan arc (March 1994 - January 1995). Progress in Oceanography, 44, pp 469-509. Tselepides A., Zervakis V., Polychronaki T., Danovaro R., Chronis G. (2000). Distribution of nutrients and particulate organic matter in relation to the prevailing hydrographic features of the Cretan Sea (NE Mediterranean). Progress in Oceanography, 46, pp 113-142. Velaoras, D. and Lascaratos, A. (in press). Deep water mass characteristics and interannual variqability in the North and Central Aegean Sea. Journal of Marine Systems. Zeri, C., Voutsinou - Taliadouri, F. (2003). Processes affecting the distribution of dissolved trace metals in the North Aegean Sea (Eastern Mediterranean). Continental Shelf Research, 23, pp 919-934. Zervakis V., Georgopoulos D., Drakopoulos P. (2000). The role of the North Aegean in triggering the recent Eastern Mediterranean climatic changes. Journal of Geophysical Research, 105, pp 103-116. Zervakis V., Krasakopoulou E., Georgopoulos D., Souvermezoglou E. (2003). Vertical diffusion and oxygen consumption duting stagnation periods in the deep North Aegean. Deep Sea research Part I, 50, pp 53-71. 85