Seasonal and regional dynamics of carbonate chemistry and buffering capacity in contrasting marine systems: The northeastern mediterranean and the sea of marmara
Karbonat sistemi ve tamponlama kapasitesinin mevsimsel ve bölgesel değişimi: kuzeydoğu akdeniz ve Marmara Denizi üzerinden karşılaştırmalı yaklaşım
- Tez No: 988189
- Danışmanlar: DOÇ. DR. KORAY ÖZHAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Deniz Bilimleri, Marine Science
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Deniz Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Oşinografi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışma, iki zıt özellikteki yarı kapalı Türk denizinde karbonat sistemi dinamikleri ve tamponlama kapasitesinin mevsimsel ve mekânsal değişimini incelemektedir: oligotrofik Kuzeydoğu Akdeniz ve ötrofik Marmara Denizi. Veriler, 2022 ve 2023 yıllarındaki kış ve yaz seferlerinde toplanmıştır. Yüksek kaliteli ve çok göstergeli ölçümler toplam alkalinite (TA), besin tuzları ve spektrofotometrik pH'ı içermiştir. Türetilen karbonat sistemi değişkenleri PyCO2SYS yazılımı ile hesaplanmış, bölgesel hidrografi ve düşey yapı dikkate alınarak standartlaştırılmış katman temelli bir yaklaşım uygulanmıştır. Marmara Denizi, çoğu zaman 2700 μmol kg⁻¹ üzerinde seyreden yüksek TA ile birlikte, haloklin altındaki katmanlarda solunum ve zayıf havalanma nedeniyle yükselmiş çözünmüş inorganik karbon (DIC) değerleri göstermiştir. Revelle faktörü yüksektir; pH ve aragonit doygunluk durumunda belirgin düşey gradyanlar gözlenmiş; haloklin altı ve derin sularda hipoksi saptanmıştır. Kuzeydoğu Akdeniz'de TA ve DIC daha düşük ve daha kararlıdır. Revelle faktörü düşüktür ve yüzey ile ara katmanlarda tamponlama daha güçlüdür; derinlikte yalnızca sınırlı bir duyarlılık artışı görülmüştür. Gelişmiş indeksler, Revelle faktörünün ötesinde tanısal değer sağlamıştır. Marmara Denizi'nde βDIC ve γDIC en yüksek değerlerine haloklin altında ulaşmış, küçük DIC artışlarının karbondioksitin kısmi basıncını (pCO₂) en fazla yükselttiği ve pH'ı en fazla düşürdüğü derinlikleri açıkça tanımlamıştır. γAlk ve ωAlk, derin katmanlarda marjinal toplam alkalinite artışlarının daha büyük iyileştirici etki yapacağını göstermiştir. ωDIC, solunumun baskın olduğu katmanlarda doygunluk durumunun karbon yüklemesine duyarlılığını ayırmıştır. Kuzeydoğu Akdeniz'de Revelle faktörü, iyi karışmış kış tabakalarında birinci mertebe mevsimsel değişimleri yakalarken, gelişmiş indeksler kıyısal ve alt yüzeyde dar zaman pencerelerinde artan duyarlılığı işaretlemiştir. Bu sonuçlar, Türk denizleri için ilk çok mevsimli ve çok indeksli temel veri setini sunmaktadır. Bulgular, ötrofikasyon, tabakalaşma ve havalanmanın yerel asitlenme riskini belirlediğini ve gelişmiş tampon indekslerinin süreç atfını keskinleştirdiğini göstermektedir. Çalışma, karbonat kimyasının oksijen ve besin göstergeleri ile birlikte izlenmesini desteklemekte ve tamponlamanın en zayıf olduğu haloklin altı habitatların korunmasına dönük besin yükü azaltımı odaklı yönetimi yönlendirmektedir.
Özet (Çeviri)
This thesis investigates seasonal and spatial variability in carbonate system dynamics and buffering capacity across two contrasting semi enclosed Turkish seas: the oligotrophic Northeastern Mediterranean and the eutrophic Sea of Marmara. Data were collected during winter and summer in 2022 to 2023 research cruises. High quality multi index measurements included total alkalinity (TA), nutrients, and spectrophotometric pH. Derived carbonate system parameters were calculated with PyCO2SYS, and a standardized, layer based approach was applied to reflect regional hydrography and vertical structure. The Sea of Marmara showed high TA, often above 2700 μmol kg⁻¹, together with elevated dissolved inorganic carbon (DIC) below the halocline due to respiration and weak ventilation. Revelle factors were high, vertical gradients in pH and aragonite saturation state were strong, and hypoxia was present in sub halocline and deep waters. In the Northeastern Mediterranean, TA and DIC were lower and more stable. Revelle factors were lower and buffering was stronger in surface and intermediate layers, with only modest sensitivity increases at depth. Advanced indices added diagnostic value beyond the Revelle factor. In the Sea of Marmara, βDIC and γDIC were highest below the halocline, identifying where small DIC additions most strongly raise the partial pressure of carbon dioxide (pCO₂) and lower pH. γAlk and ωAlk indicated greater benefit of marginal TA gains at depth. ωDIC isolated saturation state sensitivity to carbon loading in respiration dominated layers. In the Northeastern Mediterranean, the Revelle factor captured first order seasonal shifts in well mixed winter layers, while the advanced indices flagged narrow coastal and subsurface windows of rising sensitivity. These results provide the first multi seasonal, multi-index baseline for Turkish seas. They show that eutrophication, stratification, and ventilation control local acidification risk and that advanced buffer indices sharpen process attribution. The study supports monitoring that couples carbonate chemistry with oxygen and nutrients and guides management toward nutrient reduction and protection of sub halocline habitats where buffering is weakest.
Benzer Tezler
- Spatiotemporal dynamics of carbonate chemistry in river and groundwater inputs to the northeastern mediterranean coast
Kuzeydoğu Akdeniz kıyısına ulasan nehir ve yeraltı suyu girdilerindeki karbonat kimyasının zamansal ve mekânsal dinamiği
YEŞİM AYAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Deniz BilimleriOrta Doğu Teknik ÜniversitesiOşinografi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. KORAY ÖZHAN
YRD. DOÇ. DR. KORHAN ÖZKAN
- Late quaternary paleoclimate and paleoenvironment changes in urmia lake, nw Iran
Urmiye gölü, kb iran geç kuvaterner paleoiklim ve paleoortam değişimleri
GÜLGÜN ERTUNÇ
Doktora
İngilizce
2025
Jeoloji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKatı Yer Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TAHSİN ATTİLA ÇİNER
- Güneydoğu karadeniz kıyıları fiziko-kimyasal parametrelerin değişimi:Yomra örneği
Changes in physicochemical parameters along the southeastern black sea coast: The case of Yomra
ÖMER KALIPÇI
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Su ÜrünleriRecep Tayyip Erdoğan ÜniversitesiSu Ürünleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERTUĞRUL AĞIRBAŞ
- Comparative analyses and seasonal modelling for the regional ecosystems of the black sea
Karadeniz'in bölgesel ekosisteminin mevsimsel modellenmesi ve karşılaştırmalı analizleri
TÜLAY ÇOKACAR
- Assessing added value of wave coupling for the Mediterranean climate and extremes in regional earth system model simulations
Bölgesel yer sı̇stem modelı̇ sı̇mülasyonlarında Akdenı̇z ı̇klı̇mı̇ ve ekstremlerı̇ ı̇çı̇n dalga bı̇rleşı̇mı̇nı̇n katma değerı̇nı̇n belı̇rlenmesı̇
FULDEN BATIBENİZ
Doktora
İngilizce
2020
Meteorolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMeteoroloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BARIŞ ÖNOL