Παλαιοωκεανογραφική μελέτη των κλιματικών μεταβολών στην Βορειοανατολική Μεσόγειο κατά τα τελευταία 20.000 χρόνια μέσω της χρήσης βιογεωχημικών δεικτών και σταθερών ισοτόπων

Abstract

Η ανατολική Μεσόγειος Θάλασσα αποτελεί ιδανικό φυσικό «εργαστήριο» για την παλαιοωκεανογραφική μελέτη των περιβαλλοντικών και κλιματικών αλλαγών που συνέβησαν κατά τη διάρκεια του τέλους της τελευταίας παγετώδους περιόδου έως και την Ολοκαινική Περίοδο (τα τελευταία 20.000 χρόνια). Στο πλαίσιο αυτής της εργασίας έλαβε χώρα βιογεωχημική μελέτη πυρήνων θαλάσσιου ιζήματος, υψηλής δειγματοληπτικής ανάλυσης, από τρεις επιλεγμένες περιοχές: δύο από το Αιγαίο Πέλαγος και μία από το Λιβυκό. Πραγματοποιήθηκε προσδιορισμός οργανικού άνθρακα, σταθερών ισοτόπων αζώτου και ισοτόπων οργανικού άνθρακα, προκειμένου να καταγραφούν αλλαγές στις παλαιοωκεανογραφικές συνθήκες και την παλαιοπαραγωγικότητα στην περιοχή της βορειοανατολικής Μεσογείου. Ειδικότερα, η μελέτη των οργανικών βιοδεικτών σε μοριακό επίπεδο μας προσέφερε σημαντικές πληροφορίες που αφορούν τις πηγές της οργανικής ύλης (χερσαίες και θαλάσσιες) και τις διαγενετικές διεργασίες στις οποίες αυτή υπόκειται, στη θαλάσσια στήλη και το ίζημα. Τέλος, η συσχέτιση όλων των παραπάνω δεδομένων με τις παλαιοθερμοκρασίες στην επιφάνεια της θάλασσας συνέβαλε στη διερεύνηση των παλαιοκλιματικών συνθηκών που επικρατούσαν στη βορειοανατολική Μεσόγειο τα τελευταία 20.000 χρόνια. Η μελέτη του δείκτη Uk’37 έδειξε ότι χαμηλές τιμές παλαιοθερμοκρασίας (SST) χαρακτηρίζουν το τέλος της τελευταίας παγετώδους περιόδου και τη μετάβαση στη μεσοπαγετώδη περίοδο για τη βορειοανατολική Μεσόγειο, με μειωμένη προσφορά χερσαίου οργανικού υλικού από τα ποτάμια και την ατμόσφαιρα. Τα καλά οξυγονωμένα βαθιά νερά σε συνδυασμό με τη μικρή ταχύτητα ιζηματογένεσης της βαθιάς λεκάνης του Λιβυκού Πελάγους συνετέλεσαν στην αποδόμηση της οργανικής ύλης, ενώ οι βιοδείκτες θαλάσσιας προέλευσης και τα σταθερά ισότοπα του αζώτου υποδεικνύουν πολύ χαμηλούς ρυθμούς αυτόχθονης παραγωγικότητας στην ανατολική Μεσόγειο. Ειδικότερα στο βόρειο Αιγαίο καταγράφηκε μία θερμή περίοδος που σχετίζεται με το κλιματικό γεγονός Bølling/Allerød, ακολουθούμενο από την ψυχρή περίοδο Younger Dryas, γεγονότα που αποδεικνύουν τη συσχέτιση των κλιματικών αλλαγών στην περιοχή μελέτης με παγκόσμιες κλιματικές μεταβολές, όπως το σύστημα του βορείου Ατλαντικού (ΝΑΟ). Οι παλαιοωκεανογραφικές μεταβολές αποτυπώθηκαν στα θαλάσσια ιζήματα με την απόθεση του σαπροπηλικού ορίζοντα S1, ο οποίος στις λεκάνες της ανατολικής Μεσογείου εντοπίστηκε με τη μορφή διπλού ορίζοντα με ενδιάμεση στρώση ημιπελαγικού ιζήματος (διακοπή του S1). Ο συνδυασμός των αποτελεσμάτων έδειξε ότι η απόθεση του σαπροπηλικού ορίζοντα S1 σχετίζεται με αύξηση της παλαιοθερμοκρασίας, της έντασης των αφρικανικών μουσώνων και όλων των χερσαίων και θαλάσσιων βιοδεικτών κατά το κλιματικό βέλτιστο του Ολοκαίνου, την περίοδο 10 – 6 kyr BP, περίπου. Τα δεδομένα της βιογεωχημικής μελέτης δείχνουν ότι η εναπόθεση του S1 άρχισε από τη νοτιότερη και πιο βαθιά θαλάσσια λεκάνη του Λιβυκού Πελάγους (~ 9,8 kyr BP) και εν συνεχεία καταγράφεται σχεδόν ταυτόχρονα (~ 8,9 kyr BP) στις πιο ρηχές λεκάνες του Αιγαίου. Η αύξηση της παραγωγικότητας και η καλύτερη διατήρηση του οργανικού υλικού κατά τη διάρκεια απόθεσης του S1 οφείλονται στην ισχυρότερη στρωμάτωση της στήλης του νερού από αυξημένες ποτάμιες εισροές και βροχοπτώσεις στην ευρύτερη περιοχή. Ειδικά οι βιοδείκτες λολιολίδη και ισολολιολίδη προσδιορίστηκαν μόνο στο νότιο Αιγαίο και το Λιβυκό υποδηλώνοντας εντονότερη δυσοξία στα βαθιά νερά και το επιφανειακό ίζημα σε σχέση με το βόρειο Αιγαίο. Τα δεδομένα από τις παλαιοθερμοκρασίες πιστοποιούν διακύμανση των κλιματικών συνθηκών στην βορειοανατολική Μεσόγειο, όπως και τη διακοπή των συνθηκών απόθεσης του S1 που συνδέεται με πτώσης της παλαιοθερμοκρασίας κατά την περίοδο από 8,2 έως 7,7 kyr BP περίπου και που σχετίζεται με το ψυχρό γεγονός του 8,2 kyr BP στον βόρειο Ατλαντικό. Τέλος, στο μέσο του Ολοκαίνου (5,0 έως 4,2 kyr BP περίπου), στο νοτιοανατολικό Αιγαίο, εντοπίστηκε μια θερμή και υγρή περίοδος, κατά την οποία η αύξηση της παραγωγικότητας και των χερσαίων εισροών, παράλληλα με τη διατήρηση της οργανικής ύλης, εκφράστηκε με την απόθεση ενότητας ιζήματος με έντονα χαρακτηριστικά σαπροπηλικού ορίζοντα (SMH).