Paleoenvironmental interpretations for Kizilirmak delta plain using sedimentological records, multiproxy analysis and palynology

Abstract

Kızılırmak Deltası, Kızılırmak Nehri'nin Karadeniz'e döküldüğü yerde, taşıdığı sedimanlarla oluşmuş olup, Türkiye'nin kuzeyinde Orta Karadeniz Bölgesinde Samsun ili yakınlarında yer almaktadır. (41◦30 to 41◦45' N, 35◦43' to 36◦08' E).Karadeniz'in son ana transgresyonu buzulların erimesine bağlı olarak, dünya çapın- da deniz seviyesinin yükselmesi ile doğrudan ilişkilidir. Son buzul döneminde aşınıp eski delta platformu seviyesine gelen Kızılırmak Delta platformunun doğu yakasının, buzullaşma sonrası dolmuş bir kanyon sisteminin parçası olduğu düşünülmektedir. Kanyonu dolduran sediman kaynağı Kızılırmak Nehri tarafından sağlanmıştır. Bu çalışmada, Kızılırmak Delta Düzlüğü doğu yakasında, bu dolmuş kanyonun bulunması beklenen lokasyonda bir sondaj çalışması yapılarak sediman karotu elde edilmiştir. Kızılırmak Nehri'nin yüksek sedimantasyon oranı, Kuvaterner çevre ve iklim koşullarına dair sürekli bir kayıt sağlamakta ve mükemmel bir arşiv oluşturmaktadır. Elde edilen sediman karotunda litolojik özellikler incelenmiş, multiparametre yöntemler uygulanmış ve palinolojik analizler gerçekleştirilmiştir. Ayrıca radyokarbon analizi ile yaş tayini yapılmıştır. Sediman karotunda farklı yöntemler uygulanarak kapsamlı veriler elde edilmiş, çapraz korelasyonlar yapılarak Kızılırmak Deltası paleoortam yorumları çıkarılmıştır.Bu tez çalışması Avrupa Komisyonu tarafından desteklenmekte olan Marie-Curie-Initial Training Networks (ITN) kapsamında ve Anatolian pLateau climatE and Tectonic hazards (ALErT) projesi dahilinde yapılmıştır. Çalışmalardaki tüm gözlemler ve multiparametre yöntemler İstanbul Teknik Üniversitesi (İTÜ), Avrasya Yer Bilimleri Enstitüsü (AYBE) ve Doğu Akdeniz Oşinografi ve Limnoloji Araştırmaları Merkezi (EMCOL) laboratuarları bünyesinde gerçekleştirilmiştir. Palinolojik analizler, Bratislava, Slovakya'da Comenius Üniversitesi laboraturlarında yapılmıştır. Radyokarbon yaşlandırmaları için seçilen örnekler Kuzey Amerika'ya Beta Analytic Inc. laboratuarlarına gönderilmiştir.Kızılırmak sediman karotunda (BW-1) bir kaç ara birim ile birlikte temelde 4 ana lithostratigrafik birim belirlenmiştir. Bu çalışma, Kızılırmak Delta Düzlüğünde multi parametre yaklaşımlarla yaklaşık 7300 yıllık yüksek çözünürlüklü sedimantolojik kayıtları açığa çıkarmaktadır. Çalışmanın tek bir sondaj karotu ile gerçekleştirilmesinin sınırlayıcılığına rağmen, sedimantoloji, jeokimya ve palinoloji gibi farklı yöntemlerden elde edilen sonuçlar paleoortam yorumlanmasına katkı sağlamıştır.

The Kızılırmak Delta is the delta of the Kızılırmak River and it's located near the province of Samsun, Central Black Sea Region of northern Turkey (41◦30 to 41◦45' N, 35◦43' to 36◦08' E). The latest major transgression of the Black Sea is related to the glacial melting accompanied with a worldwide sea level rise. The eastern Kızılırmak Delta platform is thought to be a part of a post-glacially filled canyon system, which has been incised into the former delta platform during the last glacial. The sediment fill of canyon were supplied by the Kızılırmak River. A sediment core was obtained from possible location of filled canyon system in the eastern wetlands of Kızılırmak Delta Plain. High sedimentation rate of the Kızılırmak River provide a perfect archive and continious records of the environmental and climatic conditions for Quaternary. Lithological properties, multi proxy analysis and palynological analysis were carried out from recovered sediment core and age model executed using radiocarbon analysis. By combining several techniques together, a broader data was determined and cross-correlations are made to ensure an accurate paleoenvironment reconstruction of the Kızılırmak Delta.This thesis was carried out in the context of Anatolian pLateau climatE and Tectonic hazards (ALErT) project, funded and supported by the European Commission as part of the Marie-Curie-Initial Training Networks (ITN). Observations and multiproxy analysis are carried out at Istanbul Technical University (ITU), Eurasia Institute of Earth Sciences (EIES) and Eastern Mediterranean Centre for Oceanography and Limnology (EMCOL) laboratories. Palynological analysis is carried out in Faculty of Natural Sciences Department of Geology and Paleontology, Comenius University in Bratislava, Slovakia. The age model was constructed using AMS radiocarbon analysis in Beta Analytic Inc. North American Facilities.Four major lithostratigraphic units have been identified in the BW-1 core section, along with a number of sub-units. This study provides around 7300 year high-resolution sedimentological record of using a multi-proxy approach of a sediment core from the Kızılırmak Delta Plain. Despite the limitations of a single core our results obtained from several methodologies (sedimentology, geochemistry and palynology) provide insights in the paleoenvironmental conditions.