Bafa Gölü`ne ait genç çökellerin ve çevre florasının karbon, hidrojen, azot izotopik bileşimi ve holosen ekosistemi

Abstract

Bafa Gölü, önemli bir karasal göl ortamı olarak karakterize edilmekte olup, Ege denizinin doğu kıyı alanında yer almaktadır (Su derinliği: 20 m, hacmi: 692 hm3, su yüzey alanı: 315 km2). Bu çalışmada Bafa Gölü çökelleri (Baf37 karotu), etrafındaki bataklık alanı (BS kesiti) ve gölü çevreleyen toprak ve bitki türleri organik ve inorganik özellikleri kapsamında incelenmiştir. Ayrıca, bitki ve toprak örneklerine ait lokasyonlar ve elementel zenginleşme miktarları topoğrafik ve jeolojik haritalar üzerinde görselleştirilmiştir.İstanbul Üniversitesi 37190 ve 17828 nolu projeleri kapsamında derlenmiş ve kurutularak arşivde bulunan hazır çökel, toprak ve bitki örnekleri kullanılmıştır. Bu örneklerde ilk olarak temel ve iz elementlerin (SiO2, Al2O3, Fe2O3, MgO, CaO, Na2O, K2O, TiO2, P2O5, MnO, Cr2O3, Ni, Sc, Ba, Co, Hf, Nb, Rb, Sn, Sr, Ta, Th, U) miktarları belirlenmiştir. Bu elementlerin miktarları (ve/veya oksit formları) ICP-MS analizi ile saptanmıştır. Bunun yanı sıra organik madde bileşimleri ve türleri toprak ve çökel örnekleri için ölçülmüştür. Yine karbon (C), hidrojen (H) ve nitrojen (N) elementel bileşimleri ile karbon (δ13Corg) ve nitrojen (δ15N) izotopik sinyalleri belirlenmiştir.Karbon organik izotop değerleri hem göl hem de gölün çevresindeki bataklık alanlarından alınan ve yaklaşık son 4.5 ka yıllık bir dönemde çökelmekte olan örneklerde tespit edilmiştir. Burada ek organik jeokimyasal parametreler toplam organik karbon katkısı ve C/N oranı hesaplanmıştır. Buna göre karbon izotopik değerleri bataklık ve göl çökellerinde -`23` ile `-28` ‰ arasında belirlenmiştir. Buna karşın güncel toprak örneklerinde daha yüksek pozitif değerler belirlenmiştir (‰'de `-22 ile `-23`). Nitrojen izotopik bileşimi ise ‰'de `+4.2` ile `+6.5` arasında değişmektedir. Çökellerin nitrojen izotopik bileşimi özellikle BS kesitinin üst kesimlerine doğru artış göstermektedir.C/N oranının değişimleri ile organik karbon izotop değerlerine ait değişimler benzerlik göstermektedir. Gölsel çökellerde C/N oranı 12 ile 19, bataklık istifinde 13 ile 20 arasında hesaplanmıştır. Ancak belirgin bir farklılık olarak gölsel çökellerin TOK içerikleri daha yüksektir (% 0.3-3.4).Özetlemek gerekirse izotopik değişimler denizel ortamın gölsel koşullara geçişinin sinyallerini taşımaktadır. δ13Corg ve δ15N izotopik değerleri gözetildiğinde denizel evre başlıca bentik türdeki organik maddenin baskınlığı ile gölsel evre ise planktonik organik madde ile karakterize edilebilir.

Lake Bafa is characterized as a significant inland lake environment, located in the eastern coast of the Aegean Sea (Water depth: 20 m, volume: 692 hm3, water surface: 315 km2). In this study, Lake Bafa sediments (Baf 37 core), covering swamp area (BS), surrounding soil and plants types have been investigated, in terms of organic/inorganic geochemical properties. Furthermore, plant and soil sample locations and elemental enrichment intensities were illustrated on the topographical and geological maps, supplementary.Available sediment, soil and plant samples archive supplied by previous Istanbul University research projects (project number 37190 and 17828). Main and trace element (SiO2, Al2O3, Fe2O3, MgO, CaO, Na2O, K2O, TiO2, P2O5, MnO, Cr2O3, Ni, Sc, Ba, Co, Hf, Nb, Rb, Sn, Sr, Ta, Th, U) concentrations (and/or oxide forms) were determinated by ICP-MS analysis. Furthermore, organic matter contents and types were determinated for soil and sediment samples. Hereby, carbon, hydrogen and nitrogen elemental composition of the sediments and carbon and nitrogen isotopic signals are investigated.The carbon organic isotope data is evaluated for the residual lake sediments, covering swamp areas and lagoonal environments, through the last 4.5ka years. Furthermore, additional bulk organic geochemical parameters such as total organic carbon contributions and organic carbon versus nitrogen values are determinated. Bulk organic carbon isotopic values are determinated in a range of -23 to -28 ‰, with an average value of -25 in swamp, lacustrine and lagoon sediments. However, recent soil samples indicate higher positive values, with a range in between -22 ‰ to -23 ‰. Nitrogen isotopic composition of selected sedimentary samples are recorded in between `+4.2 ‰` to `+6.5 ‰`, within an enrichment tendency in the upper parts of the BS section.Similar to the total organic carbon isotopic values C/N ratios indicate similar tendencies for lacustrine sediments (12-19) and swamp sections (13-20). However, moderately higher total organic carbon (TOC) values are observed for the lacustrine sediments than swamp section, within the TOC range of 3.4% to 0.3%.As a summary, the variability of the isotopic fractiations indicate the signals for transition from marine to lacustrine environment. Marine stage is characterized by mainly benthic type of organic matter however, lacustrine phase is dominated by planktonic organic matter sources, indicated by δ13Corg and δ15N values.