Geochemical traces of historical eastern mediterraneantsunamis in the sediments of Ölüdeniz Lagoon, sw Turkey

Abstract

Tsunami, dev deniz dalgalarının kıyı bölgelere taşmasıyla meydana gelen ve ciddiyıkımlara sebep olabilen bir doğa olayıdır. Bu devasa dalgaların sebebi, deprem,heyelan yada volkanik patlama nedeni ile oluşan ani sualtı kütle hareketleridir.Akdeniz ve ona bağlı denizlerde meydana gelmiş ve tarihsel kayıtlara geçmişşiddeti 6'dan büyük 44 adet tsunami vardır. Bu çalışma, Doğu Akdeniz'demeydana gelmiş tsunamilerin sedimanter izlerini araştırmak için yapılmıştır.Tsunamileri sedimantolojik olarak kaydetme potansiyeli yüksek bir çökelim ortamıolan Ölüdeniz Lagünü'nden, uzunlukları yaklaşık 3.5 metre olan üç adet pistonkarot alınmıştır. Yüksek çözünürlüklü radyografik ve optik görüntülerin, vesedimanların jeokimyasal içeriklerinin elde edilmesi için, karotlar ITRAX mikro-XRF cihazı ile taranmıştır. Altı adet bitki kalıntısı (muhtemelen çam ağacı parçası)radyokarbon tarihlendirmesi için kullanılmıştır. Yapılan analizler ve sedimantolojikincelemeler sonucunda, Ölüdeniz istifinde sekiz adet sedimanter olay tespitedilmiştir. Tespit edilen sedimanter olaylar, lagüne ani karasal sediman girişinigösteren (muhtemelen kum bariyerden) [Ti, Fe, Zn]/Ca anomalileri olarakkarşımıza çıkmaktadır. Radyokarbon tarihlendirmesine dayanan sedimankronolojisine göre, bu olaylardan üçü, M.S. 1609, M.S. 1303 ve M.S. 365yıllarında meydana gelmiş ve iyi bilinen tarihsel tsunamiler ile zamansal olarakuyuşmaktadır. Diğer dört olayın ise, tarihsel kayıtlarada bulunan M.S. 746, M.S.148 ve M.Ö. 142/143 tsunamileri ile ilişkili olduğu düşünülmektedir. Bir lagüneani karasal sediman girişlerinin, tsunami haricinde sel ve fırtına kabarması gibiolaylar ile de olabileceği düşünülse de, tsunamileri Ölüdeniz'deki sedimanterolaylar için `olağan şüpheli` olarak kabul etmemizi sağlayan iki ana neden vardır:1) Olayların tarihleri tarihsel tsunamiler ile deneştirilebilmektedir, ve 2) 1902-2017döneminde Akdeniz'de meydana gelen şiddetli dalga olaylarının %90'ıfırtınalardan ziyade tsunamilerdir. Bu çalışmada yapılan bir diğer önemli gözlemise; üç karotta tespit edilen sedimanter olayların hiçbirinde molusk kabuğu yadaçakıl gibi iri taneli malzemenin bulunmamasıdır. Ölüdeniz Lagünü'nü vurantsunamiler, iri taneli malzemeyi kum bariyerden lagünün 300-400 metre içkısımlarına taşıyacak kadar güçlü değildir. Bu da; Doğu Akdeniz'dekitsunamilerin, Hint ve Pasifik okyanuslarında meydana gelen tsunamiler kadaryıkıcı olmadığının bir göstergesidir.

Tsunami is flooding of huge wave of sea water over the land that has the potentialto cause destruction and devastation on the coastal regions. They are the result oflarge subaqueous mass movements possibly related to earthquakes, landslides andvolcanic eruptions. More than 44 tsunamis having intensities higher than 6 havebeen recorded historically in the Mediterranean and connected seas. In order toreveal their sedimentological traces, we investigated Ölüdeniz Lagoon, adepositional environment which has the potential to preserve the tsunami records.For this purpose, three piston cores, ca. 3.5 m-long, were collected at threedifferent locations in the lagoon. The cores were analyzed using ITRAX-microXRF scanner to obtain high-resolution radiographic and optical images, andelement constituents of sediments as well. Six pinus branches were picked from thecores for radiocarbon dating. Eight sedimentary events are recognized along thecores based on visual inspection and interpretation of elemental profiles. Thesesedimentary events show [Ti, Fe, Zn]/Ca anomalies, which imply sudden sedimentinflux from land into the lagoon, probably from the sand spit of the lagoon. Threeof these events clearly correspond to well-known tsunamis in the easternMediterranean, which took place in 1609 CE, 1303 CE and 365 CE. The other fourdepositional events temporally correlate with less-known tsunamis in 746 CE, 148CE and 142/143 BCE. Although sudden terrigenous sediment influx into thelagoon can be due to environmental events other than tsunamis, e.g. floods (frominland) or storm surges (from sand spit), tsunamis were accepted as `usualsuspects` responsible for the sedimentary events ([Ti, Fe, Zn]/Ca anomalies) inÖlüdeniz Lagoon due to two main reasons: 1) They temporally correlate with wellknownhistorical tsunamis, and 2) Tsunamis, rather than storms, make up the 90%of all extreme wave events in the Mediterranean for the period 1902-2017. Animportant observation is that all events detected in three cores do not contain anymollusk shells or gravel/pebble size materials. This means that tsunamis that hitÖlüdeniz Lagoon were not strong enough to carry coarse material even for 300-400m from the sand spit to the middle parts of the lagoon (coring locations). It seemsthat tsunamis in the eastern Mediterranean Sea are not as catastrophic as the ones inthe Indian and Pacific oceans.