| Περίληψη |
Το διμεθυλοσουλφίδιο (DMS) είναι η πτητική θειούχος ένωση που συναντάται σε μεγαλύτερη αφθονία στην επιφάνεια των θαλάσσιων υδάτων. Οι συγκεντρώσεις μάλιστα στις οποίες το DMS συναντάται στα επιφανειακά ύδατα, είναι αρκετά υψηλές ώστε να θεωρείται υπεύθυνο για το μεγαλύτερο ποσοστό ροής βιογενούς αέριου θείου από τους ωκεανούς προς την ατμόσφαιρα. Η κύρια πρόδρομη ένωση του DMS είναι το διμεθυλοσουλφοπροπιονικό ιόν, DMSP, το οποίο λειτουργεί ως συμβατός διαλύτης σε αρκετά είδη θαλάσσιου φυτοπλαγκτού. Η σύνθεση του DMSP από το φυτοπλαγκτόν εξυπηρετεί την οσμωτική ρύθμιση και την κρυοπροστασία. Όλα τα είδη φυτοπλαγκτού δεν έχουν την ίδια ικανότητα σύνθεσης DMSP. Για παράδειγμα τα διάτομα παράγουν λιγότερο σε σχέση με τα πρυμνεσιόφυτα και ορισμένα είδη δινομαστιγωτών. Ένα σημαντικό μέρος των DMS και DMSP απελευθερώνεται στη θαλάσσια στήλη κατά το θάνατο και την αποικοδόμηση του φυτοπλαγκτού. Όσον αφορά την τύχη του DMS στη θαλάσσια στήλη του νερού, μόνο ένα κλάσμα της ένωσης, εκπέμπεται στην ατμόσφαιρα. Μια άλλη πιθανή "δεξαμενή" του DMS, στη θαλάσσια στήλη, είναι η παραγωγή του διμεθυλοσουλφοξειδίου, DMSO, λόγω φωτοχημικής οξείδωσής του DMS στο νερό. Η μετατροπή αυτή αναμένεται να είναι της ίδιας τάξης μεγέθους με τις ατμοσφαιρικές εκπομπές του DMS. Επίσης, η βακτηριακή μετατροπή του DMS σε DMSO θεωρείται σημαντική στο θαλάσσιο περιβάλλον. Το DMSO είναι και το προϊόν οξείδωσης του DMS στην ατμόσφαιρα, και λόγω των υγροσκοπικών χαρακτηριστικών του, απομακρύνεται μέσω υγρής εναπόθεσης. Το κλάσμα του DMS, που διαφεύγει από το θαλάσσιο στρώμα και εισέρχεται στην ατμόσφαιρα, οξειδώνεται από ρίζες, όπως ρίζες υδροξυλίου (ΟΗ) και νιτρικές (ΝΟ3), προς σχηματισμό προϊόντων όπως το μεθανοσουλφονικό οξύ (MSA), το διμεθυλοσουλφοξείδιο (DMSO), και θεϊκών σωματιδίων μη θαλάσσιας προέλευσης (NSS). Τα σωματίδια αυτά αποτελούν την κύρια πηγή των πυρήνων συμπύκνωσης συννέφων (CCN) που εντοπίζονται στις απομακρυσμένες θαλάσσιες περιοχές. Μετά την υπόθεση ότι το DMS, κατ 'αυτόν τον τρόπο, μπορεί να κατέχει σημαντικό ρόλο στην παγκόσμια ρύθμιση του κλίματος επηρεάζοντας τις ιδιότητες των θαλάσσιων συννέφων, πολλές εργασίες έχουν εστιάσει το ενδιαφέρον τους στη μελέτη της κατανομής του DMS καθώς και τις βιογεωχημικές διεργασίες που ελέγχουν την παραγωγή και τις θαλάσσιες εκπομπές του DMS στην ατμόσφαιρα. Η μελέτη της χωρο-χρονικής μεταβολής του DMS στην περιοχή της Ανατολικής Μεσογείου έδειξε ότι η παραγωγή της ένωσης καθορίζεται από μια σειρά βιογεωχημικών διεργασιών που διέπουν την περιοχή. Πιο αναλυτικά, το DMS εμφανίζει συσχέτιση με τις αυξομειώσεις τις θερμοκρασίας. Ειδικότερα, ακολουθεί την άνοδο της θερμοκρασίας κατά τις περιόδους όπου παρατηρείται και η φυτοπλαγκτονική άνθιση. Παρόλα αυτά η θερμοκρασία δεν αποτελεί το μοναδικό κριτήριο για τις χαρακτηριστικές αυτές εκρήξεις των φυτοπλαγκτονικών πληθυσμών. Όπως φάνηκε και από τη μελέτη των δύο διαφορετικών περιοχών, Βόρειο και Νότιο Αιγαίο, παρά το γεγονός ότι και τα δύο συστήματα χαρακτηρίζονται ολιγοτροφικά, αντιδρούν διαφορετικά όσον αφορά την παραγωγή DMS για μεταβολές θερμοκρασίας της ίδιας τάξης. Η θερμοκρασία ωστόσο επηρεάζει τη διαμόρφωση της υδάτινης κυκλοφορίας και διεργασίες όπως η ανοδική ή η καθοδική κίνηση των υδάτων στη στήλη του νερού. Γι' αυτό το λόγο και η συσχέτιση θερμοκρασίας-DMS ήταν καλύτερη για τους σταθμούς του Νότιου Αιγαίου (r2=0.63). Κατά παρόμοιο τρόπο το DMS ακολουθεί τις μεταβολές της αλατότητας και πιο συγκεκριμένα την άνοδο της αλατότητας για τις περιόδους της φυτοπλαγκτονικής άνθισης. Οι δύο περιοχές δειγματοληψιών παρουσίασαν χαρακτηριστική διαφοροποίηση, με το Βόρειο Αιγαίο να χαρακτηρίζεται από ιδιαίτερα διακριτό πυκνοκλινές. Παρά το γεγονός ότι το Βόρειο Αιγαίο χαρακτηρίζεται από μεγαλύτερες τιμές χλωροφύλλης α και πρωτογενούς παραγωγής, το Νότιο τμήμα εμφάνισε μεγαλύτερες συγκεντρώσεις DMS. Η παραπάνω διαφοροποίηση των δύο περιοχών εξηγείται από μια σειρά βιολογικών παραγόντων. Τα είδη και η αφθονία φυτοπλαγκτονικής βιομάζας διέφεραν για τις δύο περιοχές χωρίς όμως η διαφοροποίηση αυτή να είναι ικανή να εξηγήσει πλήρως την μεγάλη παραγωγή DMS του Νοτίου Αιγαίου. Θα έπρεπε λοιπόν να υπάρχει και κάποιος άλλος παράγοντας ο οποίος θα συνηγορούσε στη διαβάθμιση αυτή και αυτός ήταν η μικροβιακή παράπλευρη αλυσίδα η οποία ευνοείται περισσότερο για το Νότιο Αιγαίο και είναι υπεύθυνη για τον καταμερισμό των ενώσεων dDMS(P) σε περισσότερες πλαγκτονικές ομάδες. Η μικροβιακή αλυσίδα επιβεβαιώνεται στην περίπτωση του Νοτίου Αιγαίου και από μια σειρά άλλων βιολογικών παραμέτρων όπως: την δραστηριότητα των νανομαστιγωτών στο Νότιο Αιγαίο και την εντονότερη παρουσία των βλεφαριδωτών με αποτέλεσμα την μεγαλύτερη αποδέσμευση των dDMS(P) ειδών. Η επίδραση της θήρευσης των μικροετερότροφων οργανισμών φαίνεται να είναι πιο σημαντική για το Νότιο Αιγαίο. Η εποχιακή διακύμανση του DMS όπως καταγράφηκε κυρίως από το ωκεανογραφικό ΦΙΛΙΑ παρουσίασε τις μέγιστες τιμές στα τέλη της άνοιξης και μια δεύτερη έξαρση μικρότερης έντασης κατά την έναρξη του φθινοπώρου. Οι διαφορετικές καιρικές συνθήκες κάθε χρονιάς επηρεάζουν και την διακύμανση του DMS με διαφορετικές ημερομηνίες έναρξης της αύξησης της συγκέντρωσής του, τις εποχές της άνθισης. Όσον αφορά την κατανομή της ένωσης στη στήλη του νερού, μεγάλες συγκεντρώσεις εμφανίζονται στην εύφωτη ζώνη (0-60 m), ενώ παρατηρείται απότομη μείωση στα μεγαλύτερα βάθη. Η έντονη διαβάθμιση στη στήλη γίνεται αισθητή κυρίως κατά τις περιόδους της άνθισης. Το DMSO παρουσιάζει εποχιακή μεταβολή με τα μέγιστα των τιμών να εμφανίζονται κατά τους καλοκαιρινούς και πρώτους φθινοπωρινούς μήνες. Λόγω της εποχής, ευνοείται η παραγωγή του DMS αλλά και η μετατροπή του σε DMSO λόγω αυξημένης ηλιοφάνειας. Σε αυτή την περίπτωση το DMS αποτελεί ουσιαστικά το αρχικό απόθεμα προς την ενίσχυση του σχηματισμού του DMSO. Το DMSO παραμένει σε αυξημένες συγκεντρώσεις μια και δεν επηρεάζεται από μία σειρά παραμέτρων κατανάλωσης του DMS, όπως η φωτοοξείδωση ή η αλληλεπίδραση και ροή προς την ατμόσφαιρα. Οι δύο διαφορετικές διεργασίες που εμπλέκονται και επηρεάζουν την εποχιακή διακύμανση του DMSO είναι η φωτοοξείδωση για τις εποχές με έντονη φωτοχημεία, και η βακτηριακή μετατροπή. Η εποχιακή μεταβολή του DMSPdis εμφανίζεται με μείωση για τους χειμωνιάτικους μήνες και σταδιακή αύξηση για την άνοιξη. Τα μέγιστα των τιμών εμφανίζονται λίγο πριν την άνθιση γεγονός που συμβαδίζει με τον ρόλο του DMSP dis ως απόθεμα για την παραγωγή του DMS.
|
Μελέτη της χωρικής και εποχιακής μεταβολής του Διμεθυλοσουλφιδίου, διμεθυλοσουλφονιοπροπιονικού ιόντος και του διμεθυλοσουλφοξειδίου στο θαλάσσιο περιβάλλον, στην περιοχή της Ανατολικής Μεσογείου
