MARMARA DENİZİ
Marmara Denizi kendine özgü yapısı ile öne çıkan denizlerden biridir. Marmara Denizi ortalama 40 metre derinlikli İstanbul Boğazı ile Karadeniz’e ve 80m derinlikli Çanakkale Boğazı ile Akdeniz’e bağlanır. Her iki boğazın sığ olması Marmara Denizi’ni yarı kapalı bir deniz haline getirmektedir. Üç adet derin basenden oluşan Marmara’da, maksimum derinliğe (1270m) Doğu Marmara’daki Çınarcık Baseni’nde ulaşılır. Karadeniz ve Ege Denizi-Akdeniz’in farklı biyolojik, fiziksel ve kimyasal özellikleri bu denizin su kütlelerinde yansıma bulur. Bu nedenle Marmara Denizi’nin yüzeyi Karadeniz kökenli, derin suları ise Ege-Akdeniz kökenli olup tuzluluk, sıcaklık ve oksijen bakımından farklı su kütlelerine sahiptir (Ünlüata ve diğ., 1990: 608; Beşiktepe ve diğ., 1994: 49). Bu farklılıklar Marmara Denizi’ni yer yer daha hassas bir ekosistem haline getirmektedir (Öztürk ve Öztürk, 1996: 250; Yücel ve diğ., 2021: 268).
Marmara Denizi, İstanbul ve Çanakkale Boğazları’ndan oluşan Türk Boğazlar Sistemi (TBS) Karadeniz ile Akdeniz arasındaki etkileşimi sağlayan, su, ısı ve kütle taşınımının yanı sıra kıtalar ve denizler arasında taşımacılık ve enerji geçişlerini denetleyen bir yapıdır (Yücel ve diğ., 2021: 268).
Marmara Denizi Karadeniz ve Akdeniz arasında bir geçiş denizi olması ve dolayısıyla iki tabakalı bir yapıda olması ile doğal bir laboratuvardır. Marmara Denizi, kıyısında Türkiye’nin ekonomisinin ana unsurlarından birini oluşturarak ciddi bir insan nüfusunu barındıran İstanbul gibi bir metropolün bulunduğu ve çevresinde önemli düzeyde taşımacılık, tarım, turizm ve balıkçılık başta olmak üzere diğer ekonomik etkinlikleri destekleyen bir iç denizdir (ÇŞB, ODTÜ-DBE, 2017). Marmara Denizi’ni çevreleyen Marmara Bölgesi’nin nüfusu Türkiye nüfusunun %30’undan daha fazladır. Sanayi ve ticaretin yoğun olması nedeniyle, nüfus artış hızı da Marmara Bölgesi’nde daha fazladır. Bu da Marmara Denizi üzerinde tarımsal, ticari ve endüstriyel etkinlikler başta olmak üzere insan kaynaklı baskıların artmasına neden olmaktadır (Yücel ve diğ., 2021).
Marmara Denizi’nin Mevcut Durumu
Marmara’da oluşan iki tabakalı hidrodinamik yapıya bağlı olarak kendine özgü iki tabakalı ekosistem gelişmiştir. Komşu denizlerle su değişimi sınırlı olduğundan iklimsel ve karasal kaynaklı baskılara karşı çok hassastır. Kirliliğin zayıf olduğu 1970 öncesi dönemde alt tabaka sularında 2.5-4mg/L aralığında olan çözünmüş oksijen, son 50 yıllık dönemde artan Karadeniz ve karasal kaynaklı kirlilik yükleriyle ötrofik duruma gelmiş ve alt tabaka oksijen değerleri 2.0 mg/L’nin altına düşmüştür. Doğu baseni ve İzmit Körfezi dip sularında ise tamamen tüketilmiş durumdadır. Marmara alt tabaka sularının tek oksijen kaynağı Ege’den giren ve son yıllarda hacmin yaklaşık %5-10 azaldığı öngörülen kuzey Ege’nin tuzlu sularının litresinde 7.0-8.0 arası (~7.4 mg/L mertebesinde) taşıdığı çözünmüş oksijendir. Ege’den giren su akısında ve hacimde azalma eğilimi öngörülmektedir. Marmara’da iki tabakalı hidrografik yapı, keskin bir haloklin (tuzluluğun keskin arttığı ara tabaka) ile ayrılır. Kış dönemindeki etkin fiziksel karışımla kısmen genişleyen haloklin altına difüzyon yoluyla sınırlı miktarda oksijen girişi olur. Derin sulara ise katkısı yoktur. İklim etkisine bağlı sıcaklık artışı, ara tabakadan haloklin altına oksijen girişini zayıflatmaktadır. Anlaşılacağı üzere, Marmara üst tabakasında gelişen ve kalıcı hale gelen ötrofikasyona bağlı organik madde artışı ve alt tabakaya çökelen POM’un artışı, dip sularda suboksik/anoksik koşulların oluşmasına neden olmuştur. Deniz eekosisteminin iyileşmesi için günümüz kirlilik yük hesaplamalarına ve 3D model simülasyon sonuçlarına göre Marmara Havzası’ndan giren azot ve fosfor yüklerinin Karadeniz girdisinin 2 katına ulaşmış olduğu değerlendirilmektedir.
Ekolojik özellikleri kötüleşen Marmara Denizi’nde “İyi Çevresel Durum” Kriterleri hedefini sağlayacak ötrofikasyon göstergesi parametrelerinin “sınır değerleri”ni belirmede zorluklar vardır. Çünkü, Marmara Denizi’nin 1960-1970’li dönemi özelliklerini yansıtan güvenilir temel oşinografik ve biyokimyasal özelliklerine dönmesi mümkün değildir. Çünkü Marmara Havzası’nda aşırı kentleşme ve sanayileşme, atıksu deniz deşarjlarındaki yetersiz arıtım ve yayılı kaynaklardan fazla yük gelmesi, çözümü zor problemlerdir. Öncelikli hedefin, dip sularda suboksik/oksijensiz koşulların iyileşmesini sağlayacak yüklerin belirlenmesidir. 1980’den başlayarak hangi dönemde hesaplanan karasal + Karadeniz toplamı yüklere ulaşıldığının belirlenlenmesine ihtiyaç vardır. MARMOD FAZ II kapsamında güncelenen Marmara azot ve fosfor bütçesi hesaplamaları ve model simülasyon sonuçları birlikte değerlendirilmiştir. Dip sularda oksijen artışını sağlamak için karasal kaynaklı yüklerin en az %35 seviyesinde azaltılmasının gerekliliği öngörülmektedir. Azaltılan yüklerin 1995-2005 dönemini temsil edebileceğini uzun dönemli veri analizleri işaret etmektedir.
Marmara Denizi’de sürdürlebilir “İyi Kalite Ekolojik Özellikleri” temsil eden dönemin ilk aşamada 1995-2005 olabileceği değerlendilmektedir. Bu dönemde elde edilen verilen detaylı analizi ile ötrofikasyon göstergesi parametreler için “sınır değer” belirlemeleri, bu konuda uzmanlaşmış araştırmaların ortak çalışmalarıyla belirlenmesi önerilir. Kirlilik kaynaklarında yük azaltma çalışmalarının ilk aşamada belirlenen hedeflerine ulaşmasını sağlayacak yatırımlar ve sıkı denetimi sağlayacak planlamaya, uygulamaya ve yakın denetime ihtiyaç vardır. Orta ölçekli eylem planının sağlandığı dip sularda oksijen artışı gözlenmasi halinde uzun dönemli yeni hedefler belirlenmelidir.
Marmara Denizi alt tabakasında “oksijensizleşme”ye yönelimi durdurmak için yüzey sularına ulaşan azot ve fosfor yüklerinin azaltılması gerektiği bilinen gerçektir. Öncelikle Marmara dip suları oksijen değerinin basen boyunca körfezlerde ve derin çukurlarda konsantrasyon seviyesinin hipoksik sınır değerinin üzerine (>1.5 mg/L) yükselmesi ve sürekli bu seviyede kalmasını sağlayacak tedbirlerin alınması acil ihtiyaç haline gelmiştir. Bunun için karasal kaynaklardan kıyı sulara ulaşan azot fosfor yüklerinin %30-35 seviyesinde azaltılması gerektiği değerlendirilmektedir. Karasal kaynakların güncel yüklerinin Marmara’ya etkisinin alansal dağılımı ve yük azaltma senoryaları için Marmara’ya adapte edilen 3D model (digital ikiz) simülasyonların, güvenilir saha verileriyle daha hassas sürdürülmesine ihtiyaç vardır. İlk sonuçlar, Susurluk Havzası’nın ve doğu Marmara kıyısal alanının ana kirlilik kaynakları olduğunu işaret etmektedir.
Karasal (noktasal ve yayılı) kaynaklarda yük azaltımın hangi alanlarda ve sektörlerde öncelikle yapılacağını belirlemek için havza yaklaşımlı yüklerin sektörel/mevsimsel dağılım hesaplamalarının güncellenmesi gerekmektedir. Noktasal kaynaklı kirliliğin baskısını azaltmak için deniz deşarjının biyo-kimyasal arıtım sonrasında alt akıntının yeterli seyrelme sağladığı alanlarda 45-50m derinliğe yapılması önemlidir. Daha sığ alana yapılan/yapılacak atıksuların üst tabakaya karışma süresi ve oranının daha yüksek olacağı açıktır. Yayılı kaynaklar içinde Susurluk Havzası alansal büyüklük ve insan kaynaklı faaliyetlerin yoğunluğuyla öncelikli kirlilik havzasıdır. Bu havzadan denize ulaşan ırmak ve derelerde kirlilik izleme çalışmaları sürdürülmelidir. Kuzey doğu Marmara’da Megakent alanından yağış dönemlerinde denize ulaşan azot, fosfor vb. kirlilik yükleri hakkında henüz güvenilir bir veri seti yoktur. Özellikle yağışlı dönemde yayılı kaynak izlemesinin daha sık yapılması önemlidir.
Ötrofikasyon konusunda uzman hocalarımızın ortak değerlendirmesine göre, Marmara Denizi 1980’li yıllarda başlayan ötrofikasyonun 1995 sonrasında zayıflama/azalma eğiliminde olduğu belirtilmiştir. Marmara’da 1995 -2005 döneminde alt tabaka suları oksijen derişimi 1.5 mg/L üzerindedir ve fotik tabaka özelliklerinde iyileşme olmuştur. Ancak, günümüz Marmara Bölgesi şartlarında ve kirlilik yükleri büyüklüğü dikkate alındığında 1975 öncesi doğal ortam özelliklerine dönmesi olanaksız görünmektedir. “İyi Kalite Deniz Ekosistemi” kriterlerini tanımlayan “sınır değerler ve dip sularda oksijen >1.5 mg/L durumuna ulaşmak için ilk aşamada 1995-2005 dönemi özelliklerinin ulaşılabilir hedef alınması önerilir. Bu dönemde elde edilen verilerin incelenmesiyle bölgesel “sınır değer”lerin belirlenmesi mümkündür. Boğaz jet akıntısının doğusunda (Adalar-İmralı Adası doğusu) kalan bölge sularının açık deniz sularıyla yenilenmesi, kirliliğin fiziksel seyrelmesi daha zayıftır. Bu bölgenin “sınır değerleri” doğu baseni yüzey sularının belirtilen dönem özellikleri olarak ilk aşamada belirlenebilir.
Boğazdan giren Karadeniz girdisi yaz-sonbahar döneminde en düşük seviyesindedir. Bu dönemde Marmara Bölgesi’nde kısa süreli aşırı yağışların denize taşıdığı yüksek azot, reaktif eser metaller sığ kıyı sularda iç körfez kıyısal sularında aşırı besin iyonları bolluğu yaratmaktadır. Aşırı plankton çoğalması ve çökelmesiyle haloklin içinde kümeleşen organik madde birikimine neden olmaktadır. Doğal ekosistem özellikleri dışında rekabetçi fito- ve zoo-plankton türlerinin dominant hale geldiği bilinmektedir. Ara tabakada artan heterotrofik faaliyetler kolloid organik madde birikimine ve yüksek yoğunluğa ulaşması durumu devam etmektedir. Ara tabakada henüz çözümlenemeyen biyo-kimyasal proseslerle müsilaj oluşumunun gelişmesi, Marmara’da körfezler ve kıyısal alanlarda başlaması ve yayılarak doğu baseninde tekrarlanmasıyla batıya doğu yayılması olasılığı yüksektir. Bu riski azaltmanın öncelikli yolu, Susurluk Havzası’nda ve kuzeydoğu Marmara’da oluşan megakent nüfusunun ve betonlaşmanın yarattığı atık yüklerinin ve kirlenen yağmur/sel sularının doğrudan kıyı sularına ulaşmasını azaltacak yenilikçi tedbirlerin (sıfır atık hedefli) geliştirilmesi ve uygulanmasıdır.
Marmara kıyı ve açık yüzey sularına taşınan yüklerin hedeflenen seviyede azaltılması halinde, fotosentez kaynaklı organik madde çoğalmasının (üretimin) olduğu üst tabakaya daha az reaktif besin maddesi ulaşacağı için güneş ışığı haloklin içine kadar ulaşarak, fotik (fotosentez olduğu) tabaka haloklinin alt derinliklerine kadar derinleşir. Bunun sağlanması durumunda, haloklin içinde fotosentez kaynaklı oksijen üretimi ve birikimi sağlanacaktır. Artan oksijen haloklin alt sınırına doğru daha hızlı difüzyonu ve fazla oksijen ulaşma imkanı olacaktır. Haloklin içinde organik madde ve besin iyonları birikim azalacağından, iç dinamiklerle üst tabakaya taşınan azot ve fosfor yüklerinde belirgin azalma olması beklenir. Marmara’da hedeflenen olumlu gelişmenin göstergesi olan besin iyonları ve oksijen derinlik profillerinin 1970 öncesi dönemde geliştiği gözlenmiştir. Öncelik hedef, bu yapıya yönelimi sağlayacak yük azaltılmasını sağlayacak tedbirlerin kirlilik kaynaklarında alınması olmalıdır. Fotik tabakada iyi kalite ekolojik özelliklere yönelimin/ulaşmanın temel göstergesi plankton tür dağılımı ve bolluğunda iyi yönde değişim görülmesi; fotosentez kaynaklı partikül organik maddenin daha hızlı alt tabakaya çökelmesiyle haloklin içinde POM birikimi, oksidasyon yoluyla tüketimi ve oksijenin tüketiminin ara tabakada azalmasının gözlenmesidir. İklim değişikliğinin etkisi yukarıda hedeflenen “iyi kalite ekolojik özellikler”e ulaşma sürecini yavaşlatan/baskılayan faktör olacağı değerlendirlmektedir.
Günümüz karasal yükleriyle ve sınırlı tedbirlerle yukarıda öngörülen-ilk aşamada %30-35 seviyesinde yük azaltma ve su kalitesini iyileşme hedefine kısa sürede ulaşılması zor görünmektedir. Çünkü yayılı kaynaklardan Orta ve doğu basen kıyı sularına ulaşan azot, fosfor ve reaktif organik madde kirlilik yüklerini kaynaklarda ve havzada azaltma çalışmaları kurumlar arası iş birliğini ve entegre uygulamalı çalışmaları gerektirmektedir.
Karasal kaynaklarda yük azaltma hesaplamalarının “iyi kalite” durum hedefiyle gerçekçi yapılabilmesi için iki tabakalı hidro-dinamik yapıya sahip Marmara Denizi’ne Boğazlar yoluyla Karadeniz’den ve Ege’den giren suların mevsimsel/yıllık su debileri, uzun dönemli salınımları ve hidro-kimyasal özelliklerinin sürekli izlenmesi önem arz etmektedir. Model sonuçlarının güverliliğini artırmak için sistematik verilerle Marmara su ve besin maddesi akıları ve yıllık bütçesinin güncellemesi temel koşuldur.
Üst tabakaya ulaşan reaktif N, P (azot, fosfor) yükleri azaltması sürecinde kıyı ve açık denzi sularında “iyi kalite çevresel durum” kriterlerinin sağlanmaya yaklaştığını, ölçülebilir değişimleri işaret eden göstergelerin başında üst tabakada plankton üretimi ve organik madde bolluğunun zamanla azalması, yüzey sularının berraklaşması (bulanklığın azalması) ve güneş ışığının daha derinlere- haloklin içine kadar uzanmasıdır. Dolaylı gösterge olan oksijen değerlerinin haloklin içinde arış göstermesi, haloklin alt sınırında günümüzde belirgin gözlenen oksijen minimum oluşumunun doğu baseni ve körfezlerde zayıfladığının gözlenmesidir. Karasal girdilerin azaltılmasıyla, haloklin içinde oluşan ve körfezlerde yükselme eğiliminde olan “oksiklin” üst sınırının haloklin alt sınırına doğru kaymasıyla oksijenli üst tabaka kalınlığının artması beklenir. Karasal kaynaklı kirliliğin azalmasıyla Marmara’da ilk aşamada 1995-2005 dönemi üst tabaka biyo-kimyasal özellikler ve oksijen profillerine ulaşılması ve belirtilen dönemin açık deniz özellikleri, bugün için ötrofikasyon göstergesi fiziksel ve biyo-kimyasal parametrelerin “ sınır değerleri” olarak hedeflenebilir. Bu sürecin basen boyunca nasıl geliştiği, hedeflenen yük azaltma mikytarlarının yeterliliği ve alansal dağılımlarını ve eğilimin hangi hızda geliştiğini bilimsel temelli belirlemenin-anlamanın yegane yöntemi “Marmara Digital İkizi” modelinin güvenilir/hassas temsil etmesi ve farklı kirlilik yükleriyle güvenilir simülasyon sonuçlarının üretmesi ve uzmanlarca değerlendirmesidir. Hedeflenen yüklerin azaltılmasıyla Marmara doğu baseni yüzey sularındaki iyleşmenin belirginleşmesi ve derin basen dip sularında hedeflen yaz sonu dönemi oksijen değerinin hipoksik sınırı üzerine (>1.5 mg/l) kaç yılda ulabileceğinin 3D model simülasyon sonuçlarıyla belirlenmesidir. Karasal kaynaklarda belirlenen yük azaltma hedefine ulaşılması ve deniz ekosisteminde “hedeflenen iyileşmelerin sürekli gözlenebilir olmasıyla Marmara’da mavi büyüme hedefli sürdürülebilir “İyi Kalite Çevresel Durum” hedeflerine kademeli ulaşma çalışmaları ile başarı sağlanacaktır.