RECENT SEDIMENTATION RATES IN THE AEGEAN SEA

H. Kaberi * and V. Lykousis

Hellenic Centre for Marine Research, Anavyssos, Greece

Abstract

Sedimentation rates were determined in three deep basins of the Aegean Sea, using the 

210

Pb method. In the North Aegean basin the

sedimentation rate was the highest (0,21 cm y

-1

); in the Central Aegean Sea, the Skyros basin, the sedimentation rate was found lower than

the previous one (0,105 cm y

-1

); the lowest sedimentation rate was calculated in the South Aegean basin (0,02 cm y

-1

), where the main

sources of particles are the biological processes in the water column and the atmospheric fall-out.

Keywords: sedimentation rates, 

210

Pb, Aegean Sea.

Rapp. Comm. int. Mer Médit., 37,2004

39

Sediment accumulation rates were determined in three basins of the

Aegean Sea in the framework of the MTP-II-MATER project. The

cores that were analyzed for 

210

Pb were collected from the North

Aegean basin (MNB-1), the Skyros basin in the Central Aegean Sea

(MNB-3) and the South Aegean basin (MSB-2) (Fig.1). According to

Lykousis et al.(2002) there appears to be a N-S gradient in the

biogeochemical processes in the Aegean Sea. Moreover, in the North

Aegean mass ?uxes in the water column are characterized strongly by

the lithogenic constituent, due to the river discharge from the northern

mainland of Greece. In contrast, the South Aegean ?uxes appear to

depend more upon the biogenic component and less on the lithogenic

fall-out [1].

Sediment cores (

Ø

6cm and about 50cm long) were sub sampled

from a box corer, during the August 1997 cruise of the R/V Aegaeo.

For the total dissolution of the dry sediments the analytical method

described by Sanchez-Cabeza et al.[2] was followed. 

210

Po isotopes

were deposited on silver discs and counted in both sides on a total

alpha-counter (Ortec EG&C) [3]. Sedimentation rates were calculated

assuming secular equilibrium between 

210

Po and 

210

Pb.

For the determination of the biomixing zone and the calculation of

the sedimentation rates the Biodiffusive Model was used [3, 4, 5]

according to which the biological process is given by the advection -

diffusion equation. The accumulation rate (S) is calculated in the zone

below the mixed layer whereas the mixing coefficient (D

B

) is

calculated within the mixing layer of the sediment core. It must be

noted that the rates calculated this way are the apparent one.

Supported 

210

Pb concentrations were determined from the deeper

parts of the cores where the total 

210

Pb concentrations were constant

with depth.

Core MNB-1 was collected from a depth of 1287 m in the deep

basin of the North Aegean Sea. The vertical profile of the unsupported

210

Pb activity showed a significant decrease below the 10-11 cm layer

of the sediment core. Surface 

210

Pb activity was 34.5 dpm g

-1

. The

upper 4-4,5 cm of the core seemed to be mixed. The apparent

accumulation rate calculated according to the Biodiffusive model was

found to be 0,21 cm y

-1

and the mixing coefficient about 4.2 cm

2 

y

-1

.

Core MNB-3 was taken from the Skyros basin (820 m) in the

Central Aegean Sea. The vertical profile of the unsupported 

210

Pb

showed an almost theoretical exponential decrease until the 18 cm

depth, with a surface concentration of 40 dpm g

-1

. The sedimentation

rate was found 0.105 cm y

-1

, whereas, no mixing was observed in the

surface layer of the sediment core.

MSB-2 core was collected from a depth of about 1600 m, in the South

Aegean deep basin. Surface 

210

Pb total activity was 13,9 dpm g

-1

, 

lower enough than in surface sediments of the North Aegean Sea.

Below the first 0,5cm of the sediment core, 

210

Pb activities decreased

very sharply. According to the Biodiffusive model, the apparent

sedimentation rate was found to be 0,02 cm y

-1

and the mixing

coefficient 0,022 cm

2

y

-1

.

Concluding, the most important finding of this work is the

quantification in a way of the previously demonstrated difference

between the three basins of the Aegean Sea as far as the sediment

supply is concerned.

References

1-Lykousis V., G. Chronis, A. Tselepides, N.B. Price, A. Theocharis, I.

Siokou-Frangou, F. Van Wambeke, R. Danovaro, S. Stavrakakis, G.

Duineveld, D. Georgopoulos, L. Ignatiades, A. Souvermezoglou, F.

Voutsinou-Taliadouri, 2002. Major outputs of the recent multidisciplinary

biogeochemical researches undertaken in the Aegean Sea. Journal of

Marine Systems, 33-34: 313-334.

2-Sanchez-Cabeza, J.A., Masque, P. and Ani-Ragolta, I., 1998. 

210

Pb and

210

Po analysis in sediments and soils by microwave acid digestion.

Journal of Radioactivity and Nuclear Chemistry, 227(1-2): 19-22.

3-Radakovitch O., 1995. Etude du transfert et du dépôt du matériel

particulaire par le 

210

Po et le 

210

Pb. Application aux marges continentales

du Golfe de Gascogne (NE Atlantique) et du Golfe du Lion (NW

Méditerranée). PhD. Thesis Univ. of Perpignan.

4-Nittrouer C.A., DeMaster D.J., McKee B.A., Cutshall N.H. and I.L.

Larsen, 1983/1984. The effect of sediment mixing on Pb-210

accumulation rates for the Washington continental shelf. Mar. Geol., 54:

201-221.

5-Guinasso N.L. and Schink D.R., 1975. Quantitative estimates of

biological mixing rate in abyssal sediments. Jour. Geophys. Res., 80:

3032-3043.