Rapp. Comm. int. Mer Médit., 37,2004

207

ATMOSPHERIC INPUT OF NUTRIENTS, IMPACT ON EAST MEDITERRANEAN WATERS

Barak Herut

1

*, Michael Krom

2

and Patricia Carbo

2

1

Israel Oceanographic and Limnological Research, National Institute of Oceanography, Haifa, Israel - *barak@ocean.org.il

2

School of Earth Sciences, Leeds University, Leeds, UK - m.d.krom@earth.leeds.ac.uk, pre@earth.leeds.ac.uk

Abstract

In the long-term, atmospheric deposition (especially dry fallout) play an important role in the supply of new nitrogen and phosphorus to

surface water in the East Mediterranean, and contributes significantly to the relatively high N:P ratios in Levantine deep water. In the short-

term, while clear fertilizing response was observed in an on-board dust gradient microcosm experiment, no such field response was seen

through a dust storm event. More detailed field measurements are required during dust events before clear conclusion can be made on their

short-term impact.

Key words: nutrients, dust, seawater, atmosphere, Mediterranean

Recent long-term (annual scale) studies have examined the

leachability of nutrients from dry aerosols and provided annual ?ux

estimates of seawater leachable (bioavailable) inorganic nitrogen (IN)

and phosphorus (IP) into the East Mediterranean (1-4). These

estimates emphasize the dominant role of the dry deposition mode in

supplying new nitrogen and phosphorous into this basin. This annual-

scale fertilizing impact integrates solubility variations which follow

the aerosol character or source. Desert type aerosols exhibit lower P

and N seawater solubilities as compared to aerosols associated with

European air masses. Nevertheless, aerosol from both origins tend to

increase the N/P ratios well above the Redfiled ratio found in most

other oceanic areas and are probably an important driver for the

unusual high ratios in the deep water. 

It has been found that the atmospheric input of nutrients fuel the

new production in similar amounts as exported by the anti-estuarine

circulation through the Straits of Sicily (Fig. 1), while insoluble P is

supplied at a rate similar to burial ?uxes in the Levantine basin

(Fig.2). 

It has been argued that short-term Sahara Dust pulses can cause

phytoplankton blooms in summer when there is no nutrient supply by

water column mixing. Results from the CYCLOPS program (Cycling

of Phosphorus in the Mediterranean) indicates that while clear

fertilizing response was observed in an on-board dust gradient

microcosm experiment, no such field response was seen through a

dust storm event. More detailed measurements are required during

dust events before clear conclusion can be made on the short-term

impact of dust events.

References

1-Guerzoni S., Chester R., Dulac F., Moulin C., Herut B., Loye-Pilot M-

D., Measures C., Migon C., Rossini P., Saydam C., Soudine A. and Ziveri

P., 1999. The role of atmospheric deposition in the biogeochemistry of the

Mediterranean Sea. Prog. Oceanog.,44: 147-190.

2-Herut B., Krom M.D., Pan G. and Mortimer R., 1999. Atmospheric

input of nitrogen and phosphorus to the SE Mediterranean: sources, ?uxes

and possible impact. Limnol. & Oceanog., 44: 1683-1692.

3-HerutB., Collier R. and Krom M.D., 2002. The role of dust in

supplying N and P to the SE Mediterranean. Limnol. & Oceanog.

47: 870-

878.

4-Kouvarakis G.M., Tselipides N. and Stavrakakis A., 2001. On the

importance of atmospheric inputs of inorganic nitrogen species on the

productivity of the eastern Mediterranean Sea. Global Biogeochemical

Cycles,15: 805-817.