מפרץ אילת – עקבה הינו ים אוליגוטרופי (דל בנוטריינטים), הממוקם כשלוחת הקצה הצפון-מזרחית של ים סוף. ממפרץ אילת ולאורכו של ים סוף (מעל 2000 ק"מ), מתקיים גרדיאנט עלייה ביצרנות ראשונית ובערכי הכלורופיל (Chlorophyll –a) לכיוון ימת המקור בים הערבי (איור 1). היצרנות הראשונית, הרכב הפיטופלנקטון, דפוסי התפוצה והדינמיקה העונתית שלהם במפרץ אילת מושפעים ומשתנים בהתאם למחזוריות עונתית של שיכוב וערבול אנכי בעמודת המים (Genin et al., 1995; Labiosa et al., 2003; Shaked and Genin, 2023; Zarubin et al., 2017).
איור 2. פרופילי עומק אוקיינוגרפים מפני השטח ועד לעומק 600 מ' בשנים 2014-2017: ריכוזי כלורופיל (a), ריכוזי נוטריינטים: צורן (b), פוספאט (c), ניטראט (d) וטמפרטורה (e). הנתונים עובדו מתוצאות דיגומי תכנית הניטור הלאומית (Shaked and Genin, 2017; https://iui-eilat.ac.il/Research/NMP). האיור נלקח מתוך Chernihovsky et al. (2020).
מחזוריות היצרנות הראשונית משתנה עונתית באופן מובהק. במהלך חודשי הקיץ (אפריל עד ספטמבר), עמודת המים משוכבת במצב יציב, התרמוקלינה החזקה בחודשים אלו מפרידה את שכבת המים העליונה משכבת המים העמוקים ושיכוב זה מגביל ערבוב אנכי וחילופי נוטריינטים בין השכבות. עומק ריכוז הכלורופיל המקסימלי (Deep chlorophyl max) הינו בטווח 80-100 מ'. שכבת המים העליונה הינה חמה יחסית (>25°C), ענייה בנוטריינטים (NO3 ≈ 0 µmol/l, PO4 ≈ 0.06 µmol/l, Si(OH)4 ≈ 0.54 µmol/l), ומכילה ריכוזי כלורופיל של כ- µg/l 0.01 וערכי יצרנות של כ- 0.3 g C m-2 d-1. לעומתה, שכבת המים העמוקים קרה יותר (~20°C) ועשירה בנוטריינטים (NO3 ≈ 6.7 µmol/l, PO4 ≈ 0.4 µmol/l, Si(OH)4 ≈ 3.5 µmol/l) (איור 2, Shaked and Genin, 2023). בתקופת הקיץ אוכלוסיית הפיטופלנקטון מורכבת בעיקר מפיקו-ציאנובקטריה מסוג Prochlorococcus spp. (המהוות כ-40-50% מכלל הפיטופלנקטון בתקופה זו) ואצות מסוג Trichodesmium spp. (Lindell and Post, 1995; Post et al., 2002).
לקראת סוף הסתיו ובמהלך החורף, ירידה הדרגתית של טמפ' פני השטח מובילה לערבול אנכי עמוק (300-800 מ') בעמודת המים הנמשך מס' חודשים (Genin et al., 1995; Shaked and Genin, 2023). עומק הערבוב האנכי נקבע על ידי גרדיאנט אובדן החום ממי פני שטח לאוויר (Carlson et al., 2014). בעת הערבוב האנכי, שכבת המים העמוקה מתערבלת עם שכבת המים העליונה ומעשירה בנוטריינטים את האזור המואר (photic zone), כתוצאה מכך נמדדת עליה ביצרנות הראשונית ובריכוזי הכלורופיל (Levanon-Spanier et al., 1979; Labiosa et al., 2003; Lazar et al., 2008; Meeder et al., 2012; Zarubin et al., 2017). בתקופה זו, המערכת האקולוגית במפרץ אילת הינה מזוטרופית ומרבית אוכלוסיית הפיטופלנקטון מורכבת בעיקרה ממיקרו-אצות אאוקריוטיות: דינופלג'לטים, אצות צורניות וקוקוליתופורידים (Winter et al., 1979). ערכי היצרנות הראשונית המקסימלית שנמדדו בתקופה זו הגיעו לכדי1.87 g C m-2 d-1 (איור 2, Shaked and Genin, 2023). בפריחת האביב, כאשר ריכוזי הכלורופיל מגיעים לשיאם (µg/l 1.72), הפיטופלנקטון הדומיננטי ביותר הינו הפיקו-ציאנובקטריה מסוג Synechococcus spp., חיידקים פוטוסינטטים אלו צורכים את מרבית הנוטריינטים שנותרו באזור המואר, וכתוצאה מכך עמודת המים העליונה שוב הופכת לאוליגוטרופית בחודשי הקיץ (Lindell and Post, 1995; Shaked and Genin, 2023).
בהתאם לכך, המערכת האקולוגית במפרץ אילת נשלטת בעיקר ע"פ זמינות הנוטריינטים ליצרנים הראשונים – מתחתית שרשרת המזון ("bottom-up") ולא ע"פ לחצי רעייה מצד אורגניזמים צמחוניים (top-down’’") (Levanon-Spanier et al., 1979; Sommer, 2000).
ביבליוגרפיה
Carlson DF, Fredj E, Gildor H (2014) The annual cycle of vertical mixing and restratification in the Northern Gulf of Eilat/Aqaba (Red Sea) based on high temporal and vertical resolution observations. Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers 84:1-17. DOI: 10.1016/j.dsr.2013.10.004.
Chernihovsky N, Torfstein A, Almogi-Labin A (2018) Seasonal flux patterns of planktonic foraminifera in a deep, oligotrophic, marginal sea: sediment trap time series from the Gulf of Aqaba, northern Red Sea. Deep-Sea Res. Part I: Oceanographic Res. Papers 140, 78–94. DOI: 10.1016/j.dsr.2018.08.003.
Chernihovsky N, Almogi-Labin A, Kienast SS, Torfstein A (2020) The daily resolved temperature dependence and structure of planktonic foraminifera blooms. Sci. Rep. 10, 17456. DOI: 10.1038/s41598-020-74342-z.
Genin A, Lazar B, Brenner S (1995) Vertical mixing and coral death in the Red Sea following the eruption of Mount Pinatubo. Nature 377(6549):507-510. DOI: 10.1038/377507a0.
Labiosa RG, Arrigo KR, Genin A, Monismith SG, van Dijken G (2003) The interplay between upwelling and deep convective mixing in determining the seasonal phytoplankton dynamics in the Gulf of Aqaba: Evidence from SeaWiFS and MODIS. Limnology and oceanography 48(6):2355-2368. DOI: 10.4319/lo.2003.48.6.2355.
Lazar B et al. (2008) Recent environmental changes in the chemical-biological oceanography of the Gulf of Aqaba (Eilat). Aqaba-Eilat, the improbable gulf. Environment, biodiversity and preservation. Magnes Press, Jerusalem 49-61.
Levanon-Spanier I, Padan E, Reiss Z (1979) Primary production in a desert-enclosed sea- the Gulf of Elat (Aqaba), Red Sea. Deep Sea Research Part A. Oceanographic Research Papers 26(6):673-685. DOI: 10.1016/0198-0149(79)90040-2.
Lindell D, Post AF (1995) Ultraphytoplankton succession is triggered by deep winter mixing in the Gulf of Aqaba (Eilat), Red Sea. Limnology and Oceanography 40(6):1130-1141. DOI: 10.4319/lo.1995.40.6.1130.
Meeder E, Mackey KR, Paytan A, Shaked Y, Iluz D, Stambler N, Rivlin T, Post AF, Lazar B (2012) Nitrite dynamics in the open ocean – clues from seasonal and diurnal variations. Marine Ecology Progress Series 453. DOI: 10.3354/meps09525.
Post AF, Dedej Z, Gottlieb H, Thomas DN, El-Absawi M, El-Naggar A, El-Gharabawi M, Sommer U (2002) Spatial and temporal distribution of Trichodesmium spp. in the stratified Gulf of Aqaba, Red Sea. Mar. Ecol. Progress. Ser. 239:241–250.
Sommer U (2000) Scarcity of medium-sized phytoplankton in the northern Red Sea explained by strong bottom-up and weak top-down control. Marine Ecology Progress Series 19-25. DOI: 10.3354/MEPS197019.
Shaked Y, Genin A (2017) The Israel National Monitoring Program in the Northern Gulf of Eilat/Aqaba. Scientific Report 2016. 181 p. http://www.iui-eilat.ac.il/Research/NMPMeteoData.aspx.
Shaked Y, Genin, A (2023) The Israel National Monitoring Program in the Northern Gulf of Eilat/Aqaba. Scientific Report 2022. 211 p. http://www.iui-eilat.ac.il/Research/NMPMeteoData.aspx.
Winter A, Reiss Z, Luz B (1979) Distribution of living coccolithophorid assemblages in the Gulf of Elat (‘Aqaba). Marine Micropaleontology 4:197-223. DOI: 10.1016/0377-8398(79)90017-3.
Zarubin M, Lindemann Y, Genin A (2017) The dispersion-confinement mechanism: Phytoplankton dynamics and the spring bloom in a deeply-mixing subtropical sea. Progress in Oceanography 155:13-27.