1. Εισαγωγή

Το Αιγαίο πέλαγος είναι ίσως η πρώτη θάλασσα της οποίας η ωκεανογραφία μελετήθηκε. Ο Αριστοτέλης (384-322 π.Χ.), ο οποίος είχε σημαντική συνεισφορά στην ωκεανογραφία και τη θαλάσσια βιολογία, ξεκινάει το δεύτερο βιβλίο του ουσιαστικά με μία πραγματεία στην ωκεανογραφία. Ήταν ο πρώτος που έκανε εκτιμήσεις για τη βαθυμετρία διαφόρων θαλασσών και αναγνώρισε ότι οι θάλασσες και οι ήπειροι μεταβάλλονται αργά με την πάροδο του χρόνου. Επίσης περιέγραψε και ονόμασε 24 είδη καρκινοειδών και σκουληκιών, 40 είδη μαλακίων και εχινόδερμων, και 116 είδη ψαριών τα οποία προέρχονται όλα από το Αιγαίο πέλαγος.

2. Η λεκάνη του Αιγαίου πελάγους

Το Αιγαίο πέλαγος είναι μία από τις τέσσερις μεγαλύτερες λεκάνες της ανατολικής Μεσογείου καλύπτοντας μια έκταση 240.000 τ.χλμ. Παρουσιάζει μοναδικά χαρακτηριστικά διαδραματίζοντας σημαντικό ρόλο στην ευρύτερη υδρογραφία και δυναμική της Μεσογείου.

2. 1. Γεωγραφικά όρια

Το Αιγαίο πέλαγος γεωγραφικά τοποθετείται στη βορειοανατολική Μεσόγειο. Στα βόρεια και τα δυτικά περιβάλλεται από την ελληνική ηπειρωτική χώρα, στα ανατολικά από τα μικρασιατικά παράλια και στο νότο από τα νησιά του Κρητικού τόξου. Το Αιγαίο πέλαγος συνδέεται με τη θάλασσα του Μαρμαρά και τη Μαύρη θάλασσα μέσω των στενών των Δαρδανελίων. Στα νότια χωρίζεται από τη Μεσόγειο μέσω μιας σειράς έξι στενών (τα στενά του Κρητικού τόξου), τα οποία περιλαμβάνουν από ανατολικά προς δυτικά: το στενό της Ρόδου (πλάτος 17 χλμ., βάθος 350 μ.), το στενό της Καρπάθου (πλάτος 43 χλμ., βάθος 850 μ.), το στενό της Κάσου (πλάτος 67 χλμ., βάθος 1.000 μ.), το στενό των Αντικυθήρων (πλάτος 32 χλμ., βάθος 700 μ.), το στενό των Κυθήρων (πλάτος 33 χλμ., βάθος 160 μ.) και το στενό της Ελαφόνησου (πλάτος 11 χλμ., βάθος 180 μ.).

2. 2. Τμήματα του Αιγαίου πελάγους

Από την Αρχαιότητα ακόμη τα διάφορα τμήματα του Αιγαίου έχουν ιδιαίτερα ονόματα: α) Μυρτώο πέλαγος, μεταξύ Σουνίου και Κυθήρων β) Θρακικό πέλαγος, μεταξύ Θάσου, Σαμοθράκης και θρακικών ακτών γ) Ικάριο πέλαγος, μεταξύ Χίου και Κω δ) Κρητικό πέλαγος, βόρεια της Κρήτης ε) Καρπάθιο πέλαγος, μεταξύ Καρπάθου και μικρασιατικών ακτών στ) Ευβοϊκή θάλασσα, που περιβρέχει το νησί Εύβοια ζ) Δωδεκανησιακή θάλασσα, που περιβάλλει τα Δωδεκάνησα.

2. 3. Ακτογραμμή, υφαλοκρηπίδα και πυθμένας

Η ακτογραμμή του Αιγαίου πελάγους είναι πολύ ανώμαλη και η τοπογραφική της δομή πολύ περίπλοκη. Υπάρχουν πάνω από 2.000 νησιά διάφορων μεγεθών που διασκορπίζονται σε όλη τη λεκάνη και κατά συνέπεια και η μορφολογία του βυθού παρουσιάζει απότομες μεταπτώσεις. Υπάρχουν τρεις βαθιές λεκάνες: 1. Η λεκάνη του βορείου Αιγαίου με διεύθυνση ΔΝΔ-ΑΝΑ. Η λεκάνη αυτή περιλαμβάνει και τις λεκάνες των Βορείων Σποράδων, του Άθω και της Λήμνου, με μέγιστο βάθος 1.500 μέτρα. 2. Η λεκάνη της Χίου στο κεντρικό Αιγαίο με μέγιστο βάθος 1.100 μέτρα και 3. η Κρητική λεκάνη στο νότιο Αιγαίο, που εμφανίζει και το μέγιστο βάθος στα 2.500 μέτρα. Η λεκάνη της Χίου συνορεύει στα νότια με το εκτενές πλατό των Κυκλάδων με βάθη τα οποία δεν υπερβαίνουν τα 350 μέτρα. Το πλατό αυτό προσδιορίζεται στη βιβλιογραφία ως το όριο μεταξύ του βόρειου και του νότιου Αιγαίου.

Η υφαλοκρηπίδα του Αιγαίου, εκεί δηλαδή όπου τα βάθη δεν ξεπερνούν τα 200 μέτρα, είναι μάλλον περιορισμένη, αφού καλύπτει περίπου 15.000 τ.χλμ.

Ο πυθμένας είναι κατά κύριο λόγο ασβεστολιθικής σύστασης, αλλά υπάρχουν και μεταμορφωμένα πετρώματα σε σημαντικό τμήμα του βόρειου και του κεντρικού Αιγαίου. Σχεδόν παντού υπάρχει ένα ιζηματογενές κάλυμμα, σε ποικίλο πάχος, από χερσαία ή οργανικά ιζήματα. Πιο περιορισμένα είναι τα ηφαιστειακά υλικά.

3. Η κυκλοφορία των υδάτων

Παρά την πρόοδο στις άμεσες παρατηρήσεις και στη δημιουργία μοντέλων κατά τη διάρκεια των τελευταίων δεκαετιών, η κυκλοφορία των υδάτων του Αιγαίου πελάγους δεν έχει ακόμη καθοριστεί πλήρως και δεν έχει γίνει κατανοητή. Η κυκλοφορία των υδάτων που προκύπτει από τις παρατηρήσεις είναι μάλλον σύνθετη και μεταβλητή. Αυτό οφείλεται σε πολλούς παράγοντες, όπως η κατανομή των διάφορων νησιών και των στενών, η ανώμαλη τοπογραφία του βυθού, η εποχιακή μεταβλητότητα της ατμοσφαιρικής πίεσης, η παρουσία ισχυρών μετεωρολογικών φαινομένων που μπορούν να μεταβάλουν τα τοπικά συστήματα κυκλοφορίας των υδάτων και η παρουσία πολλών διαφορετικών μαζών ύδατος.

3. 1. Επιφανειακή κυκλοφορία

Η επιφανειακή κυκλοφορία των υδάτων επηρεάζεται κυρίως από τους θερινούς ετήσιους ανέμους και τη χαμηλή εισροή αλμυρότητας από τη Μαύρη θάλασσα. Οι άνεμοι προκαλούν την άνοδο των υδάτων κατά μήκος των δυτικών ακτών των νησιών του ανατολικού Αιγαίου, με αποτέλεσμα τη δημιουργία μιας κρύας ζώνης στην επιφάνεια με θερμοκρασίες 2-3^οC χαμηλότερες απ' ό,τι στο βόρειο και δυτικό Αιγαίο. Κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού, αυτό το πιο κρύο νερό εμφανίζεται στο ανατολικό Αιγαίο από το νησί της Ρόδου ως το πλατό της Λήμνου. Το χειμώνα, τα θερμότερα ύδατα που προέρχονται από τα νότια βρίσκονται στην ίδια περιοχή, ενώ τα κρύα νερά που φθάνουν από το στενό των Δαρδανελίων εξαπλώνονται στο πλατό της Σαμοθράκης και ακολουθούν τη γενική κυκλωνική κυκλοφορία του βόρειου Αιγαίου. Εκτός από τη γενική κυκλωνική κυκλοφορία, υπάρχει μία αντικυκλωνική κίνηση στη Σαμοθράκη που παρατηρείται στο βορειοανατολικό τμήμα του βορείου Αιγαίου και ένας αντικυκλώνας κοντά στη χερσόνησο του Άθω.

Το ποσοστό εξάτμισης πάνω από το Αιγαίο πέλαγος είναι περίπου 1,3-1,5 μ./έτος. Η ετήσια μέση ροή θερμότητας υπολογίζεται σε 26 W/m² , γεγονός το οποίο σημαίνει ότι το Αιγαίο χάνει θερμότητα μέσω της επιφάνειάς του. Αυτή η απώλεια εξισορροπείται από τη μετατόπιση των θερμών υδάτων που προέρχονται από τα νότια μέσω των κρητικών στενών – η ανταλλαγή θερμότητας με τη Μαύρη θάλασσα θεωρείται αμελητέα.

Το Αιγαίο δέχεται τα πιο κρύα νερά της Μαύρης θάλασσας μέσω του Βοσπόρου, της θάλασσας του Μαρμαρά και του στενού των Δαρδανελίων. Κάτω από το στρώμα αυτό υπάρχει μια εκροή των πιο αλμυρών υδάτων του Αιγαίου προς τα βόρεια. Η ποσότητα του νερού της Μαύρης θάλασσας που εισρέει στο Αιγαίο είναι της τάξης των 1.257 κυβικά χλμ./έτος, ενώ το νερό του Αιγαίου που εκρέει είναι της τάξης 957 κυβικών χλμ./έτος. Το Αιγαίο πέλαγος δέχεται επίσης ποσότητες γλυκού νερού που προέρχονται από τα ποτάμια που εκβάλλουν κατά μήκος των ελληνικών και τουρκικών ακτών. Το ετήσιο μέσο ποσοστό εξάτμισης υπερβαίνει το ποσό της πτώσης και της απορροής ποταμών (0,5 μ./έτος και 0,11 μ./έτος, αντίστοιχα). Εντούτοις, αν η επιρροή των υδάτων της Μαύρης θάλασσας λαμβάνεται υπόψη, η ισορροπία ύδατος του Αιγαίου πελάγους είναι αρνητική. Ο υπερβολικός όγκος του ύδατος ανά περιοχή μονάδων έχει υπολογιστεί μεταξύ 0,7 και 1,4 μ./έτος. Η ισορροπία του ύδατος της περιοχής αποκαθίσταται από την εισροή υδάτων μέσω των κρητικών στενών τόξων.

Αν προσπαθήσουμε να συνοψίσουμε τα γνωστά χαρακτηριστικά κυκλοφορίας (από τις διάφορες μελέτες που καλύπτουν τμήματα της περιοχής, της πρόσφατης τοποθέτησης ειδικών οργάνων και των διαφόρων μοντέλων), φαίνεται να υπάρχει μια γενική κυκλική κυκλοφορία στο Αιγαίο πέλαγος. Εντούτοις, τα πιο ενεργά δυναμικά χαρακτηριστικά γνωρίσματα είναι οι κυκλωνικοί και αντικυκλωνικοί στρόβιλοι μεσαίας κλίμακας. Η χωρική και χρονική μεταβλητότητα αυτών των χαρακτηριστικών γνωρισμάτων δεν είναι πραγματικά γνωστή. Μερικά από αυτά τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα εμφανίζονται να είναι μόνιμα (δηλ. ο κυκλωνικός στρόβιλος στη λεκάνη της νότιας Χίου), ενώ άλλα έχουν έναν παροδικό χαρακτήρα. Στα επιφανειακά στρώματα η κυκλοφορία του νερού είναι γενικά κυκλωνική (αριστερόστροφη). Χαρακτηρίζεται γενικά σαν θερμόαλη, αλλά συχνά ο άνεμος παίζει εξίσου σημαντικό ρόλο. Η ένταση των ρευμάτων για βάθη μικρότερα των 100 μ. είναι μεγαλύτερη από αυτή των βαθύτερων στρωμάτων. Στη διαμόρφωση της επιφανειακής κυκλοφορίας ουσιαστικό ρόλο παίζουν η είσοδος και η έξοδος μαζών νερού από τα Δαρδανέλια και τα στενά του Κρητικού τόξου. Μάζες ψυχρού και υφάλμυρου νερού από τη Μαύρη θάλασσα εισέρχονται από τα Δαρδανέλια στο βορειοανατολικό Αιγαίο και κατευθύνονται δυτικά αναμειγνυόμενες με τα πολύ πιο αλμυρά και θερμά επιφανειακά νερά που προέρχονται από τα νοτιοανατολικά. Τα τελευταία μπαίνουν στο Αιγαίο από το νοτιοανατολικό άκρο του και φθάνουν ως τα βορειοδυτικά της Λήμνου. Τα νερά της Μαύρης θάλασσας στρέφονται κατόπιν προς νότο ακολουθώντας την ακτογραμμή της ανατολικής ηπειρωτικής Ελλάδας και ανιχνεύονται ως και τα στενά των Κυθήρων και των Αντικυθήρων. Στα στενά αυτά παρατηρείται έξοδος νερού προς το Ιόνιο.

3. 2. Παλίρροιες

Το Αιγαίο χαρακτηρίζεται από ασθενείς γενικά παλίρροιες. Τα παλιρροιακά εύρη δύσκολα υπερβαίνουν τα 12 εκατοστά, έχουν παρατηρηθεί όμως εύρη ως και 50 εκατοστά. Οι αλλαγές στη στάθμη της θάλασσας είναι ημιημερήσιες, χωρίς όμως να λείπουν και οι διακυμάνσεις μεγάλης περιόδου που οφείλονται κυρίως στο ανεμολογικό καθεστώς και συγκεκριμένα σε εμμονή θυελλωδών βόρειων ή νότιων ανέμων για αρκετές ημέρες. Τα παλιρροιακά ρεύματα φαίνεται ότι συντελούν ελάχιστα ή και καθόλου στη διαμόρφωση της γενικής κυκλοφορίας του Αιγαίου. Εξαίρεση αποτελεί το παλιρροιακό ρεύμα του πορθμού του Ευρίπου μεταξύ βόρειου και νότιου Ευβοϊκού κόλπου, που οφείλει τη γένεσή του στις μορφολογικές ιδιαιτερότητες της περιοχής.

3. 3. Παράγοντες μεταβλητότητας της κυκλοφορίας των υδάτων

Μεταξύ των φυσικών παραγόντων που παίζουν σημαντικό ρόλο στις βιοχημικές διεργασίες που λαμβάνουν χώρα στο Αιγαίο είναι η μεταβλητότητα στην κυκλοφορία των υδάτων, οι σχηματισμοί των βαθέων υδάτων, η τοπογραφία του βυθού, η εισροή υδάτων από τη Μαύρη θάλασσα και η απορροή των ποταμών. Οι ατμοσφαιρικές συνθήκες καθώς και η χωρική και χρονική μεταβλητότητά τους παίζουν επίσης σημαντικό ρόλο, ενώ η χωρική και χρονική μεταβλητότητά τους είναι επίσης σημαντική στον προσδιορισμό των παράκτιων περιοχών όπου παρατηρείται αξιοσημείωτη άνοδος της στάθμης των υδάτων, η οποία συνδέεται συνήθως με τους ισχυρούς ετήσιους ανέμους.

4. Βιοποικιλότητα

Η ακανόνιστη ακτογραμμή με τους πολλούς κόλπους, τα νησιά και τα στενά, καθώς επίσης και η σύνθετη τοπογραφία του βυθού μαζί με τη σύνθετη υδρολογία και κυκλοφορία υδάτων στο Αιγαίο πέλαγος οδήγησαν σε μεγάλη βιοποικιλότητα. Το Αιγαίο πέλαγος μπορεί να χαρακτηριστεί ως μια ολιγοτροφική λεκάνη που παρουσιάζει ωστόσο ισχυρή διαβάθμιση μεταξύ βορρά και νότου σε παραγωγή βιομάζας πλαγκτόν και παραγωγικότητα. Το βόρειο Αιγαίο χαρακτηρίζεται ως ειδικό περιβάλλον λόγω της ύπαρξης των σημαντικών ποταμών και των υδρολογικών μετώπων. Αυτό απεικονίζεται επίσης στα πιο υψηλά τροφικά επίπεδα (ψάρια και βένθος) του βόρειου Αιγαίου, όπου πραγματοποιείται μια αποδοτικότερη ενεργειακή μεταφορά μέσω του πελάγιου ιστού τροφίμων.