Dünya okyanusları, insanların her yıl havaya pompaladığı karbondioksitin dörtte birini emmektedir ve bu sera etkisi üzerinde güçlü bir frendir. Tamamen fiziksel ve kimyasal süreçlere ek olarak, bu CO2’in büyük bir kısmı, karbonu vücutlarına kattıkları için fotosentetik plankton tarafından alınır. Planktonlar öldüğünde, karbonu da yanlarına alarak batarlar. Bu organik yağmurun bir kısmı, yüzyıllarca ya da belki daha fazla bir süre atmosferden izole edilmiş bir şekilde derin okyanusta kilitli kalacak.
Ancak okyanusun aldığı şeyi, okyanus geri verir…
Bu kalıntıların çoğu çok uzaklaşmadan aerobik bakteriler tarafından tüketilir. Ve bizim gibi, bu bakteriler de oksijen alıp karbondioksiti dışarı atarak solunum yaparlar. Bu yeniden oluşum süreci ile CO2‘in çoğu havaya geri döner.
Genç bir adam herkesin bakış açısını değiştirebilir
Yeni bir çalışma, iklim değişikliğin bağlı olarak okyanusların ısınması nedeniyle dünyanın pek çok bölgesinde CO2 rejenerasyonunun daha hızlı olabileceğini göstermekte. Bu da, derin okyanusların karbonu kilitleme yeteneğini azaltabilir. Bilim insanları, birçok durumda, bakterilerin sığ derinliklerde daha önce tahmin edilenden daha fazla plankton tükettiğini ve bunu yaptıkları koşulların su sıcaklıkları yükseldikçe yayılacağını gösterdi. Çalışma bu hafta Proceedings of the National Academy of Sciences’da (Ulusal Bilimler Akademisi Bildiri Kitabı) yayınlandı.
Araştırmanın ortak yazarlarından, Columbia Üniversitesi Lamont — Doherty Dünya Gözlemevi’nden bir okyanus bilimci olan Robert Anderson, “Sonuçlar bize ısınmanın, birçok alanda karbonun daha hızlı geri dönüşümüne neden olacağı ve daha az karbonun derin okyanusa ulaşıp orada depolanacağı anlamına geldiğini söylüyor” dedi.
Okyanus tabanındaki CO2’e ne oluyor?
Bilim insanları, planktonların her yıl yaklaşık 40 milyar ila 50 milyar ton arasında katı organik karbon ürettiğine inanıyorlar. Bölgeye ve koşullara bağlı olarak, yaklaşık 8 ila 10 milyar ton kadar karbon ise bakteriler tarafından tüketilmeden, okyanus tabanına çökerek, yüzeyden 100 metre kadar aşağıda batmış şekilde hapsoluyor.
Ancak bilim insanları bu derinliklerde karbonun nasıl solunduğuna dair halen kısıtlı bilgilere sahipler. Bu nedenle bu bölgedeki karbonun hangi oranda atmosfere geri döndüğü tam olarak anlaşılamamıştı. Şimdiye dek…
Yeni çalışma şaşırtıcı sonuçlarıyla bu soruya cevap verdi.
Daha çok veri sağlayan yeni yöntem
Bilim insanları; 2013 yılında Peru’dan Tahiti’ye yapılan bir araştırma gezisinden elde edilen verileri kullanarak, 2 ayrı bölgeye bakıyorlardı:
Besin bakımından zengin olan Güney Amerika’nın yüksek verimli suları ve Ekvator’un altındaki orta okyanusta yavaşça dönen ve Güney Pasifik Girdabı olarak bilinen bir dizi akımın oluşturduğu büyük ölçüde kısır suları…
Derin organik partiküllerin nasıl battığını ölçmek için, birçok oşinografik araştırma, partikülleri batarken pasif olarak tutan nispeten ilkel cihazlar kullanır. Bununla birlikte, bu cihazlar okyanusun engin mesafeleri ve derinlikleri boyunca yalnızca sınırlı miktarda veri toplayabilirler.
Bu yeni çalışmada araştırmacılar bu eski yöntemlerin yerine, farklı derinliklerden pompalarla su çekerek onları daha sonra titizlikle incelediler. Bu örneklerden organik karbon partiküllerini ve toryum izotoplarını ayırdılar. Bu iki veri onlara her derinlikte batan karbon miktarını hesaplayabilmelerini sağladı. Böylelikle geleneksel araştırma yöntemlerine oranla çok daha büyük veri elde ettiler.
Organik Maddelerin Okyanus Altındaki Ozonu: “Oxygen Minimum Zone”
Verimli bölgede, bakteri ve diğer organizmalar organik maddeyi hemen silip süpürüldüğünden, oksijen yüzeye yakın olan bölgelerde hızla tükenir. Yaklaşık 150 metre derinlikte oksijen içeriği artık sıfıra yaklaşır ve aerobik aktivite durur. Organik madde bu katmana geldiğinde -ki buraya Minimum Oksijen Bölgesi denir (MOZ)- artık tüketilmeden okyanusun derinliklerine doğru batmaya başlar. Bu nedenle OMZ, onu geçebilen her türlü organik madde için bir koruyucu sınır oluşturur.
Daha derinlere inildikçe oksijen seviyesi tekrar yükselmeye başlar ve aerobik bakteriler de tekrar çalışmaya başlarlar. Ancak bu derinliklerde oluşan CO2’in yüzeye doğru yükselen akımlarla tekrar atmosfere karışması yüz yıllar alır.
Bilim insanları şimdiye dek, yüzeye yakın üretilen organik maddelerin çoğunun OMZ’den geçtiğini düşündü. Bu nedenle CO2 üretiminin çoğu derin okyanusta gerçekleşmeliydi. Yani atmosferimize ancak çok uzun süre içinde tekrar karışabilecek olan türden.
Yeni sonuçlar pek de iyimser değil
Ancak araştırmacıların ölçümleri bunun yalnızca beklenenin % 15’i kadar olduğunu, geri kalan organik materyalin ise OMZ’nin üstünde CO2’e dönüştüğünü gösterdi.
Çalışmanın baş yazarı olan Lamont — Doherty’den Yüksek Lisans öğrencisi Frank Pavia, “İnsanlar sığ bölgelerde daha fazla CO2 yenilenmesinin olabileceğini düşünmüyorlardı” diyor ve ekliyor:
“Bunun böyle olması, kafamızdaki modelin tamamen düşündüğümüz gibi çalışmadığını gösteriyor.”
Bu önemsenecek bir durum, çünkü araştırmacılar; okyanuslar ılıkken OMZ’lerin hem geniş alanlara yatay olarak, hem de yüzey doğru dikey olarak yayılacağını öngörmekteler. Geleneksel bakış açısına göre bu iyi bir şey, çünkü böylelikle daha fazla organik maddenin o güvenli bölgelerde sıkışıp derin okyanusa ulaşmalarını sağlarlar.
Bununla birlikte yeni çalışmada elde edilen sonuçlar gösteriyor ki; OMZ’ler yayıldıkça, üstlerinde oluşan güçlü CO2 üretimi de onlarla birlikte artacak. Bu da OMZ’lerin alt bölgelerin herhangi bir organik maddenin hapsolmasını önleyecek.
Pavia hangi etkinin daha güçlü olabileceği konusunda henüz bir sonuca ulaşabilmiş değil. OMZ’lerin yayılmasıyla birlikte daha fazla organik madde güven içinde derinlere mi batacak, yoksa OMZ’lerin üstündeki artan CO2 üretimi mi baskın olacak?
Ancak bu keşif, şimdiden OMZ’lerin yayılmalarının pek de iyi olmayabileceği konusunda imalarda bulunuyor.
Çalışmanın orijinaline ulaşmak için aşağıdaki bağlantıyı kullanabilirsiniz.
Frank J. Pavia, Robert F. Anderson, Phoebe J. Lam, B. B. Cael, Sebastian M. Vivancos, Martin Q. Fleisher, Yanbin Lu, Pu Zhang, Hai Cheng, R. Lawrence Edwards. Shallow particulate organic carbon regeneration in the South Pacific Ocean. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2019; 201901863 DOI: 10.1073/pnas.1901863116