Araştırmacılar, Arktik Okyanusu'nun bir zamanlar atmosfere önemli miktarda sera gazı saldığını ve bu durumun gelecekte de tekrar yaşanabileceği konusunda uyarıyor. Metan (CH4), Dünya atmosferinde ısıyı tutma kapasitesi açısından karbondioksitten (CO2) sonra ikinci sırada yer alıyor. Son yıllarda insan kaynaklı sera gazı emisyonlarının artmasıyla atmosferdeki metan seviyelerinde önemli bir yükseliş gözlemleniyor. Ancak bilim insanları, gezegenimiz ısınmaya devam ettikçe metan döngüsünün nasıl tepki vereceği konusunda henüz kesin bir sonuca varmış değil.
Yakın zamanda yayımlanan bir araştırmada, bilim insanları günümüz iklim değişikliğiyle ilgili ipuçları bulmak amacıyla Dünya'nın geçmişindeki metan döngüsünü inceledi. Araştırmacılar, yaklaşık 56 milyon yıl önce yaşanan ve Paleosen-Eosen Termal Maksimum (PETM) olarak bilinen hızlı ısınma ve okyanus asitlenmesi dönemine odaklandı. PETM, günümüzde yaşanan küresel ısınmaya benzer şekilde, Dünya'nın karbon döngüsündeki bozulmalardan kaynaklanan büyük bir iklim değişiminin en belirgin örneklerinden biri olarak kabul ediliyor.
Daha önceki çalışmalar, PETM döneminde okyanuslara ve atmosfere yayılan CO2 ve CH4'ün o döneme ait sedimanter kayaçlarda belirgin jeokimyasal izler bıraktığını ortaya koymuştu. Ancak 30 yıllık araştırmaya rağmen, bu gazların tam olarak nereden kaynaklandığına dair kesin bir bilgiye ulaşılamamıştı.
Araştırmacılar, PETM sırasındaki karbon döngüsünün nasıl işlediğini anlamak için Arktik Okyanusu'nun merkezinden alınan yaklaşık 15 metre uzunluğundaki bir deniz sedimanı çekirdeğini inceledi. Bu çekirdek, PETM ısınma olayını ve sonrasındaki iklimin yeniden dengeye oturduğu dönemi kapsıyor.
Çekirdek örneklerinden elde edilen organik moleküllerin analiziyle, sedimanların biriktiği dönemde deniz tabanında yaşayan mikroorganizmaların türleri ve bu mikroorganizmaların neyle beslendiği belirlendi. Metan, karbondioksite göre daha hafif karbon izotoplarına sahip olduğundan, metan tüketen mikroorganizmalar karakteristiği daha hafif karbon izotoplarına sahip biyolojik belirteçler üretiyor. Araştırmacılar, bu biyolojik belirteçleri takip ederek PETM sırasında Arktik Okyanusu'ndaki baskın metan tüketen mikroorganizmaların değiştiğini tespit etti.
PETM öncesinde, metanın deniz tabanının derinliklerinde oluştuğu ve sülfatı oksijen yerine kullanan anaerobik metan oksidasyonu (AOM) süreciyle mikroorganizmalar tarafından tüketildiği düşünülüyor. Ancak PETM sırasında, AOM mikroorganizmalarına ait biyolojik belirteçlerde bir azalma gözlemlendi. Günümüzde AOM, deniz sedimanlarındaki metanın büyük çoğunluğunu tüketiyor çünkü modern okyanuslarda sülfat bol miktarda bulunuyor. Ancak bilim insanları, PETM sırasında sülfat seviyelerinin önemli ölçüde daha düşük olduğunu ve bu nedenle AOM mikroorganizmalarının metan tüketiminin sınırlı kaldığını düşünüyor. Araştırmacılar, PETM sırasındaki büyük bir metan salımının, sedimanlardaki AOM biyofiltresini aşarak metanın deniz suyuna salınmasına neden olmuş olabileceğini öne sürüyor.
Metan su sütununa ulaştığında, biyolojik belirteçler farklı bir mikroorganizma grubunun devreye girdiğini gösterdi. Bu mikroorganizmalar, aerobik metan oksidasyonu (AeOM) adı verilen ve oksijen kullanarak metan tüketen bir süreci gerçekleştiriyor.
Araştırmacılar, bu değişimin Arktik'i PETM ısınmasının başlangıcından sonra önemli bir CO2 kaynağına dönüştürmüş olabileceğini düşünüyor. AOM sürecinin, okyanusları tamponlayan ve pH'ı dengelemeye yardımcı olan bikarbonat bileşiği ürettiği, buna karşılık AeOM sürecinin CO2 salarak ısınmaya ve okyanus asitlenmesine katkıda bulunduğu belirtiliyor. AeOM mikroorganizmaları ayrıca O2 tüketerek, sülfata aç olan diğer oksijene duyarlı organizmaların yayılmasına olanak tanıyor ve bu da AOM mikroorganizmalarını daha da zayıflatıyor.
Araştırmanın baş yazarı, metanın bu şekilde bir 'anahtar' değiştirmesinin günümüzde iklim değişikliğini hızlandırıp hızlandıramayacağı sorusuna, bunun mümkün ve yüksek ihtimal olduğunu belirtti. Arktik Okyanusu'nun ısınması ve tatlanmasıyla birlikte daha fazla oksijen tüketimi olacağı ve bunun da metan döngüsünde benzer değişikliklere yol açabileceği ifade ediliyor.
Bununla birlikte, bazı bilim insanları bu konuda daha temkinli yaklaşıyor. Geçmişte Arktik'in bir karbon kaynağı haline gelmesine neden olan faktörlerin gelecekte doğrudan geçerli olmayabileceği, okyanusun küresel okyanustan daha kapalı olması ve okyanus kimyasının farklılık göstermesi gibi nedenlerle bu durumun tam olarak tekrarlanamayabileceği belirtiliyor.
Bu bulgular, karbon döngüsü geri bildirimlerinin ısınmayı artırabileceği veya uzatabileceği konusunda bir uyarı olarak değerlendiriliyor. Günümüzde karbon döngüsü geri bildirimlerinin tam olarak anlaşılamadığı ve gelecekteki etkilerinin tam olarak tahmin edilemediği vurgulanıyor.
