[syngnathidae]

KÜRESEL ISINMA

“Küresel ısınma” denince, bütün dünyada sıcaklığın sistematik bir şekilde artması süreci anlaşılmaktadır. Bu yolla bir iklim değişikliği meydana gelmektedir. Çünkü sıcaklık artınca buharlaşma artar, yağışlar ve hava hareketleri değişir. Küresel iklim değişikliğini; belirli olmayan zamanlarda meydana gelen hava halleri değişikliği ile karıştırmamak gerekir. Örneğin belirsiz zamanlarda veya herhangi bir mevsimde meydana gelen kuraklık (örneğin bizde kış kuraklığı) veya yaz kuraklığı olan bölgelerde yağışlı yazlar olayı “hava değişikliği” olarak nitelenir yani iklim değişikliği değildir. O nedenle son 10-15 yıl içinde, sıcaklığın bütün dünyada sistematik olarak artışı, 1983 yılından itibaren ölçmelerle belirlenmiştir. Son yüzyılın en sıcak ve en kurak yazları son 8 – 10 yıl içinde yaşanmıştır. Sıcaklık ölçümleri ile elde edilen bu sonuçları, bazı buzul erime olayları da desteklemektedir. Örneğin, güney kutbundan şimdiye kadar görülmemiş büyüklükte buzul parçalarının koparak ayrılması, İzlanda Buzul’larının son 30 yılda şimdiye kadar görülmeyen bir hızla erimeleri, Himalaya ve Alpler’de cereyan eden buzul erimesi süreçleri gibi dünya üzerinde yaygın olarak görülen süreçler “Küresel Isınma” gerçeğinin yadsınamaz kanıtlarıdır.

İnsanlığın yerleşik yaşama geçişinden bu yana, dünya iklimi neredeyse değişmeyen bir gidiş izliyor; sıcaklıklarda herhangi bir ciddi değişim olmuyor. Bu nedenle bizler de gerek hava sıcaklıklarının gerekse iklim desenlerinin dünya tarihi boyunca hep aynı kaldığını, değişmediğini düşünüyoruz. Ne var ki iklimbilimcilerin bulguları hiç de böyle olmadığını gösteriyor. Gerçekte dünya iklim sistemi, durgun bir yapıda olmaktan çok uzak. Yüzlerce milyon yıllık sıcak dönemler, bunların ardından gelen onlarca milyon yıllık soğuk dönemler; soğuk dönemlerin içinde yüz bin yıllık periyodlarda ve yaklaşık on bin yıl süren ılık vahalar ve bunların içinde de onlarca ya da yüzlerce yıl süren görece hafif, soğuklu sıcaklı birçok dönem var. Kısacası dünya zaman zaman değişen sürelerle hem ısınıyor hem de sonra yeniden soğuyor.

Örneğin son bir milyar yıl içinde yaklaşık 250 milyon yıl süren sıcak dönemlerin ardından gelen dört büyük soğuk dönem oldu. Sıcak dönemlerde, dünyanın ortalama sıcaklığının 22°C kadar olduğu sanılıyor; bugünkünden 7°C daha fazla! Bu dönemlerde kıtalar bugünkü yerlerine oturmamıştır. Karaların iç bölgelerinde ılık ve sığ denizlerle bataklıklar vardır; deniz düzeyleri yüksektir, kutuplarda buz bulunmaz; oraları da bitkiler ve ormanlarla kaplıdır. Bu sıcak dönemler, bir süre sonra soğuk ama daha kısa süren dönemlerle kesiliyorlar. Bu köklü iklim değişimi de birkaç yüz yıl gibi kısa bir sürede oluyor.

Gezegenimiz, son olarak, yaklaşık elli milyon yıl önce soğuk bir döneme girdi. Aslında su anda hala onun içindeyiz. Bu dönemde hava sıcaklıkları düştü, kutuplardan başlayarak orta enlemlere değin uzanan buz tabakaları kapladı dünyayı. Canlıların doğal yaşam alanları değişti. Yeni koşullara uyum sağlayamayan türler yok oldu; yeni türler ortaya çıktı. Bu soğuk çağda, yüz bin yıl arayla görülen ve yaklaşık on bin yıl süren kısa dönemlerin dışında dünya sürekli soğuk oldu.

Peki bu periyodik ısınma ve soğumaların nedeni nedir? 250 milyon yıllık sıcak ya da yüz bin yıllık soğuk dönemlere yol açan güçlü etkiler nelerdir? iklimbilimciler de çok uzun zamandır bu sorulara yanıt arıyorlar, ilk soruya daha yanıt bulabilmiş değiller. Ancak ikincisi için bazı ipuçları var.

1930'lu yıllarda Sırp bilim adamı Milutin Milankoviç, Dünya'nın Güneş çevresindeki elips biçimli yörüngesinin, 95 000 yılda bir basıklaştığını gösterdi. Bu periyod akla hemen, yüz bin yıllık buz çağlarını getiriyor. Yörüngedeki bu değişimin yanı sıra Milankoviç, Dünya'nın ekseninde de 41 000 yıllık periyodu olan doğrusal bir kayma ile 23 000 yıllık periyodu olan dairesel bir sapma daha olduğunu buldu. Günümüz bilim adamları Dünya'nın bu hareketlerim bilmekle birlikte, bunların Dünya'nın değişken iklimiyle olan ilişkisini daha tam olarak kuramadılar.

Kimi iklimbilimciler, kıta kayma hareketlerinin ve dağ oluşumlarmın iklim değişimlerinde bir etkisi olabileceğini düşünüyor. Çünkü bu tür hareketler okyanuslardaki akıntı sistemlerini ve atmosferdeki rüzgarları etkiler. Kimi bilim adamları da yanardağ etkinliklerindeki periyodik bir aşırılığın iklim sistemini etkileyebileceğini savunuyorlar. Yanardağ patlamalarıyla atmosfere çok büyük miktarlarda toz yükselir. Bu tozlar, güneş ışınlarının geçişini engelleyen bir tabaka oluşturur ve böylece dünyanın sıcaklığı da düşer. 1991'de Filipinler'deki Pinatubo yanardağının patlaması yüzünden bir yıl boyunca dünyanın ortalama sıcaklığı 1°C kadar düşmüştü. Bunlardan başka Güneş lekeleriyle iklim olayları arasında bir ilişki arayan bilim adamları da var. Gerçekten de Güneş'in manyetik alanındaki değişimler ve Güneş lekeleri, yayılan enerji miktarını etkiler. Bu da doğal olarak Dünya'nın aldığı enerji miktannın değişmesine yol açar.

Soğuma ve ısınmaların nedenleri daha anlaşılabilmiş değil; ama son bir milyon yılda dünyayı en azından dokuz kez buz tabakalarının kapladığı biliniyor. Bugün aslında, bundan elli milyon yıl önce başlamış olan soğuk dönemin içindeki kısa süreli sıcak vahalardan birindeyiz: Büyük bir olasılıkla da vahanın sonu görünmeye başladı. Amerika ve Avrupa'nın ortalarına değin gelen buz tabakaları, bundan 18 000 ile 14 000 yıl önce çekilmeye başladılar. Buzların çekilmesi ısınmanın ilk belirtileriydi. Bu kısa ılık dönemin en yüksek sıcaklıklarına 8000 yıl kadar önce ulaşıldı; hava bugünkünden yalnızca 1-2°C daha sıcakti. Dört bin yıl kadar önce sıcaklık düşüşleri başladı. Tabii ki arada kısa süreli görece ılık dönemler oldu. Örneğin bin yıllarındaki böyle bir ısınma sırasında, Vikingler Izlanda'ya ve o zamanlar yeşil olan Grönland'a gidip koloniler kurdular; hatta Amerika'ya bile gittiler. Ama sonra soğukların geri gelmesiyle Grönland buzla kaplandı ve koloniler de çöktü.

Bilim adamlarına göre dünya şu anda artık soğuma eğiliminde olmalı. Ancak son yüz elli yıllık gözlemler, bir şeylerin sanki ters gittiğini gösteriyor. On dokuzuncu yüzyılın ortalarından 1940'a değin, dünyanın özellikle kuzey yarım küresinde belirgin bir ısınma gözlenmişti. Sonra, 1940'tan başlayıp 1960'lı yılların sonuna değin süren yaklaşık 0,25°C'lik bir soğuma yaşandı. Bu dönemde Alaska ve İskandinavya'daki buzulların geri çekilmesi durdu. Hatta isviçre'dekiler ilerlemeye bile başladılar. Ne var ki 1970'li yıllarda dünya yeniden ısınmaya başladı. Kasım 1976'da iklimbilimci Dr. Wallace S. Broecker "Yirmi-otuz yıl sürecek, hızlı bir ısınma döneminin başında olabiliriz. Eğer doğal soğuma eğilimi sona erdiyse, küresel sıcaklık büyük bir artış gösterecektir... bu ısınma 2000 yılında, dünyanın ortalama sıcaklığını son bin yılın en üst düzeyine çıkartabilir" demişti. Bugünkü durum ortada: Ağaç halkaları, buz örnekleri, mercanlar ve okyanus tabanlarından alınan örnekler üzerinde yapılan incelemeler, 1997 yılının son 1200 yıllık dönem içindeki en sıcak yıl olduğunu ortaya koydu. 1998 ise 1997'den bile daha sıcak geçti.

Isınıyoruz

Bugün dünyanın en soğuk bölgesi neresidir sorusuna verilecek yanıt, kuşkusuz Antarktika'dır. Avustralya'nın iki katı büyüklüğündeki bu kıtanın hemen hemen tümü (% 98) buzla kaplıdır. Yaklaşık yüz milyon yıl önce süper kıta Gondwana'dan kopan kıta yavaş yavaş bugünkü yerine oturdu. Oluşumundan sonra çok uzun bir süre üzerinde buz bulunmayan Antarktika'da yaklaşık on beş milyon yıldır değişmeyen bir buz takkesi bulunuyor.
Kıtayı kaplayan buz tabakası, gelen güneş ışınlarının %80-85'ini geri yansıtır. Antarktika'nın günümüzde bu denli soğuk olmasının temel nedeni budur. Buz tabakasının ortalama kalınlığı 1,5 km'dir ama bu kalınlığın 4,5 km'yi aştığı yerler de vardır. Dünyadaki buzların % 90'ı (yaklaşık 30 milyon kilometreküp), Antarktika'da bulunur ve bu buzlar, dünyadaki temiz suların % 70'ini içerir.
Bu yapısıyla, Antarktika'nın dünya iklimi içinde önemli bir yeri vardır. Her şeyden önce kıta, dünya iklim sisteminin soğutucu birimidir. Soğutma etkisinin dünya rüzgar desenlerinin oluşumunda önemli bir yeri vardır. Bu etkinin yanı sıra Antarktika'nın okyanusla olan ilişkisi de çok önemlidir.

Dünyadaki iklimin en önemli öğelerinden biri de bilim adamlarının taşıyıcı bant adını verdikleri okyanus akıntı sistemidir. Mobius şeridine benzer biçimdeki akıntı, kimi zaman dipten kimi zaman da yüzeyden gider. Dünyadaki tüm ırmaklarda akan suların yirmi katı kadar su taşıyan bu akıntı sistemi izlanda yakınlarında soğur ve yoğunlaşarak dibe batar. Yön değiştiren akıntı dipten, güneye, Afrika'ya, doğru ilerler.
Afrika'nın güneyinde, Antarktika yakınlarında, akıntı iki kola ayrılır. Kollardan biri Avustralya'nın .doğusundan geçerek Pasifik Okyanusu'nun kuzeyine yönelir. Yol boyunca ısınır ve yüzeye çıkar; sonra ABD'nin batı kıyılarını izleyerek güneye iner ve Avustralya'nın kuzeyinden geçer. Öteki kol Hint Okyanusu'nda bir çember çizer; ısınan ve yüzeyden akan sular Avustralya'nın batisında birinci kolla birleşir. Ondan sonra taşıyıcı bant tek bir büyük kol biçirninde Afrika'nın batisından geçerek kuzeye yönelir. Yol boyunca buharlaşma nedeniyle suları azalan akıntının tuz oranı yükselmiştir; kuzeye yaklaştıkça da. soğur, izlanda yakınlarında bu soğuk ve yoğun sular dibe batar. Böylece döngü tamamlanır.


Taşıyıcı bant, okyanuslar arasında su ve ısı alışverişini sağlar. Bu sistem sayesinde Pasifik ve Hint Okyanuslarının sıcak suları Atlantik'e taşınır. Bu sırada yüzeyden giden akıntının üzerindeki hava da ısınır ve akıntının yakınından geçtiği karaların iklimi yumuşar. Örneğin Kuzeybatı Avrupa, taşıyıcı bant sayesinde yaklaşık 10°C daha sıcak olur.
Güney yarımkürede yaz mevsimi geldiğinde, Antarktika'da eriyen buzların soğuk suları da dibe çöker ve taşıyıcı banta katılır; sonra da kuzeye yönelir. Bu nedenle Antarktika, hem soğukluğu hem de taşıyıcı banta aktardığı soğuk suları nedeniyle dünya iklim sisteminin dengesi açısından çok önemlidir.
Son yıllarda bilim adamları kıtanın iç bölgelerinin aldığı yağış miktarında bir artış, bunun yanında kıyılarındaki buz hacminde de bir azalış gözlüyorlar. Buz hacmindeki benzer bir azalma Arktik Denizi'yle dünyanın orta ve alçak enlemlerindeki buzullarda da kendini gösteriyor. Örneğin Afrika'da Kilimanjaro Dağı'ndaki buzul, 20. yüzyılda kütlesinin yaklaşık dörtte üçünü yitirdi. Aynı dönemde Kafkaslardaki buzulların kütlesi yarıya indi. Çin-Rusya sınırında, Tiyen Şan Dağları'ndaki buzullarsa son kırk yılda yaklaşık % 20 küçüldüler.
Yirminci yüzyılda denizlerin düzeyi 10-25 cm kadar yükseldi ve günümüzde de her yıl yaklaşık 2 mm yükseliyor. Bunun 0,2-0,6 mm kadarı okyanusların ısıl genleşmesinden (tıpkı yazın ısınan elektrik hatlarının sarkması gibi) kaynaklanıyor. Yükselmenin geri kalan bölümünün, buzların ve buzulların erimesi yüzünden olduğu sanılıyor. Bilim adamları bu durumu kaygıyla izliyorlar. Ama onları daha da kaygılandıran olay, buzulların erime hızının son yıllarda giderek artıyor olması. Örneğin Yeni Zelanda'daki buzullar yalnızca yirmi yılda kütlelerinin dörtte birini yitirdiler, İspanya'da 1980'de yirmi yedi olan buzul sayısı bugün on üçe düşmüş durumda. Peru Andları'ndaki Qori Kalis buzulu, 1963-78 yılları arasında, yılda dört metre kadar geri çekilirken, 1995'te buzulun yıllık geri çekilme hızı otuz metreye ulaştı. Bilim adamlarına göre buzullardaki bu erime, bir tek şeyi gösteriyor; küresel bir sıcaklık artışını.

Sıcaklık artişının tek göstergesi buzulların erimesi değil kuşkusuz. Göllerin su sıcaklıklarındaki artışlar ya da atmosferde sıcaklığın 0°C'ye düştüğü yüksekliğin, 1970'ten bu vana her yıl, 4,5 m kadar artması da birer gösterge. Ancak dünya sıcaklığındaki artışı, en belirgin olarak gözler önüne seren kanıt, yaklaşık 140 yıldır dünyanın birçok yerinde tutulan sıcaklık kayıtları. Bu kayıtlar incelendiğinde, 1860-2000 yılları arasında küresel sıcaklığın yaklaşık 0,5-0,7°C yükselmiş olduğu görülüyor. Sıcaklığın en hızlı arttığı dönem de son yirmi yıllık dönem.

Bir dereceden bile küçük bu artışın aslında pek de önemli bir artış olmadığı düşünülebilir. Ancak 1500'lü yıllarda başlayıp 1800'lü yıllara değin süren ve Avrupa'da Küçük Buz Çağı olarak anılan soğuk dönemde, ortalama küresel sıcaklık, bugünkü değerinin yalnızca 1°C altındaydı. Günümüzden 12 000 yıl kadar önce sona eren son buzul çağındaysa dünyanın ortalama sıcaklığı bugünkü düzeyinden yalnızca 5°C daha düşüktü. Bize sayı olarak pek küçük gelen bu sıcaklık değişimlerinin, iklim kuşakları, canlıların doğal yaşam alanları ve insanların toplumsal yaşamları üzerinde gerçekte büyük etkileri olur.


Atmosfer

Güneş sisteminde, Merkür dışındaki tüm gezegenlerde, hatta kimi gezegenlerin uydularında bile atmosfer bulunur. Bu atmosferlerin kalınlığı, içerdiği gazlar ve yapısı gezegenden gezegene değişir. Örneğin Mars'ta, karbon dioksitten (CO2) oluşan ince ve soğuk bir atmosfer vardır. Öte yandan Venüs'te başta yine CO2 olmak üzere, azot, kükürt dioksit ve su buharından oluşan çok yoğun ve sıcak bir atmosfer bulunur. Mars'ın yüzey sıcaklığı -130°C'ye kadar düşerken Venüs'te sıcaklık 500°C kadardır. Mars'ın atmosferi çok incedir ve Güneş'ten gelen yüksek enerjili morötesi ışınları engelleyecek bir yapıda değildir. Öte yandan Venüs'ün atmosferindeki bulut tabakası öylesine kalındır ki yüzeyden Güneş'i görmek olanaksızdır. Her iki gezegenin atmosferi de bugün için hem insanlar hem de Dünya'daki başka canlılar açısından -kimi mikroorganizmalar dışında- bu gezegenleri yaşanamaz kılıyor. Yeryüzünde yaşam, atmosferimizin oluşturduğu uygun koşullar sayesinde başlamış ve onun değişimleriyle birlikte evrim geçirerek biçimlenmiştir.

Bilim adamları, oluşumunun ilk aşamalarında Dünya'nın bir atmosferi bulunmadığını düşünüyorlar. Tektonik hareketlerin sonucunda Dünya'nın iç kısımlarından gelen gazların zamanla bir atmosfer oluşturduğu var sayılıyor. Bu ilk atmosferin içeriği ve yapısı bugünkünden çok farklıydı. Örneğin oksijen yok denecek kadar azdı; bir ozon tabakası da yoktu.

Günümüzde dünya atmosferim oluşturan temel gazlar azot (N2) ve oksijendir (O2). Bu iki gazın yanı sıra argon (Ar), karbon dioksit (CO2), metan (CH4), su buharı (H2O), eser miktarda başka gazlar ve havada asılı küçük parçacıklar, ayresoller, bulunur. Atmosferimiz, birbirinen farklı özellikler gösteren katmanlardan oluşur. Gazların, her katmandaki oranları değişiktir. Ama ilk yüz kilometre boyunca azotun (% 78) ve oksijenin (%20,5) oranları pek değişmez. Yükseklik arttıkça katmanlardaki gazların yoğunluğu (metreküpteki atom ya da molekül sayışı) da düşer.

Atmosferin ilk ve en yoğun tabakası troposferdir. Troposferin kalınlığı yalnızca 10-15 km'dir ama atmosferdeki gaz kütlesinin % 85'i de bu katmanda bulunur. Burada yükseklik arttıkça sıcaklık azalır; en üst kısımları -60°C kadardır. Atmosferdeki su buharının hemen hemen tümü buradadır. Troposferin üzerinde yaklaşık 50 km kalınlığındaki, kuru ve daha az yoğun stratosfer yer alır. Stratosferin ilginç bir özelliği vardır; troposferin tersine, sıcaklık yükseklikle birlikte artar. Güneş'ten gelen morötesi ışınlar, stratosferin üst kısımlarındaki (35-48 km arası) iki atomlu oksijen moleküllerini parçalar. Ama oksijen atomları, bu kez ozon (03) oluşturacak biçimde yeniden birleşirler. Oluşan ozon tabakası, Güneş'ten gelen ve Dünya'daki yaşam için tehlikeli olan morötesi ışınların geçişini engeller. Stratosferden sonra sırasıyla mezosfer, termosfer ve iyonosferyer alır.

Uzaydan bakıldığında, dünyamızın yaydığı enerjinin dalgaboyuyla, -18°C'deki bir cisimden yayılan enerjinin dalgaboyunun aynı olduğu görülür. Ne var ki Dünya'da ortalama yüzey sıcaklığı 15°C'dir. Bu durum, ısının yer yüzüyle atmosferin alt katmanları arasında tutulduğunu gösterir. Gerçekten de Güneş'ten Dünya'ya gelen enerji, troposferde tutulur. Atmosfer olayları diye adlandırdığımız rüzgar, yağmur, dolu, fırtına vb. olaylar hep bu en alt ve en yoğun tabakada olur.

Sera Etkisi

Güneş'in iç bölgelerinde oluşan füzyon tepkimeleri sırasında, çok büyük miktarlarda enerji açığa çıkar. Bu enerji yavaş yavaş Güneş'in yüzeyine doğru iletilir ve oradan da bütün dalgaboylarındaki elektromanyetik dalgalar biçiminde uzaya yayılır. Güneş sistemindeki gezegenler, büyüklüklerine ve Güneş'e olan uzaklıklarına göre, bu enerjinin küçük bir bölümünü paylaşırlar geri kalanı, uzayda yayılmayı sürdürür.

Dünya'ya gelen ışınların yaklaşık dörtte biri, bulutlardan yansıyarak uzaya döner. Geri kalan enerjinin yaklaşık dörtte birini (% 28) stratosferdeki ozon tabakasıyla troposferdeki bulutlar ve su buharı soğurur. Atmosferin soğurduğu ışınların % 90'ı bizim göremediğimiz kızılötesi ve morötesi ışınlar, % 10'u da görünür ışındır. Bir başka deyişle atmosfer, Güneş'ten gelen görünür ışınların onda dokuzunun yeryüzüne geçişini engellemez. Yeryüzüne ulaşan bu ışınlar da onu ısıtır. Tropikal kuşaktan yükselen sıcak hava kutuplara doğru, soğuk kutup havası da yüzeye inip ekvatora doğru yönelir. Böylece atmosfer olayları, su çevrimi, karbon çevrimi vb. süreçler isteyerek dünyada yaşamın sürmesi sağlanır.

Gelen ışınlarla ısınan Dünya, tıpkı dev bir radyatör gibi davranmaya başlar. Ancak bu ısıyı Güneş gibi tüm dalgaboylarında yayamaz; yalnızca kızılötesi ışınlar biçiminde yayabilir. Ne ki yüzeyden yayılan bu ışınların yalnızca küçük bir bölümü uzaya gidebilir. Çünkü atmosferdeki su buharı, karbondioksit ve metan molekülleri bu ışınları soğurur; sonra da yüzeye doğru yansıtır. Böylece Dünya'nın yüzeyi ve troposfer, olması gerekenden daha sıcak olur. Bu olay, Güneş ışınlarıyla ısınan ama içindeki ısıyı dışarıya bırakmayan seraları andırır ve bu nedenle de doğal sera etkisi olarak bilinir.

Bu sürecin başlıca aktörleri olan, su buharı, karbon dioksit ve metan da sera etkisi yapan gazlar ya da kısaca sera gazları olarak anılırlar. Bunların yanı sıra azot oksit (N2O) ve kloroflorokarbonlar (CFC) da sera etkisi yapar. Ancak bunların atmosferdeki oranları çok küçüktür.

Dengeli bir sera etkisinin Dünya'daki yaşam için büyük bir önemi vardır. Çünkü dünyayı sıcak ve yaşanabilir kılar. Eğer bu etki olmasaydı yeryüzünde ortalama sıcaklık -18°C dolayında olurdu. Tıpkı Mars'takine benzer bir durum. Öte yandan şiddetli bir sera etkisi de Dünya'yı çok sıcak bir gezegen yapabilir; tıpkı Venüs gibi. Sera etkisinin, Dünya'yı olduğundan daha sıcak yapmasının yalnızca insan için değil tüm canlı türleri için yaşamsal bir önemi vardır. Hatta Dünya'da yaşamın başlamasının bile sera etkisiyle belki bir ilişkisi olabilir.
1970'li yılların başında ABD'deki Corneli Üniversitesi'nden iki bilim adamı, Cari Sagan ve George H. Mullen, ilginç bir düşünce ortaya attılar. Dünya'da okyanusların yaklaşık 3,8 milyar yıldır var olduğu ve en basit yaşam biçimlerinin de bu okyanuslarda yaklaşık 3,5 milyar yıl önce ortaya çıktığı tahmin ediliyor. Ayrıca aynı dönemde oluşumunun ilk aşamalarındaki Güneş'in, bugünkünden % 30 daha sönük olduğu ve çevresine daha az enerji yaydığı da biliniyor. Sagan ve Mullen'in düşüncesine göre, o dönemde Güneş'ten gelen enerji miktarı, Dünya'yı bugünkü gibi ısitamayacak ve okyanuslardaki suların da sıvı olarak bulunmasına olanak vermeyecek denli azdı. Bu durumda okyanusların donması ve yaşamın da ortaya hiç çıkamaması gerekirdi. Ama hiç de öyle olmadı. Çünkü o dönemde atmosferin yapısı ve içeriği bugünkünden çok farklıydı. Güneş'ten gelen yetersiz enerjiye karşın Dünya'nın yüzeyi, suların sıvı kalmasını sağlayacak denli sıcakti. Bunun nedeni de günümüzdekinden çok daha şiddetli bir sera etkisinin yaşanıyor olmasıydı. O dönemde atmosferdeki CO2 oranı bugünkü düzeyinin 100-1000 katiydı. Zamanla oksijen üreten alglerin ve fotosentez yapan kara bitkilerinin ortaya çıkmasıyla bu oran giderek düştü. Atmosferin içeriği değişmeye başladı; canlılar sayesinde atmosferdeki karbon dioksit sürekli azalırken oksijen miktarı artti.

Bu düşüncenin kanitlanması olanaklı değil. Kuşkusuz başka bilim adamları sera etkisini dışlayan değişik senaryolar üretebilir. Ama Sagan'la Mullen'in senaryosunda aksayan bir yan da yok. Atmosferimizin içeriğinin, milyarlarca yıllık dünya tarihi boyunca zaman zaman değişmiş olduğu artık herkesçe biliniyor. Hatta bunun somut bir örneğine, bugün bizler tanıklık ediyoruz; 20. yüzyıl boyunca sera gazlarının atmosferdeki oranları sürekli artti ve hala da artıyor. Bunlardaki artış da atmosferin ısı tutma kapasitesini arttırıyor ve böylece küresel sıcaklığın yükselmesine yol açıyor. Bu gazlar arasında en çekilişi su buharı. Dünyadaki sera etkisinin % 75'inin su buharından kaynaklandığı düşünülüyor. Bu durum, ilginç ve tehlikeli olabilecek bir kısır döngü oluşturuyor. Çünkü dünya ısındıkça okyanuslardan, deniz, göl ve ırmaklardan daha büyük miktarlarda su, buharlaşıp atmosfere karışır.

Atmosferdeki daha çok su buharı da sera etkisinin artması yani dünyanın biraz daha ısınması demektir. Ne ki insanların su çevrimi üzerinde yapabilecekleri doğrudan bir etki yok. Ama sera etkisini arttıran öteki gazların büyük bir bölümünü, insanlar üretiyor. Bunların başında da karbon dioksit geliyor.
On yedinci yüzyılın başlarında keşfedilen karbon dioksit, renksiz bir gaz. Atmosferde % 0,03 (on binde üç) oranında bulunuyor ve temel olarak, karbon içeren maddelerin (kömür, petrol, doğalgaz vb) yakılmasıyla, fermantasyonla, hayvan ve bitkilerin solumalarıyla üretiliyor.

Günümüzde bilim adamları, 1860'tan bu yana görülen yaklaşık 0,7°C'lik küresel ısınmanın % 60'lık bölümünden, karbon dioksitin sorumlu olduğu kanısındalar. Çünkü atmosferdeki karbon dioksit miktarı son 200 000 yılın en üst düzeyinde. Bu kadar fazla karbon dioksitin atmosfere karışmasından da kuşkusuz, otomobillerde, fabrikalarda, elektrik santrallarında vb. fosil yakıtları yakan insanlar sorumlu.

Gerçekte bu düşünce hiç de yeni değil. Daha 19. yüzyılın ortalarında, atmosferin bileşimindeki küçük değişimlerin bile büyük iklimsel değişikliklere yol açabileceği tahmin ediliyordu. Bu konu üzerinde çalışan ve atmosferdeki karbon dioksitin dünya iklim sistemine olan etkisini ilk fark eden, Nobel Ödüllü isveçli kimyacı Svante A. Arrhenius oldu. Arrhenius 19. yüzyılın sonlarında, karbon dioksit oranındaki değişimin, dünyanın yüzey sıcaklığım nasıl etkileyeceğini hesapladı. Onun hesaplarına göre karbon dioksit oranı iki katma çıkarsa, yaklaşık 6°C'lik bir küresel ısınma olacaktı! Arrhenius'un bulduğu değer, bugün iklimbilimcilerin öngörülerine oldukça yakın.

Bu konuya yönelik ilk pratik uygulamalar ancak 20. yüzyılın ortalarında gerçekleştirildi. Atmosferdeki karbon dioksit miktarının sistematik olarak gözlenmesine 1958'de başlandı. O yıllarda yapılan gözlemler, yaklaşık yüz yıllık bir dönemde atmosferdeki karbon dioksit miktarının % 25 oranında artmış olduğunu ortaya koydu. Bilim adamları, bu artışın temel nedenini fosil yakıtların kullanılması ve ormanların yok edilmesi gibi insan etkinlikleri olduğunu düşünüyor. Çünkü buz örnekleri üzerinde yapılan çalışmalar atmosferdeki karbon dioksit oranının binlerce yıldır değişmediğini ortaya koyuyor; ta ki Endüstri Devrimi başlayana dek.


Dünyanın kabuğu denince akla hemen, dünyanın iç kısmında sıvı durumundaki mantonun üzerinde bulunan ve kalınlığı yer yer 6 km ile 70 km arasında değişen katı bölüm, litosfer, gelir. Ne var ki bilim adamlarının Dünya'nın kabuğundan anladıkları daha farklıdır. Onlara göre kabuk, o katı bölüm, litosfer, ile birlikte hidrosferi (okyanuslar, denizler, göl ve ırmaklar), atmosferi ve buralarda yaşayan canlıları (biyosfer) da kapsar. Kabuğu oluşturan bu katı, sıvı ve gaz bölümler ve biyosfer birbirleriyle sürekli ve yoğun bir etkileşim içindedir. Bunlardan herhangi birindeki bir değişiklik ötekilerde de değişimlere yol açar. Karbon çevrimi, bu karşılıklı ilişkiyi ortaya koyan güzel ve somut bir örnektir.
Yaşam, havadaki karbon dioksitin, canlı organizmalardaki karbon temelli organik bileşiklere dönüşmesi üzerine kuruludur. Dünyadaki karbonun büyük bölümü kayalardadır. Ancak bun¬lardaki karbonun çevrime katılması çok uzun sürer. Öte yandan atmosferle hidrosfer arasında çok daha hızlı bir karbon alışverişi vardır. Atmosferdeki karbon dioksit suda çözünerek karbonik asit oluşturur; son¬ra sırasıyla bikarbonat ve karbo¬nat iyonlarına dönüşür. Suyun içinde yaşayan bitkiler fotosentez için suda çözünmüş olarak bulunan karbonatlardan ve karbon dioksitten yararlanırlar. Okyanuslar her yıl atmosferden yaklaşık 104 milyar ton karbon dioksit çeker ve 100 milyar ton kadar da karbon dioksit salar. Okyanusların karbon çevrimindeki etkisi bilinmekle birlikte bu çevrimde yer alırken hangi iç süreçlerin işlediği hala açıklığa kavuşmuş değil.
Karadaki bitkiler de fotosentez sırasında atmosferdeki karbon dioksiti alır ve karbon temelli bileşiklere çevirirler. Bunların bir bölümü metabolizmalarında kullanılır; geri kalan bölümü de depolanır. Bitkilerin depoladığı karbon, bitki yiyen hayvanlara geçer. Kara bitkileri fotosentez yoluyla her yıl yaklaşık 100 milyar ton karbon dioksiti atmosferden çeker. Bitkiler, hayvanlar ve toprak her yıl soluma yoluyla 100 milyar ton karbon dioksit salar.

Karbon, ağaç dokularında da depolanır. Kayalardan sonra karalardaki en büyük karbon deposu ormanlardır. Yaşayan ormanlar yeryüzündeki; geçmiş dönemlerde yaşamış ormanlar da yer altmdaki (kömür, petrol ve doğalgaz biçiminde) karbon depolarıdır. Dünyadaki doğal süreçlerin on milyonlarca yıldır depoladığı bu karbon stokları, yirminci yüzyıl boyunca insanlar tarafından çok hızlı bir biçimde atmosfere (karbon dioksit olarak) geri verilmiştir; hala da veriliyor. Öte yandan atmosferdeki karbon dioksit oranım düşürecek ormanlar da hızla yok ediliyor. Fosil yakıtların tüketimi ve ormansızlaştirma yüzünden her yıl atmosfere yaklaşık 7 milyar ton karbon dioksit salınıyor.

Şu anda atmosferde 750 milyar ton dolayında karbon dioksit bulunuyor. Bitkilerin, hayvanların ve toprağın soluması, fosil yakıtların kullanılması, ormansızlaştirma ve okyanus-atmosfer etkileşimi yüzünden her yıl yaklaşık 207 milyar ton karbon dioksit atmosfere salınıyor. Bu miktar her yıl artıyor. Öte yandan, kara bitkilerinin fotosentezi ve yine okyanus-atmosfer etkileşimi nedeniyle de yaklaşık 204 milyar ton karbon dioksit her yıl atmosferden çekiliyor. Bu durumda yılda 3 milyar ton dolayında karbon dioksit atmosfere ekleniyor. Bu da aslında insanların fosil yakıt kullanımı sonucunda atmosfere salınan karbon dioksit miktarına eşit. Ne var ki dünyadaki fosil yakıt rezervleri, atmosferdeki karbon dioksit düzeyini 5-10 katına çıkaracak denli fazla. Bilim adamlarının tahminlerine göre insanlar, yer altmdaki bu karbon stoklarını yavaş yavaş atmosfere aktaracak. 2050 yılında atmosferdeki karbon dioksit oranının 1850'deki düzeyin iki katına, 2100'de de üç katına çıkması bekleniyor.

Su buharı ve karbon dioksitle birlikte, dünyanın ısınmasına yol açan bir başka gaz da metan. Havadan hafif olan metan, renksiz ve kokusuz bir gaz ve atmosferde, karbon dioksit miktarının iki yüzde birinden daha az bulunuyor. Ama metan moleküllerinin ısı tutma yeteneği, karbon dioksit molekül¬lerinin 20 katıdır. Atmosferde kalış süresi de 10 yıl kadardır. Bilim adamları yaşadığımız küresel ısınmanın % 10-15'lik bölümünden atmosferdeki metanın sorumlu olduğunu düşünüyorlar. Atmosferdeki metan miktarı tıpkı karbon dioksit miktarı gibi biyolojik süreçlerden etkileniyor. Ölen bitki ve hayvanların anaerobik çözünmesi sırasında topraktaki bakterilerce ortaya çıkartılıyor. Bu nedenle de nemli topraklarda, pirinç tarlalarında, bataklık bölgelerde ve çöplüklerde bolca bulunur. Ayrıca doğal gazın % 50-90'ı metandır. Petrol, doğal gaz ve maden çıkarma çalışmaları sırasında da atmosfere metan karışır. Günümüzde atmosferdeki metan oranı 18. yüzyıldakinin 2,5 katıdır. Yapılan araştırmalar metan miktarının her yıl % l oranında arttığını gösteriyor. Küresel ısınma organik madde çözünümünü hızlandırdığı için bilim adamları metan miktarındaki bu artışın daha da hızlanacağını tahmin ediyorlar.

Kaynak: http://www.haberbilgi.com/bilim/cevr..._isinma01.html