Editörün Seçtikleriİklim KriziManşet

İklim krizi göl ekosistemlerini geri dönüşü olmayan bir şekilde değiştirebilir

Yeşil Gazete için çeviren: Esin İleri

*

Yeni bir araştırmaya göre, daha sıcak bir iklimde, göllerin “tabakalaşma dönemleri” -yani, suyun mevsimsel olarak katmanlara ayrılması- daha uzun sürecek.

Makalede, bu durumun göl ekosistemleri üzerinde “geniş kapsamlı etkileri” olabileceğini ve toksik alg (yosun) patlamalarına, kitlesel balık ölümlerine ve metan emisyonunun artmasına yol açabileceği ifade ediliyor.

Nature Communications’da yayımlanan araştırma, kuzey yarımküredeki ortalama mevsimsel göl tabakalaşma döneminin en düşük emisyon senaryosunda bile, yüzyıl sonuna gelindiğinde neredeyse iki hafta daha uzun sürebileceğini ortaya koydu. Çalışma, salımların yüksek olması durumunda tabakalaşmanın süresinin bir aydan fazla artabileceğini gösterdi.

Araştırmanın baş yazarı, Carbon Brief’e yaptığı açıklamada, tabakalaşma döneminin daha da uzaması halinde “bazı göl ekosistemlerinde yıkıcı değişiklikler ortaya çıkacağını, bunun da ekolojik topluluklar üzerinde geri dönüşü olmayan etkileri olabileceğini” ifade etti.

Araştırma, daha büyük göllerde çok daha büyük değişiklikler yaşanacağını da ortaya çıkardı. Örneğin, “yeri doldurulamaz bir biyoçeşitliliğe” ev sahipliği yapan ve aynı zamanda dünyanın en büyük tatlı su kaynaklarından biri olan Kuzey Amerika’daki Büyük Göller’in tabakalaşma dönemlerinde şimdiden “hızlı bir değişim” yaşandığı belgelendi.

‘Ağır sonuçlar’

İlkbaharda sıcaklığın yükselmesiyle birlikte birçok gölde “tabakalaşma” dönemi başlar. Sıcak hava gölün yüzeyini ısıtır: Suyun üst tabakası ısındığında alttaki daha soğuk su tabakaları ile ayrışır.

Birbirinden ayrışan tabakalar kolayca birbirine karışmaz ve bu katmanlar arasındaki ısı farkı ne kadar büyükse, birbirine karışma da o ölçüde az olur. Sıcak hava, ilkbahar ve sonbahar arasındaki dönemde, daha sıcak olan su yüzeyiyle alttaki daha soğuk su arasındaki ısı farkınının korunmasına yol açar: Göllerdeki tabakalaşma işte bu dönemde yaşanır.

İklim değişikliğinin, tabakalaşmanın daha erken başlayıp daha geç bitmesine sebep olacağını ortaya koyan makalenin baş yazarı, Avrupa Uzay Ajansı’ndan Dr. Richard Woolway, tabakalaşmanın etkilerinin “yaygın ve kapsamlı” olduğunu, ayrıca daha uzun tabakalaşma dönemlerinin ekosistemler üzerinde “geri dönüşü olmayan etkileri” olacağını söyledi.

Bir örnek vermek gerekirse, çalışma ekibinden olmayan ve Umea Üniversitesi İklim Etkileri Araştırma Merkezi‘nde doktora sonrası araştırmacı olarak görev yapan Dr. Dominic Vachon, tabakalaşmanın ayrışmış gaz ve parçacıkların su katmanları arasında hareket etmesini zorlaştıran bir “fiziksel bariyer” oluşturabileceğini belirtiyor.

Bu durum, su yüzeyindeki oksijenin gölün derinlerine ulaşmasını önleyebilir ve böylece, oksijen seviyelerinin daha düşük, solunumun ise daha zor olduğu derinliklerde “oksijensizleşmeye” yol açabilir.

Çalışmanın araştırmacıları arasında yer almayan ve Helmholtz Çevresel Araştırma Merkezi’nde çalışan Dr. Bertram Boehrer’e göre de oksijen tükenmesi “canlı organizmalar için ölümcül sonuçlar doğurabilir.”

Araştırma ekibinin başındaki Woolway, Carbon Brief’e yaptığı açıklamada, göllerin en derin yerlerindeki oksijen seviyesinin düşmesi ile birlikte balıkları sıcak yüzey sularında kapana kısılacağını ifade etti:

Balıklar, yaz aylarında yüzeydeki daha sıcak koşullardan -örneğin göldeki sıcak hava dalgasından- kaçmak için genellikle daha derin sulara göç ederler. Oksijen konsantrasyonu düşük olduğunda hayatta kalamazlar. Gölün derinlerinde oksijenin azalması, balıkların termal sığınağını ortadan kaldırır.”

Söz konusu çalışma, bu durumun göldeki yaşam için çok zararlı olabileceğini ve hatta “kitlesel balık ölümlerinde” bir artışa yol açabileceğini ortaya koyuyor.

Bununla birlikte, tabakalaşmanın etkileri balıklarla sınırlı değil. Çalışma, ilkbahardaki tabakalaşmanın daha erken gerçekleşmesinin, fitoplankton -bir tür yosun- topluluklarını daha erken büyümeye teşvik edebileceğini ve onları yiyecek için onlara bağlı olan türlerle uyumsuz hale getirebileceğini belirtiyor. Bu duruma “trofik uyumsuzluk” adı veriliyor.

Illinois Eyalet Üniversitesi‘nde coğrafya, jeoloji ve çevre alanlarında ders veren ve araştırma ekibine dahil olmayan Prof. Catherine O’Reilly, tabakalaşma döneminin uzamasının “zararlı alg çiçeklenmesi olasılığını da artırabileceğini” ekliyor.

İklim değişikliğinin göller üzerindeki etkisi ekosistemlerin ötesine uzanıyor. Araştırmaya göre, göllerdeki düşük oksijen seviyeleri, “küresel olarak önemli oranda göllerde ortaya çıkan ve oradan yayılan metan” üretimini artırabilir.

Woolway, ısı artışının daha büyük gezegen ısınma emisyonları anlamına geldiği göllerde, bu artışın pozitif bir iklim değişikliği geri bildirimi anlamına gelebileceğini ifade ediyor:

Suyun derinliklerindeki düşük oksijen seviyeleri, göl çökeltilerinde metan üretiminin artmasına sebep oluyor. Kabarcıklar ya da difüzyon yoluyla metanın gölün yüzeyine çıkmasıyla birlikte, pozitif bir iklim değişikliği geri bildirimi ortaya çıkıyor.”

 Tabakalaşma başlangıcı ve sonu

Araştırmayı yapanlar, göl tabakalaşma dönemlerindeki tarihsel değişimleri, “dünyanın en çok gözlem yapılan göllerinin” bazılarından edindikleri uzun vadeli gözlemsel verileri kullanarak ve bir dizi göl modellemesinde günlük simülasyonlar yaparak belirlediler.

Bunun dışında, göl tabakalaşma dönemlerinin gelecekte nasıl dönüşümler geçirebileceğini tespit etmek için üç farklı emisyon senaryosu oluşturdular. Bu araştırmada kuzey yarımküredeki göllere odaklanıldı.

Aşağıdaki grafik, 1970-1999 arasında göl tabakalaşmasında gözlemlenen ortalama değişime kıyasla 1900 ile 2099 yılları arasında ortaya çıkabilecek değişimi gösteriyor. Çizimde, geçmişte kaydedilmiş ölçümler siyah, düşük emisyonlu RCP2.6 senaryosu mavi, orta emisyonlu RCP6.0 senaryosu sarı ve yüksek emisyonlu RCP8.0 senaryosu kırmızı olarak gösteriliyor.

1970-1999 ortalamasına kıyasla tabakalaşma sürecindeki değişim. Geçmiş ölçümler siyah, düşük emisyonlu RCP2.6 mavi, orta emisyonlu RCP6.0 sarı ve yüksek emisyonlu RCP8.0 kırmızı renklerle gösterilmektedir. Kaynak: Woolway et al (2021)

Bu senaryo, göllerdeki ortalama tabakalaşma döneminin şimdiden uzadığını ortaya koyuyor. Buna karşın, bazı göllerde diğerlerinde nazaran daha büyük değişimler yaşandığını belirtiyor. Tabakalaşmanın faktörlerine daha yakından bakınca bu farkın nedenleri de ortaya çıkıyor.

Örneğin, İngiltere’deki Göller Bölgesi’nde bulunan ve çok yakından izlenen Blelham Tarn Gölü, 1963-1972 ortalamasına kıyasla, bugün 24 gün daha erken tabakalaşıyor ve tabakalaşma eskiye nazaran 18 gün daha uzun sürüyor. Woolway, Carbon Brief’e yaptığı açıklamada, gölün oksijen tükenmesi belirtileri gösterdiğini ifade ediyor.

Bulgular, iklim değişikliğinin tabakalaşmanın başlangıcını öne çekip sonunu erteleyerek, tabakalaşma döneminin ortalama süresini artırdığını ortaya koyuyor. Alttaki tablo, 1970-1999 yıllarını temel alarak, farklı emisyon senaryoları altında, göl tabakalaşmasının başlangıç, son bulma ve toplam uzunluk değerlerinde ortaya çıkabilecek değişimleri gösteriyor.

Farklı emisyon senaryoları altında, göl tabakalaşmasının başlangıç, dağılma ve toplam uzunluğundaki değişimin 1970-1999 referans aralığına kıyaslaması.

Bu tablo en düşük emisyon senaryosunda bile, göl tabakalaşma süresinin yüzyıl sonunda 13 gün daha uzun olmasının beklendiğini gösteriyor. Bununla birlikte yüksek emisyon senaryosuna göre bu süreç 33 gün daha uzun sürebilir.

Tablo ayrıca, tabakalaşmanın başlangıcına dair değişimlerin tabakalaşma sonuna oranla daha büyük olacağını gösteriyor. Tabakalaşmanın faktörlerine daha yakından bakıldığında bunun nedenleri de ortaya çıkıyor.

Daha sıcak hava ve daha zayıf rüzgarlar

Göllerdeki tabakalaşmanın başlangıç ve bitiş zamanlaması iki ana faktöre bağlı olarak gerçekleşiyor: Sıcaklık ve rüzgâr hızı.

Woolway’in açıklamasına göre, sıcaklığın göl tabakalaşmasına etkisinin altında yatan neden, sıcak suyun soğuk sudan daha az yoğunluğa sahip olması:

Artan hava sıcaklığı nedeniyle su yüzeyinin ısınması, su yoğunluğunun da azalmasına ve göl içinde farklı ısı katmanları oluşmasına yol açar: Daha soğuk ve yoğun su gölün dibine çökerken daha sıcak ve hafif su gölün üstüne çıkarak bir katman oluşturur.”

Yani, iklim değişikliği sıcaklığın atmasına neden olduğu için, göller daha erken tabakalaşmaya başlayacak ve tabakalaşma dönemi daha uzun sürecek. Woolway, “yaz mevsiminin uzaması kuzey yarımkürede çok belirgin olduğu için” yüksek rakımlı göllerde de büyük değişimler yaşanacağını ifade ediyor.

Alttaki grafik, düşük (sol), orta (orta) ve yüksek (sağ) emisyon senaryolarına göre, kuzey yarımkürede bulunan göllerin tabakalaşmalarına dair beklenen süre artışını göstermektedir. Daha koyu renkler tabakalaşma döneminde daha büyük değişimleri ifade ediyor.

Düşük (sol), orta (orta) ve yüksek (sağ) emisyon senaryolarına göre, kuzey yarımküredeki göllerdeki tabakalaşma süresinde beklenen artış. Kaynak: Woolway et al (2001)

Bu grafik, tabakalaşma süresi üzerinde iklim değişikliğinin beklenen etkisinin kuzeydeki yüksek enlemlerde daha yüksek olacağını gösteriyor.

Woolway, ikinci faktörün rüzgâr hızı olduğunu söylüyor:

Rüzgâr hızı tabakalaşmanın başlangıç ve bitiş zamanlamasını da etkiliyor: Rüzgâr ne kadar güçlüyse, su sütununu karıştırarak yükselen sıcaklığın tabakalaşma üzerindeki etkisine karşı o ölçüde hareket eder.”

Araştırmaya göre, gezegen ısındıkça, rüzgâr hızının hafiften azalması bekleniyor.  Araştırmacılar, yüzeye yakın yerlerde ölçülen rüzgâr hızında “nispeten daha az” değişiklik beklendiğini ama bunun yine de tabakalaşma üzerinde “azımsanamayacak” etkileri olacağını belirtiyorlar.

Bu araştırma, göllerdeki tabakalaşmanın başlanmasında en önemli etkenin hava sıcaklığı olduğunu ortaya çıkardı. Araştırmacılar, tabakalaşmanın bitişinde ise rüzgârın daha önemli bir faktör olduğunu tespit etti.

Bununla birlikte, Vachon, rüzgâr hızının göllerdeki metan emisyonu üzerinde de etkisi olduğunu ifade ediyor. Tabakalaşma, gölün dibinde ortaya çıkan metanın yükselmesini engelliyor ve böylece, tabakalaşma dönemi sona erdiğinde serbest kalan metan gölün yüzeyine çıkıyor. Vachon’a göre, atmosfere ne kadar metan salınacağı da tabakalaşmanın dağılma süresine bağlı olarak değişiyor.

Yaptığım araştırma, derinlerdeki dip sularında biriken ve tabakalaşma sonunda salınacak olan metan miktarının, tabakalaşmanın ne kadar hızlı gerçekleşeceği ile bağlantılı olduğunu ortaya çıkardı. Örneğin, tabakalaşmanın bitişinin yavaş ve kademeli bir şekilde gerçekleşmesi büyük olasılıkla suyun oksijenlenmesine izin vererek bakterilerin metanı oksitlemesine ve böylece karbondioksite dönüştürmesine olanak sağlayacaktır. Ne var ki, tabakalaşmanın hızlı bir şekilde sona ermesi -örneğin yüksek rüzgâr hızına sahip bir fırtınanın ardından- biriken metanın atmosfere daha verimli bir şekilde salınmasını sağlayacaktır.”

Son olarak, bu çalışma, daha büyük göllerin ilkbahar mevsimindeki tabakalaşmasının daha uzun sürdüğünü ve -daha yüksek su hacmi sebebiyle- sonbaharda daha uzun süre tabakalaşmış şekilde kaldıklarını ortaya çıkardı. Araştırmacılar, “yeri doldurulamaz bir biyoçeşitlilik” barındıran” ve dünyanın en büyük tatlı su ekosistemlerinden bazılarına ev sahipliği yapan Kuzey Amerika’daki Büyük Göller’i örnek gösteriyor.

Araştırmacılar, bu göllerin tabakalaşma başlangıçlarının 1980’den bu yana her on yılda 3.5 gün öne çekildiğini ve bazı yıllar arasında 48 güne kadar farklılık ortaya çıktığını tespit ettiler.

O’Reilly, “bu değişimlerin gölleri bir bilinmeze sürükleyeceğini” ve söz konusu makalenin de “iklim konusundaki gelecek senaryolarında göllerin ne kadar değişime uğrayacağını düşünmek için bize bir çerçeve sağladığını” ifade etti.

Woolway et al. (2021) Phenological shifts in lake stratification under climate change, Nature Communications, doi.org/10.1038/s41467-021-22657-4

*

Makalenin orijinali için tıklayın