Penguen Dışkısı Antarktika’yı Kurtarabilir!

Yeni araştırmalar, Antarktika’daki penguen dışkısının (guano), bazı gelen güneş ışınlarını uzaya geri yansıtarak iklimi soğutan alçak bulutların oluşumu ve kalıcılığını sağlayan amonyak aerosollerinin önemli bir kaynağı olduğunu ortaya koydu.

Bu bulgular, Dünya’nın karmaşık yaşam ağı ile iklim sistemi arasındaki bağlantının ne kadar derin olduğunu giderek daha iyi anladığımızı gösteriyor. Ölçülen miktarlar küçük olsa da, dışkıdan yayılan amonyak parçacıkları, okyanus alglerinden gelen kükürt bazlı aerosollerle etkileşime girerek, su buharı damlacıkları için çekirdek görevi gören milyarlarca küçük parçacığın oluşmasını başlatan kimyasal bir zincirleme reaksiyonu tetikliyor.

Antarktika çevresindeki Güney Okyanusu’nun büyük kesimlerini kaplayan alçak deniz bulutları, iklim sisteminin tahmin edilmesi zor parçalarından biri, çünkü bu bulutların insan kaynaklı atmosfer ve okyanus ısınmasına nasıl tepki vereceği tam olarak bilinmiyor. Yakın tarihli bir araştırma, 2023 ve 2024 yıllarında gözlemlenen küresel sıcaklık artışındaki büyük sıçramanın, bu bulut örtüsünün azalmasından kısmen kaynaklanmış olabileceğini öne sürdü.

“Hep, küçük bir değişikliğin her şeyi nasıl etkilediğine şaşırıyorum,” diyor çalışmanın ortak yazarlarından ve Helsinki Üniversitesi Atmosfer ve Yer Sistemi Araştırma Enstitüsü’nde atmosfer bilimci olan Matthew Boyer. “Bu gerçekten, ekosistem süreçleri ile iklim arasında derin bir bağ olduğunu gösteriyor. Ve aslında burada asıl önemli olan, okyanuslardan gelen – kükürt üreten canlılardan – sinyallerle, penguenlerden gelen amonyağın bir araya gelerek oluşturduğu sinerji.”

İklimle Başa Çıkan Canlılar

Suda yaşayan penguenler, yaklaşık 60 milyon yıl önce, dinozorların çağı bittikten kısa bir süre sonra, uçabilen kuşlardan evrimleşti. Yeni Zelanda’daki Canterbury Üniversitesi’nde deniz ve kutup ekolojisi uzmanı Rose Foster-Dyer’e göre, penguenler, buz çağları ile daha sıcak interglasyal dönemlerin yavaş ve doğal iklim döngülerinde hayatta kalmayı başardı. Bu iklim aşırılıklarına karşı, uygun yaşam alanları olarak adlandırılan “iklim sığınakları”na göç ederek adaptasyon sağladılar.

2018 yılında yapılan bir çalışma, eski bir penguen “süper kolonisi”nin kalıntılarını analiz etti ve bazı penguen türleri için yaklaşık 4.000 ile 2.000 yıl önce arasında, en azından Antarktika’nın bazı bölgelerinde, bir “penguen optimumu” iklim penceresi olabileceğini öne sürdü. Foster-Dyer, farklı penguen türlerinin farklı habitat nişlerine uyum sağladığını ve bu nedenle insan kaynaklı küresel ısınmanın türlere göre farklı etkiler yaratacağını belirtti.

Foster-Dyer son zamanlarda Ross Denizi çevresinde penguen araştırmaları yaptı ve iklim değişikliğinin, bazı penguen türlerinin buz üzerinde değil kara üzerinde ürüyen Adélie penguenleri için daha fazla alan açabileceğini söyledi.

“Bu bölgenin eskiden çok daha fazla koloniyi barındırdığına dair kanıtlar var… ve gelecekte bu kolonilerin yeniden yerleşmesi mümkün olabilir,” dedi. Ayrıca, grubun en büyük türü olan imparator penguenlerin geleceği konusunda bazı bilim insanlarından daha iyimser olduğunu da ekledi.

“İmparator penguenler hızlı buz üzerinde ürüyorlar ve popülasyonlarının azaldığı ve yaşam alanlarının ciddi şekilde tehdit altında olduğuna dair birçok yayın var,” dedi. “Ama onlar birçok farklı iklim döngüsünden geçti, bu yüzden bence insanlar onların adaptasyon yeteneklerini şu anda olduğundan daha az takdir ediyor.”

Antarktika kıtasının tamamında yaklaşık 20 milyon penguen çiftinin büyük koloniler halinde ürediği tahmin ediliyor. En büyük kolonilerden bazıları, 1 milyona varan çift sayısıyla birkaç kilometrekarelik alanları kaplayabiliyor. Uçamayan bu kuşların yıllık dışkı üretimi için kesin rakamlar yok, ancak bazı çalışmalar, bireysel kolonilerin yüzlerce ton dışkı üretebileceğini gösteriyor. Yeni penguen kolonileri, dışkılarının detaylı uydu görüntülerinde tespit edilmesiyle yakın zamanda keşfedildi.

Penguenlerin ve Deniz Canlılarının İklim Sistemindeki Rolü

Bazı penguen kolonileri son zamanlarda büyürken, bazıları küçülüyor gibi görünüyor; ancak genel olarak, habitatlarının ısınma ve değişen buz koşulları nedeniyle tehdit altında olduğu düşünülüyor; bu da yiyecek kaynaklarını etkiliyor. Paleoklimat kayıtlarında benzeri olmayan bu hızlı insan kaynaklı ısınma, penguenler için tehdidi artırabilir çünkü penguenlerin evrimi birçok türden daha yavaş gerçekleşiyor, dedi Foster-Dyer.

“Her şey çok hızlı değişiyor, bu yüzden kesin bir şey söylemek gerçekten zor,” diye ekledi.

Son araştırmalar, diğer deniz canlılarının da küresel iklim sistemi için önemli olduğunu gösteriyor. Kuş dışkılarından gelen besinler, oksijen üreten planktonların çoğalmasını destekliyor; okyanusun orta katmanlarında yaşayan büyük balık sürüleri ise karbonu dikey olarak su içinde döngüye sokarak, sonunda karbonun deniz tabanında genellikle stabil olan tortul tabakaya birikmesini sağlıyor.

Antarktika’da Amonyak Ölçümleri ve Penguen Kolonilerinin Etkisi

Boyer, yeni araştırmanın, Arjantin’in Marambio Üssü yakınlarında, Antarktika Yarımadası’ndaki bir adada yapılan atmosfer kimyası çalışmaları üzerine devam niteliğinde başladığını söyledi. Diğer ekiplerin gözlemleri, özellikle amonyağı incelemenin faydalı olabileceğine işaret etmişti.

Boyer ve diğer bilim insanları, Ocak ile Mart 2023 arasında havadaki amonyak konsantrasyonunu ölçmek için özel ekipman kurdu. Rüzgar, yaklaşık 8 kilometre (5 mil) uzaklıktaki 60.000 kadar Adélie penguen kolonisine doğru estiğinde, amonyak yoğunluğunun milyarda 13,5 parçaya kadar çıktığını buldular. Bu, normal arka plan seviyesinin 1.000 katından fazla bir değere karşılık geliyordu. Penguenler Şubat sonuna doğru bölgeden göç ettikten sonra bile, amonyak seviyesi arka planın 100 kat üzerinde kaldı.

“Çalışmada kullandığımız bir cihaz, gazların gerçek zamanlı olarak nasıl kümelendiklerine dair kimyasal bilgileri bize veriyor,” dedi Boyer.

“Genel olarak, atmosferdeki amonyak çok iyi ölçülemiyor çünkü ölçümü gerçekten zor, özellikle çok hassas ölçüm yapmak istiyorsanız ve Antarktika gibi düşük konsantrasyonların olduğu yerlerde bu daha da zorlaşıyor,” diye ekledi.

Penguen Kokulu Rüzgarlar

Araştırmanın amacı, amonyağın kaynağını belirlemekti; daha önce öne sürülen, okyanus yüzeyinin bu kaynağı olabileceği hipotezini test etmek de buna dahildi.

Ancak kolonilerinin büyüklüğü, onları en olası kaynak haline getiriyordu.

“Deniz kuşlarının amonyak yaydığı iyi bilinir. Kokuları hissedilir. Kuşlar kötü kokar,” dedi Boyer. “Ama ne kadar amonyak yaydıkları bilinmiyordu. Bu çalışmayla amonyak miktarını ve bulut oluşum sürecine etkisini nicel olarak ortaya koyduk.”

Bilim insanları, rüzgarın penguen kolonisi yönünden araştırma istasyonuna doğru esmesini beklemek zorundaydı.

“Şanslıysak, rüzgar o yönden eser, jeneratör yönünden değil,” dedi. “Ve şansımıza, penguen kolonisi yönünden esen rüzgarların yeterince uzun sürdüğü özel bir olay yakaladık. Bu sayede parçacıkların büyümesini takip edebildik. Burada bir yıl da kalsanız böyle bir olaya rastlamayabilirsiniz.”

Boyer’a göre, dışkıdan (guano) çıkan amonyak, partikülleri doğrudan oluşturmaz; ancak bu oluşum sürecini büyük ölçüde hızlandırır.

“Gerçek partikül oluşumunu sağlayan, fitoplanktonlardan salınan dimetil sülfürdür,” dedi. “Amonyak, partiküllerin oluşum hızını artırıyor. Amonyak olmasaydı, sülfürik asit yeni partiküller oluşturabilir; ama amonyakla bu süreç 1.000 kat, bazen dört kat büyüklüğünde, yani 10.000 kata kadar daha hızlı gerçekleşiyor. Yani dışkı bu süreci süper şarj ediyor.”

Bu durum özellikle Antarktika için önemli, çünkü orada kirlilik veya ağaçlardan kaynaklanan emisyonlar gibi başka partikül kaynakları çok az, diye ekledi.

“Yani kaynağın gücü, zaman içinde iklim üzerindeki etkisi açısından önemli,” dedi. “Ve kaynak değişirse, iklim etkisi de değişir.”

Dışkının iklim üzerinde net bir soğutma etkisi yapıp yapmadığını anlamak için daha fazla araştırmaya ihtiyaç var. Ancak genel olarak, partiküller denize doğru taşınıp bulut oluşumuna katkıda bulunursa, soğutucu bir etkileri olur.

“İlginç olan bir diğer nokta,” dedi, “bulutlar buz yüzeylerinin üzerinde olduğunda aslında ısınmaya da yol açabilir, çünkü bulutlar altındaki buzdan daha az yansıtıcıdır.” Böyle bir durumda bulutlar, daha parlak olan buzun yansıtacağı ısıyı azaltarak gezegenin aldığı toplam enerjiyi artırabilir. Çalışma bu etkiyi ölçmeye çalışmadı; ancak bu konunun gelecekte önemli bir araştırma konusu olabileceğini ekledi.

Dışkının etkisi, penguenler üreme alanlarını terk ettikten sonra da sürüyor. Boyer, kuşlar gittikten bir ay sonra bile havadaki amonyak seviyesinin baz seviyenin 1.000 kat üzerinde olduğunu söyledi.

“Amonyak emisyonu sıcaklığa bağlı bir süreçtir, bu yüzden kış geldiğinde amonyağın donup kaldığını tahmin ediyoruz,” dedi. “Ama penguenler geri gelmeden önce bile, sıcaklık yükseldikçe dışkının amonyak salmaya yeniden başlayacağını varsayabiliriz. Bu kuşlar kıyı boyunca hareket ederler, yani tüm kıyıyı amonyakla gübreliyor olmaları mümkün.”

Derleyen: Aslıhan Yıldız