Dünya yüzeyinin hareket şeklinin iklim değişikliği üzerindeki etkisi sandığımızdan çok daha büyük.
Yeni bir bilimsel çalışma, Dünya’nın son 540 milyon yıllık iklim tarihinin yalnızca atmosferdeki karbondioksit dalgalanmalarıyla değil, tektonik plakaların hareketi ve derin karbon döngüsüyle şekillendiğini ortaya koyuyor. Bulgular, sera çağları ile buz çağları arasındaki geçişlerde okyanus tabanı ve levha hareketlerinin kilit rolünü gözler önüne seriyor.
Yer Kabuğunun İklimle Dansı: Derin Karbon Döngüsü ve Küresel İklim
Gezegenimiz, tarihi boyunca dondurucu buz çağı dönemleri ile aşırı sıcak sera çağı koşulları arasında gidip gelen dramatik iklim değişiklikleri yaşadı. Bu büyük iklim salınımları uzun yıllar boyunca, atmosferdeki karbondioksit (CO₂) seviyelerindeki artış ve azalışlarla ilişkilendirildi. Ancak son araştırmalar, bu karbonun yalnızca miktarının değil, kaynağının ve dolaşım biçiminin de iklim üzerinde belirleyici olduğunu ortaya koyuyor.
Bilim dünyasında giderek güçlenen yeni yaklaşım, Dünya yüzeyini oluşturan tektonik plakaların hareket biçiminin, iklim değişimlerinde daha önce yeterince hesaba katılmamış temel bir rol oynadığını gösteriyor. Karbon yalnızca plakaların çarpıştığı bölgelerde değil, birbirinden uzaklaştığı alanlarda da iklimi etkileyen kritik süreçlerin parçası.
Levha Tektoniği ve Karbonun Derin Yolculuğu
Communications Earth & Environment dergisinde yayımlanan yeni çalışma, Dünya’nın son 540 milyon yıllık jeolojik tarihinde levha tektoniğinin küresel iklimi nasıl şekillendirdiğine dair çarpıcı veriler sunuyor.
Tektonik plakaların birleştiği sınır bölgelerinde, volkanik yaylar olarak adlandırılan volkan zincirleri oluşur. Bu bölgelerde gerçekleşen erime süreçleri, binlerce yıldır kayalar içinde hapsolmuş karbonu serbest bırakarak atmosferle buluşturur. Uzun süre boyunca, bu volkanik yayların atmosferdeki karbondioksitin başlıca kaynağı olduğu varsayılıyordu.
Ancak yeni bulgular bu yaklaşımı sorguluyor. Araştırmaya göre, okyanus ortası sırtları ve kıtasal yarıklar — yani tektonik plakaların birbirinden ayrıldığı bölgeler — jeolojik zaman ölçeğinde Dünya’nın karbon döngüsünü yönlendirmede çok daha belirleyici bir rol oynuyor.
Okyanus Tabanı: Görünmeyen Karbon Deposu
Dünya okyanusları, atmosferden çok büyük miktarda karbondioksit emer. Bu karbonun önemli bir bölümü, deniz tabanında oluşan karbonca zengin tortul kayalarda depolanır. Binlerce yıl süren bu süreç, okyanus tabanında yüzlerce metre kalınlığa ulaşabilen karbon katmanları oluşturur.
Zamanla bu tortullar, tektonik plakalarla birlikte hareket eder ve dalma-batma (subdüksiyon) bölgelerine ulaştığında içerdikleri karbonu yeniden Dünya’nın iç kısmına ve dolaylı olarak atmosfere salar. Bu uzun vadeli alışveriş, “derin karbon döngüsü” olarak tanımlanır.
Araştırmacılar, bu döngüyü anlamak için tektonik plakaların jeolojik zaman boyunca hareketini simüle eden bilgisayar modelleri kullandı. Böylece, erimiş manto, okyanus plakaları ve atmosfer arasındaki karbon akışı ayrıntılı biçimde izlenebildi.
Sera Çağları ve Buz Çağları Nasıl Belirlendi?
Modelleme sonuçları, son 540 milyon yıldaki başlıca sera ve buzul çağlarının, levha tektoniğiyle taşınan karbon miktarına bağlı olarak öngörülebileceğini gösterdi.
-
Sera dönemlerinde, karbon taşıyan kayalardan atmosfere salınan miktar, okyanuslarda hapsedilen karbonu aştı. Bu durum atmosferdeki CO₂ seviyelerini yükselterek küresel ısınmayı tetikledi.
-
Buz çağı dönemlerinde ise karbonun büyük bölümü okyanuslara ve deniz tabanı tortullarına hapsoldu; atmosferdeki karbondioksit azaldı ve küresel soğuma güç kazandı.
Çalışmanın en dikkat çekici sonuçlarından biri, derin deniz tortullarının atmosferdeki karbondioksiti düzenlemedeki merkezi rolü oldu. Tektonik plakalar yavaşça hareket ederken, bu karbon zengini tortulları da taşıyor ve sonunda Dünya’nın iç katmanlarına geri gönderiyor.
Volkanik Yaylara Dair Yerleşik Görüşler Sarsılıyor
Uzun yıllar boyunca, volkanik yaylar atmosferdeki karbondioksitin en büyük kaynakları olarak kabul edildi. Ancak araştırma, bu algının özellikle son 120 milyon yılda geçerli hale geldiğini ortaya koyuyor.
Bunun temel nedeni, planktonik kalsifikasyon yapan mikroorganizmaların evrimidir. Yaklaşık 200 milyon yıl önce ortaya çıkan ve 150 milyon yıl önce dünya okyanuslarına yayılan bu canlılar, çözünmüş karbonu kalsite dönüştürerek deniz tabanına çökertir. Böylece büyük miktarda karbon, tortul kayalarda hapsedilir.
Son 120 milyon yılda volkanik yaylardan atmosfere salınan yüksek karbon oranının önemli bir bölümü, aslında bu biyolojik süreçler sonucu oluşan karbonca zengin tortulların yeniden dolaşıma girmesinden kaynaklanmaktadır. Daha eski dönemlerde ise okyanus ortası sırtları ve kıtasal yarıklar, atmosferdeki karbondioksit üzerinde çok daha belirleyici bir etkiye sahipti.
Gelecek İçin Derin Zaman Perspektifi
Araştırma, Dünya’nın ikliminin yalnızca atmosferdeki karbon miktarıyla değil, yerkabuğundan yayılan karbon ile deniz tabanında hapsolma süreçleri arasındaki hassas dengeyle belirlendiğini ortaya koyuyor.
Bu bulgular, günümüzde hızla artan karbondioksit seviyeleri bağlamında, geleceğe yönelik iklim modelleri açısından da kritik önem taşıyor. Ayaklarımızın altındaki tektonik plakaların yavaş ama sürekli hareketi, gezegenin doğal karbon döngüsünü ve dolayısıyla iklimini düzenleyen temel mekanizmalardan biri olmaya devam ediyor.
Derin zaman perspektifini anlamak, yalnızca geçmişi açıklamakla kalmıyor; aynı zamanda insan faaliyetlerinin iklim üzerindeki etkilerini ve gelecekte karşılaşılabilecek senaryoları daha sağlıklı biçimde öngörmemize de olanak tanıyor.
Ben Mather
ARC Early Career Industry Fellow, School of Geography, Earth and Atmospheric Sciences, The University of Melbourne
Adriana Dutkiewicz
ARC Future Fellow, Sedimentology, University of Sydney
Dietmar Müller
Professor of Geophysics, University of Sydney
Sabin Zahirovic
ARC DECRA Fellow, School of Geosciences, University of Sydney
