Deniz tabanına yağan deniz karlarının daha büyük olanlarının daha hızlı düşmesi fizik kurallarına ters bir hareket. Araştırmacılar bunu deniz kirliliğiyle açıklıyor.
Deniz karları; ölü ve çürüyen hayvanlardan, planktonlardan, dışkı maddelerinden, mukustan ve yavaşça batan pullara dönüşen diğer küçük döküntülerden oluşuyor. Deniz ekosisteminde ciddi bir rol oynayan bu karlar, güneş ışığının erişemeyeceği derinliklerde yaşayan birçok derin deniz organizması için önemli bir besin kaynağı görevi görüyor.
Canlı çeşitliliğini sağlamasının yanı sıra; deniz karı Dünya’nın iklim sistemini de etkiliyor. Karlar batarken yeryüzündeki karbonu okyanus tabanına taşıyor ve böylece yüzyıllarca bu karbonu atmosferden uzaklaştırıyor. Fizik yasalarına göre; klasik sürtünme hesaplamaları, bir nesnenin yoğunluğunun düşerken sabit kaldığını varsayıyor.
Yeni deneylerde, araştırmacılar denizlerdeki yoğunluk farklarını taklit eden, üstü tatlı su altı ise tuzlu suyla dolu 1,2 metre uzunluğunda bir tank hazırladı. Bu tankta agar bazlı (bitkisel jelatin), gözenekli ve farklı şekillerde 3D baskıyla üretilmiş parçacıkların batışı yüksek hızlı kameralarla izlendi.
Bulgular, parçacıkların tuz difüzyonuyla iç yapılarına tuz alarak yoğunluk kazandığını ve bu artan kütlenin sürüklenmeden daha etkili hale geldiğini gösterdi. Sonuç olarak, küçük parçacıklar, klasik sürüklenme denklemlerinin öngördüğünden çok daha hızlı bir şekilde dibe ulaşıyor.
Bu parçacıkların daha hafif olanlarının daha hızlı şekilde batmasının ana sebebi tanelerin gözenekli yapısı olduğu ileri sürülüyor. Su, gözenekli cisimlerin içinden akıyor ve tuzlar gözeneklerde birikiyor. Tanelerde de bu durum gözlemleniyor. Tuz emilimi, sürtünmenin inişi yavaşlatmasından daha hızlı yoğunluğu artırıyorsa, boyut bir dezavantaj haline geliyor ve küçük olan daha hızlı iniyor.
Bu da, yüzey sularında uzun süre kalması beklenen milimetre altı boyutlardaki plastiklerin, aslında daha hızlı çöktüğünü ve deniz tabanında biriktiğini gösterebiliyor. Bu plastik karı, derin okyanus ekosistemleri üzerinde daha önce hesaba katılmayan etkiler yaratabiliyor.
Araştırmanın yazarlarından Daniel Harris, elde ettikleri matematiksel modelin gözeneklilik, difüzyon katsayısı ve yoğunluk gradyanına bağlı olarak parçacıkların batma hızını tahmin etmede oldukça güvenilir sonuçlar verdiğini söylüyor. Dikkat çekici bir diğer bulgu da parçacıkların şeklinin hızda belirleyici olması: ince, iğne benzeri şekiller aynı hacimdeki daha kalın parçalardan çok daha hızlı batıyor.
Şimdi araştırmacılar bu deneysel sonuçları gerçek okyanus koşullarında test etmek için çalışmalar yürütüyor. Özellikle kutup bölgeleri veya hidrotermal menfezler gibi sıcaklık gradyanlarının da önemli rol oynayabileceği bölgelerde, parçacıkların davranışı daha da farklılaşabilir.
Kaynak: Proceedings of the National Academy of Sciences
