2003-2021 arasında fotosentez dünya genelinde artsa da, bu artış yalnızca karasal bitkilerin karbon sabitlemesiyle sağlandı; denizlerdeki alglerin fotosentezinde ise azalma yaşandı.
Duke Üniversitesi tarafından yürütülen ve Nature Climate Change dergisinde yayımlanan bir araştırma, Dünya’daki fotosentez faaliyetlerinde son 20 yılda değişim yaşandığını ortaya koydu. Çalışmaya göre, 2003-2021 arasında yeryüzündeki bitkiler, yani karasal canlılar, fotosentez oranlarını artırarak net karbon üretimini büyük ölçüde yükseltti ancak aynı dönemde denizlerdeki mikroskobik algler yani fitoplanktonlar fotosentez hızlarını düşürdü. Bu zıt yönlü değişimler, küresel karbon dengesine dair problemler ortaya çıkardı.
Fotosentez, canlıların güneş ışığını kullanarak havadaki karbondioksiti organik maddeye dönüştürdüğü hayati bir süreç olarak biliniyor. Bu işlem sayesinde karasal bitkiler ve denizlerdeki mikroskobik canlılar (fitoplanktonlar), hem atmosferden karbon çeker hem de tüm besin zincirlerinin temelini oluşturur ancak bu canlılar aynı zamanda enerji kullanırken bir miktar karbonu da geri salar. Fotosentezle alınan karbon miktarından bu geri salımı çıkardığımızda elde edilen fark, “net birincil üretim” (NPP) olarak adlandırılır. Bu değer, doğadaki yaşamın sürdürülebilirliği sağlar.
Uydu verileriyle ölçüm yapıldı
Araştırmacılar, 2003 ile 2021 yılları arasındaki küresel net birincil üretimi analiz etmek için altı farklı uydu verisi seti kullandı. Üçü karadaki bitkileri, üçü ise denizlerdeki fitoplanktonları izlemeye yönelikti. Bu uydular, yeşil renk pigmenti olan klorofil miktarını ölçerek fotosentez seviyelerini belirledi. Sonrasında bilgisayar modelleri kullanılarak çevresel veriler (sıcaklık, ışık, besin miktarı gibi) ile birleştirilip her yıl ne kadar karbon sabitlendiği hesaplandı.
Sonuçlar, karasal bölgelerde yılda yaklaşık 0.2 milyar metrik ton karbonluk artış yaşandığını gösterdi. Bu artış, özellikle ılıman ve kutup bölgelerinde yoğunlaştı. Örneğin, kuzeyde ısınan iklim koşulları, bitkilerin büyüme sezonunu uzattı. Aynı zamanda bazı bölgelerde artan yağışlar, orman alanlarının genişlemesi ve tarım faaliyetlerinin yoğunlaşması da fotosentez hızını artırdı. Buna karşılık Güney Amerika’nın tropik bölgelerinde bu yükseliş görülmedi.
Denizlerde düşüş: Tropikal okyanuslar risk altında
Okyanuslardaysa tam tersi bir eğilim gözlemlendi. Araştırma, denizel net birincil üretimde yılda yaklaşık 0.1 milyar metrik ton karbonluk düşüş olduğunu ortaya koydu. Bu düşüşler özellikle tropik ve subtropik (tropik ile ılıman iklim kuşağı) arası bölgelerde, başta Pasifik Okyanusu olmak üzere yoğunlaştı.
Bu azalmanın ana nedeni, deniz yüzeyinin ısınmasıyla besin döngüsünün bozulması. Denizlerdeki fitoplanktonlar, hayatta kalmak ve fotosentez yapabilmek için derin sulardan gelen besinlere ihtiyaç duyar. Ancak yüzey suları ısındıkça, bu sular daha az karışıyor. Böylece derinlerden gelen besinlerin yüzeye çıkması zorlaşıyor ve fitoplanktonların üretimi azalıyor.
İklim olaylarının etkisi: El Niño ve La Niña
Okyanuslardaki fotosentez oranındaki azalmayı etkileyen temel faktörlerden biri, küresel ölçekte etkili olan El Niño ve La Niña iklim olayları oldu. Araştırma, özellikle denizlerdeki üretkenliğin bu tür iklim dalgalanmalarına karşı oldukça hassas olduğunu ortaya koydu. El Niño, Pasifik Okyanusu’nun orta ve doğu kesimlerinde deniz yüzeyinin normalden daha fazla ısınmasıyla meydana geliyor. Bu ısınma, okyanus yüzeyindeki sıcak suyun daha derinlerdeki soğuk ve besin açısından zengin suyun yüzeye çıkmasını engellemesine yol açıyor. Böylece, denizlerde fotosentez yapan mikroskobik canlılar olan fitoplanktonların besin erişimi azalıyor ve fotosentez faaliyetlerinde ciddi düşüşler yaşanıyor.
La Niña ise El Niño’nun tersi bir süreç olarak tanımlanıyor. Bu durumda deniz yüzeyindeki sular normalden daha soğuk oluyor ve besin karışımı artabiliyor. Ancak araştırmacılar, 2015 sonrasında arka arkaya gerçekleşen güçlü La Niña olaylarının da denizlerdeki üretimi olumsuz etkilediğini belirtiyor. Çünkü bu tür ani ve yoğun iklim dalgalanmaları, deniz ekosistemlerinde dengenin bozulmasına neden olabiliyor.
Araştırmada, kara ve deniz sistemlerinin bu olaylara verdiği tepkiler karşılaştırıldığında, okyanusların çok daha kırılgan olduğu görüldü. El Niño ve La Niña gibi küresel olaylar, özellikle tropikal ve subtropikal denizlerde fotosentez oranlarını hızla düşürebiliyor. Bu durum sadece deniz canlıları için değil, tüm ekosistem için zincirleme etkilere yol açabiliyor. Araştırmacılar, gelecekte iklim değişikliğinin artmasıyla birlikte bu tür olayların daha sık ve şiddetli yaşanabileceği uyarısında bulunuyor. Bu da, denizlerdeki biyolojik üretkenliğin ve karbon döngüsünün istikrarını tehdit edebilir.
Araştırmacılar, bu farklılaşan eğilimlerin uzun vadede ne gibi etkiler doğuracağını öngörebilmek için karasal ve denizel ekosistemlerin birlikte, entegre bir şekilde izlenmesi gerektiğini vurguluyor. Fotosentez gibi temel biyolojik süreçlerin gelecekte nasıl şekilleneceği, sadece doğa için değil, insanlık için de kritik sonuçlar doğurabilir.
Kaynak: Nature
