Güney Okyanusu aşırı ısınma tehlikesi altında! Etkileri nesiller boyu sürecek

Son 50 yılda okyanuslar, karbondioksit emisyonlarımızın yaklaşık %40'ını ve atmosferde hapsolmuş aşırı ısının %90'ından fazlasını emerek küresel ısınmayı yavaşlatmak için aşırı hızda çalışıyorlar. Ancak geçtiğimiz günlerde bilimsel bir dergide yayımlanan bir çalışmanın da bulduğu gibi, bazı okyanuslar diğerlerinden daha çok çalışıyor. Okyanus ısınmasının son 50 yılda nasıl olduğunu tam olarak incelemek için hesaplamalı bir küresel okyanus sirkülasyonu modeli kullanılıyor. Bu model ile birlikte Güney Okyanusu'nun küresel ısı emilimine hakim olduğu keşfedildi. Aslında, Güney Okyanusu'nun ısı alımı, gezegenin neredeyse tüm okyanus ısınmasını etkileyerek iklim değişikliği oranını kontrol ediyor. Söz konusu Güney Okyanusu ısınması ve buna bağlı etkileri, insan zaman ölçeklerinde etkili bir şekilde geri döndürülemez, çünkü okyanusun derinliklerinde hapsolmuş ısının atmosfere geri salınması en az bin yıl alır. Bu durum şu anda meydana gelen değişikliklerin gelecek nesiller için hissedileceği anlamına geliyor ve karbondioksit emisyonlarını durduramaz ve net sıfıra ulaşamazsak bu değişiklikler daha da kötüleşecek.

Okyanus ısınmasını ölçmek önemli ama bir o kadar da zor

Okyanus ısınması, iklim değişikliğinin en kötü etkilerini önlüyor, ancak bunun bir de maliyeti var. Deniz seviyeleri hızla yükseliyor çünkü ısı suyun genişlemesine ve buzun erimesine neden oluyor. Deniz ekosistemleri benzeri görülmemiş bir ısı stresi yaşıyor ve aşırı hava olaylarının sıklığı ve yoğunluğu ise günden güne değişiyor. Yine de, okyanus ısınmasının tam olarak ne zaman, nerede ve nasıl meydana geldiği konusunda hala yeterince bilgimiz yok. Bunun üç nedeni vardır. Birincisi, okyanus yüzeyindeki ve hemen üstündeki atmosferdeki sıcaklık değişimleri birbirini yakından takip eder. Bu durum aşırı ısının okyanusa tam olarak nereden girdiğini bilmeyi zorlaştırır. İkincisi, okyanusun tamamında sıcaklıkları takip eden ölçümlerimiz yok. Özellikle derin okyanusta, Antarktika çevresindeki uzak yerlerde ve deniz buzu altında çok seyrek gözlemlerimiz var. Son olarak ise yaptığımız gözlemler zamanda çok geriye gitmiyor. 1990'lardan önce 700 metreden daha derine ait güvenilir veriler, belirli araştırma gemileri boyunca yapılan gözlemler dışında neredeyse mevcut değildi.

Tarihsel olarak, okyanusun sıcaklığını ölçmek için, gemilerin sensörleri veya numune toplayıcılarını suya salması için gerekliydi. Bu zaman alıcı yöntem, gezegenin uçsuz bucaksız okyanusunun yalnızca küçük bir kısmı için sıcaklığı ölçmemizi sağlıyordu. Bilim insanları, küresel kapsamı değerlendirmek için okyanus yüzeyinin yüksekliğini ölçen uydulara yöneldiler. Su ısındıkça genişler, bu nedenle okyanus sıcaklığı tahminleri deniz yüzeyi yüksekliklerinden çıkarılabilir.

Günay Okyanusu ısının en önemli emicisi

Okyanus ısınmasının nasıl gerçekleştiğinin inceliklerini çözmek için, ilk önce, insan kaynaklı herhangi bir önemli iklim değişikliğinden önce, 1960'larda sürekli olarak sıkışmış olan atmosferik koşullara sahip bir okyanus modeli çalıştırıldı. Ardından, diğer tüm havzalar 1960'ların iklimini deneyimlemek için sabit tutulurken, her bir okyanus havzasının zaman içinde ilerlemesine ve iklim değişikliği yaşamasına ayrı ayrı izin verildi. Ayrıca, her bir faktörün gözlemlenen okyanus ısınmasına ne kadar katkıda bulunduğunu görmek için bilim insanları atmosferik ısınmanın etkilerini yüzey rüzgarından kaynaklanan değişikliklerden ayırdı. Bu modelleme yaklaşımını benimseyerek, toplam okyanus yüzey alanının yalnızca yaklaşık %15'ini kaplamasına rağmen Güney Okyanusu'nun bu ısının en önemli emicisi olduğu keşfedildi. Aslında, Pasifik ve Atlantik havzalarının atmosfere geri kazanılan ısıyı kaybetmesiyle birlikte, neredeyse tüm küresel okyanus ısı alımını tek başına Güney Okyanusu açıklayabilir. Güney Okyanusu üzerindeki ısınmanın önemli bir ekolojik etkisi Antarktika krili üzerinde görülebilir. Okyanus ısınması tolere edebilecekleri sıcaklıkların üzerinde gerçekleştiğinde, krillerin yaşam alanı daralır ve daha da güneye, daha soğuk sulara doğru hareket ederler. Kril, besin ağının önemli bir bileşeni olduğundan, bu aynı zamanda ticari olarak uygun diş ve buz balığı gibi daha büyük yırtıcı hayvanların dağılımını ve popülasyonunu da değiştirecektir. Ayrıca bugün tehdit altında olan penguenler ve balinalar için tehlikeyi daha da artıracak.

Okyanuslar, dünyadaki en büyük güneş enerjisi toplayıcısıdır. Su sadece gezegenimizin yüzeyinin yüzde 70'inden fazlasını kaplamakla kalmaz, aynı zamanda sıcaklıkta büyük bir artış olmadan büyük miktarlarda ısıyı emebilir. Uzun süreler boyunca ısı depolamak ve salmak için bu muazzam yetenek, okyanusa Dünya'nın iklim sistemini stabilize etmede merkezi bir rol veriyor.

Peki, Güney Okyanusu neden bu kadar çok ısı emiyor?

Bu, büyük ölçüde, Antarktika'yı çevreleyen güçlü batı rüzgarları ve kara kütleleri tarafından kesintisiz bir okyanus üzerinde etkisini gösteren bölgenin coğrafi yapısına bağlıdır. Bu durum, Güney Okyanusu rüzgarlarının geniş bir mesafe boyunca estiği ve sürekli olarak yüzeye soğuk su kütleleri getirdiği anlamına gelir. Soğuk su kuzeye doğru itilir ve fazla ısı Tazmanya, Yeni Zelanda ve güney bölgelerin hemen güneyindeki bir enlem bandı olan 45 - 55 enlemler civarında okyanusun iç kısmına geçmeden önce sıcak atmosferden büyük miktarlarda ısıyı kolayca emer. Bu ısınma, hem sera gazı emisyonlarımızın neden olduğu daha sıcak atmosfer hem de ısıyı okyanusun iç kısmına almak için önemli olan rüzgarla çalışan sirkülasyon tarafından daha da şiddetlenir. Öte yandan Güney Okyanusu üzerindeki ısınma ve rüzgar etkilerini, 1960'ların iklimine bağlı kalan okyanuslarla birleştirdiğimizde, küresel okyanus ısı alımının neredeyse tamamını açıklayabiliriz. Ancak bu durum, diğer okyanus havzalarının ısınmadığı anlamına gelmiyor. Bu bölgeler de ısınıyor ancak, sadece atmosferden yerel olarak kazandıkları ısı ile bu ısınma açıklanamaz. Bununla birlikte, Güney Okyanusu'ndaki büyük ısı alımı, son yarım yüzyılda dünya çapında toplam okyanus ısı içeriğindeki değişiklikleri yönlendiren şeydi.

Okyanus ısısının ana kaynağı güneş ışığıdır. Ek olarak, bulutlar, su buharı ve sera gazları, topladıkları ısıyı yayar ve bu ısı enerjisinin bir kısmı okyanuslara aktarılır. Dalgalar, gelgitler ve akıntılar okyanusu sürekli karıştırarak ısıyı daha sıcak bölgelerde daha soğuk bölgelere ve daha derin seviyelere taşır.

Öğrenecek çok şeyimiz var

Bu keşif, küresel okyanus ısınmasının temel itici gücü olarak Güney Okyanusu'na yeni bir ışık tutsa da, özellikle çalışmada vurgulanan 50 yılı aşan okyanus ısınması hakkında öğrenecek çok şeyimiz var. En iyimser senaryolar da dahil olmak üzere tüm gelecek tahminleri, gelecekte daha da sıcak bir okyanus öngörüyor. Öte yandan Güney Okyanusu, 2100 yılına kadar okyanus ısı alımının büyük çoğunluğunu üstlenmeye devam ederse, ısı içeriğinin bugüne kadar gördüklerimizden yedi kat daha fazla arttığını görebiliriz. Bunun dünya çapında muazzam etkileri olacak: Güney Okyanusu besin ağında daha fazla bozulma, Antarktika buz kütlelerinin hızla erimesi ve okyanus taşıma bandındaki değişiklikler bu etkilere örnek olarak gösterilebilir. Tüm bu değişiklikleri yakalamak için, Güney Okyanusu'nda aldığımız gözlemlerimizi sürdürmemiz ve genişletmemiz hayati önem taşıyor. En önemli yeni veri akışlarından biri, daha derin okyanus sıcaklıklarını ölçebilen yeni okyanus aletleri ve ayrıca bize Antarktika deniz buzu altında kışın okyanus koşullarına ilişkin temel verileri veren deniz filleri üzerindeki küçük sıcaklık sensörleri olacak. Daha da önemlisi, ne kadar az karbondioksit salıyorsak, okyanusta o kadar az değişikliğin olacağını kabul etmemiz gerekiyor. Bu gerçekleşmediği takdirde dünya çapında kıyıya yakın yerlerde yaşayan milyarlarca insanın geçim kaynaklarının kesintiye uğraması eninde sonunda meydana gelecektir.

Okyanus tarafından emilen ısı bir yerden başka bir yere taşınır, ancak asla kaybolmaz. Isı enerjisi sonunda buz kütlelerini eriterek, suyu buharlaştırarak veya doğrudan atmosferi yeniden ısıtarak dünya sisteminin geri kalanına yeniden yayılır. Böylece okyanustaki ısı enerjisi, emildikten sonra gezegeni onlarca yıl ısıtabilir. Okyanus, saldığından daha fazla ısı emerse, okyanusun ısı içeriği artar. Okyanusun ne kadar ısı enerjisi emdiğini ve saldığını bilmek, küresel iklimi anlamak ve modellemek için oldukça önemlidir.

Tutulan ısının yalnızca yüzde 1’i atmosferde kaldı

Dünya’da okyanuslar her geçen gün ısınıyor ve insan kaynaklı küresel ısınma nedeniyle ortalama sıcaklıkları her yıl daha da yükseliyor. Birkaç yüz yıl önce Sanayi Devrimi'nin başlangıcından bu yana, insanlar muazzam miktarda fosil yakıt yaktı; büyük orman alanlarını kesmek; ve ısı tutucu karbondioksiti Dünya'nın atmosferine salan birçok başka faaliyette bulunmak bunların arasında yer alıyor. Buna karşılık, gezegen oldukça ısındı. Tutulan tüm bu ısının yalnızca yüzde biri atmosferde kaldı, ancak son iki yüzyıl boyunca Dünya yüzeyindeki havayı ortalama olarak yaklaşık 0,6°C ısıtarak çok büyük bir etkisi oldu. Sıkışan ısının geri kalanının çoğu, gezegenlerin geniş okyanusları tarafından emildi. 1970'lerden bu yana, okyanuslar karbondioksit tarafından tutulan tüm aşırı ısı enerjisinin yüzde 90'ından fazlasını emdi. Okyanuslar çok büyük olduğundan ve suyun ısınması havadan çok daha fazla enerji gerektirdiğinden, bu durum geçen yüzyılda ortalama olarak yarım derecelik sıcaklık artışı olduğu anlamına gelir. Ama ısınma gittikçe hızlanıyor. Okyanusun üst kısmı, birkaç on yıl öncesine göre yaklaşık yüzde 24 daha hızlı ısınıyor ve bu oranın gelecekte artması muhtemel gözüküyor. Ne kadar küçük olursa olsun, her küçük ısınmanın deniz yaşamı, fırtına yoğunluğu ve daha fazlası üzerinde muazzam etkileri vardır.

Günümüzde okyanus suyunun ısınması küresel deniz seviyesini yükseltiyor çünkü su ısındığında genleşiyor. Karada eriyen buzullardan gelen su ile birleşince yükselen deniz, dünyanın dört bir yanındaki kıyı şeridine yakın doğal ekosistemleri ve insan yapılarını tehdit ediyor. Isınan okyanus suları, her ikisi de Dünya'nın iklim sistemi için daha fazla sonuçları olan buz kütlelerini ve deniz buzunu oldukça yakından etkiliyor.

Isınan denizler deniz yaşamına zarar veriyor

Okyanusun en üst kısmı, yaklaşık 700 metre kadar, ekstra ısının büyük kısmını emiyor. Okyanusun alt birkaç bin fitlik kısmı bu kadar yoğun şekilde etkilenmiyor ancak denizin en üst tabakası, yaklaşık 75 metreye kadar, en hızlı şekilde ısınıyor ve 1970'lerden bu yana her on yılda ortalama 0.11 santigrat derece sıcaklık artışı yaşandı. Dünya yüzeyinde dalgalanan bunaltıcı ısı olaylarının okyanusal versiyonu olan deniz ısı dalgaları geçen yüzyılda yüzde 50'den fazla olacak şekilde sıklık ve güç bakımından da artış gösterdi. Bu sıcak olaylar sırasında, okyanus yüzeyine yakın bölgelerdeki sıcaklıklar ortalamanın birkaç derece üzerine çıkabilir. Planktonlardan balıklara ve balinalara kadar çoğu okyanus sakini, okyanusun üst kesimlerinde, yani sıcaklığın en hızlı arttığı bölgede yaşar. Bu deniz organizmalarının çoğu sıcaklıktaki hafif veya kısa süreli değişikliklere bile duyarlıdır. Örneğin mercanlar, içinde yaşadıkları suyun sıcaklığına oldukça duyarlıdır. Sadece bir santigrat derecelik ısınma onları strese sokabilir ve ağarmalarına neden olabilir. Bu, içlerinde yaşayan ve genellikle enerjilerinin çoğunu sağlayan simbiyotik algleri attıkları anlamına gelir. Bazen mercanlar bu ağartma olaylarından kurtulabilir. Diğer zamanlarda ise bunu yapamazlar.

Okyanus sularının ısınması deniz ekosistemlerini ve insan geçim kaynaklarını tehdit ediyor. Örneğin, ılık sular mercanların sağlığını ve karşılığında barınak ve yiyecek için onlara bağımlı olan deniz yaşamı topluluklarını tehlikeye atar. Nihayetinde, yiyecek ve iş için deniz balıkçılığına bağımlı olan insanlar, ısınan okyanusun olumsuz etkileriyle karşı karşıya kalabilirler.

Isınan denizler deniz seviyelerini yükseltiyor

Sıcak su, soğuktan daha fazla yer kaplar. Okyanuslar ısındıkça genişlediler; büyüdükçe deniz seviyeleri yükselir. 1971 ve 2010 yılları arasında, bu ısı kaynaklı deniz seviyesindeki yükselme her yıl okyanusun yüksekliğine yaklaşık 0,8 milimetre ekledi. Termal genişleme, şimdiye kadar gezegende gözlemlenen tüm deniz seviyesi yükselişinin yaklaşık yarısına katkıda bulundu. Şimdiye kadar Grönland veya Antarktika'dan veya dünyanın diğer buzullarından gelen buzların erimesinden daha fazla etki etti. Ancak buz kütleleri hızla eriyor ve küresel deniz seviyesinin yükselmesine birincil katkı olarak ısı kaynaklı su genişlemesini sollaması muhtemel. Son 50 yılda Dünya'da meydana gelen ısınmanın yüzde 90'ından fazlası okyanuslarda meydana geldi. Son araştırmalar okyanusların üst bölümlerinin ısınmasının, 1971'den 2010'a kadar iklim sisteminde depolanan ısı miktarındaki toplam artışın yaklaşık yüzde 63'ünü oluşturduğunu ve 700 metreden okyanus tabanına kadar ısınmanın yaklaşık yüzde 30'luk bir artışa neden olduğunu tahmin ediyor.