Atlantik Neden Yosunlarla Dolup Taşıyor?
Fosfor açısından zengin derin suların yukarı doğru akışı, Sargassum algleri üzerinde yaşayan ve bu alglere rekabet avantajı sağlayan bir azot bağlayıcı simbiyonu destekler.
Bu yılın Haziran ayı başlarında, yaklaşık 38 milyon ton Sargassum, Karayip adaları, Meksika Körfezi ve Güney Amerika’nın kuzey kıyılarına sürüklenerek yeni bir rekor kırmıştı. Yaz aylarında, bu kahverengi algler genellikle kıyı şeritlerinde birikerek ayrışır ve güçlü bir koku yayar.
Bu birikim sadece turizmi engellemekle kalmaz, aynı zamanda kıyı ekosistemlerini de tehdit eder. Ancak açık sularda, yüzen Sargassum algleri birçok deniz canlısı için önemli bir besin kaynağı ve yaşam alanı görevi görür.
Bu algler aslen Florida’nın doğusunda bulunan Sargasso Denizi’nden gelir. Bilim insanları, 2011 yılından bu yana, hakim doğu rüzgarları altında ekvatordan Karayipler’e doğru sürüklenen devasa bir deniz yosunu alanı olan Büyük Atlantik Sargassum Kuşağı’nın oluşumunu defalarca belgelemiştir.
Yakın zamana kadar, alglerin hızlı büyümesini besleyen fosfor (P) ve azot (N) kaynakları tam olarak anlaşılamamıştı. Birçok araştırmacı, tarım veya yağmur ormanı tahribatından kaynaklanan besin maddesi akışının sorumlu olduğundan şüpheleniyordu, ancak bu faktörler tek başına son yıllarda görülen Sargassum biyokütlesindeki keskin artışı açıklayamıyor.
Max Planck Kimya Enstitüsü liderliğindeki yeni bir çalışma, bu yoğun çiçeklenmelerin ardındaki ana mekanizmayı ve bunları destekleyen iklim koşullarını belirledi. Bu keşif, bilim insanlarının gelecekteki Sargassum karaya vurma olaylarını tahmin etmek için bir öngörü sistemi tasarlamalarına olanak sağladı.
Alglerde büyüyen siyanobakterilerin sağladığı ekstra azot
Nature Geoscience dergisinin son sayısında, Mainz’lı araştırmacılar, ekvator yakınlarında güçlü rüzgarların etkisiyle oluşan yukarı doğru akıntının fosfor bakımından zengin derin suları yüzeye nasıl çıkardığını ve kuzeye, Karayipler’e doğru nasıl taşıdığını anlatıyor. Bunun sonucunda fosfor bulunabilirliğindeki artış, Sargassum yüzeyinde yaşayan siyanobakterilerin büyümesini teşvik ediyor.
Grenada, Soubise’de iki çocuk, teknelerini karaya oturtmak için kalın Sargassum halısının üzerinde mücadele ediyor. Bu tür sahneler, 2011’de yaz aylarında Atlantik’te yosun patlamalarının patlak vermesinden bu yana giderek yaygınlaşıyor. Bunun nedeni, rüzgarların fosfor bakımından zengin derin suları yüzeye çıkarmasıdır. Bu durum, Sargassum ile simbiyotik olarak yaşayan ve azot bakımından fakir okyanusun hayati besinini sağlayan azot bağlayıcı siyanobakterilerin çoğalmasını teşvik eder. Kaynak: Jonathan Jung / MPIC.
Bu mikroorganizmalar, atmosferik azot gazını (N₂) yakalayıp alglerin kullanabileceği bir forma dönüştürebilir; bu işlem azot fiksasyonu olarak bilinir. Siyanobakteriler, alglerle simbiyotik bir ilişki kurarak büyümelerini hızlandıran ek bir azot kaynağı sağlar. Çalışmaya göre, bu ortaklık Sargassum’a Ekvator Atlantik’indeki diğer alglere karşı rekabet avantajı sağlıyor ve biyokütlesindeki son artışı açıklamaya yardımcı oluyor.
Mercan çekirdeklerindeki azot izotopları, son 120 yıldır azot fiksasyon oranlarını ortaya çıkardı.
Araştırmacılar, çeşitli Karayip bölgelerinden alınan mercan çekirdeklerini analiz ederek alg patlamaları, artan azot fiksasyonu ve serin, besin açısından zengin derin suların yükselmesi arasındaki bağlantıyı tespit ettiler. Mercanlar, büyümeleri sırasında kireçli iskeletlerine sudan gelen kimyasal imzaları dahil ettikleri için okyanustaki geçmiş değişiklikleri yeniden yapılandırmak için hayati önem taşıyan arşivlerdir. Ağaç halkalarına benzeyen mercan yıllık büyüme katmanlarını analiz ederek, araştırmacılar okyanusun kimyasal bileşimindeki son yüzyıllardaki değişiklikleri ortaya çıkarabilirler.
Bu çalışmada, Max Planck araştırmacıları, son 120 yılda mikroorganizmalar tarafından okyanusta fikse edilen azot miktarını yeniden hesaplamak için mercanların azot izotopik bileşimini analiz ettiler. Azot fiksasyonu sırasında bakteriler, okyanustaki kararlı azot izotoplarının (15N ila 14N) oranını düşürür. Dolayısıyla, mercan katmanlarında analiz edilen düşük 15N ila 14N dönemleri, yüksek azot fiksasyon oranlarının olduğu zamanları göstermektedir. Araştırma gemisi Eugen Seibold tarafından toplanan deniz suyu örnekleri, modern mercanların azot izotopik bileşimini kalibre etmek için kullanılmış ve bu da mercanların azot fiksasyonunu kaydettiğini göstermiştir.
2011’den beri alg büyümesi ve azot fiksasyonu birbiriyle bağlantılı kaldı.
Max Planck Kimya Enstitüsü’nde doktora öğrencisi ve çalışmanın başyazarı Jonathan Jung, “İlk ölçüm setinde, iki yıllık rekor Sargassum çiçeklenmeleri olan 2015 ve 2018’de azot fiksasyonunda iki önemli artış fark ettik. Bu nedenle mercan rekonstrüksiyonumuzu yıllık Sargassum biyokütle verileriyle karşılaştırdık ve iki kayıt mükemmel bir şekilde örtüştü! Ancak o zamanlar, nedensel bir bağlantı olup olmadığı hiç de net değildi.” diye açıklıyor.
Araştırmacılar, her iki ölçüm setini de inceledikten sonra bir bağlantı tespit ettiler. Sadece maksimum değerlerin değil, minimum değerler de dahil olmak üzere alg büyümesi ve azot fiksasyonuna ilişkin tüm veri serisinin 2011’den beri bağlantılı olduğu ortaya çıktı. Bu zamanlama önemli çünkü 2010 yılında kuvvetli rüzgarlar kahverengi algleri ilk kez Sargasso Denizi’nden tropikal Atlantik’e taşıdı.
Araştırma ekibi, diğer olasılıkları eleyerek, fosfor fazlalığının Sargassum çiçeklenmelerindeki kilit faktör olduğu sonucuna vardı. Daha önceki bir teori, Afrika’dan Atlantik’e sık sık esen demir açısından zengin Sahra tozunun alg büyümesini desteklediğini öne sürmüştü. Ancak, toz girdisi biyokütle ile ilişkili değildi. Benzer şekilde, Amazon veya Orinoco nehirlerinden gelen besin girdileri de Sargassum çiçeklenme gözlemleriyle ilişkili değildi.
Yeni mekanizma, gelecekteki Sargassum patlamalarının tahminlerini iyileştirmek için kullanılabilir.
Araştırmacılar, yayınlarında, derin sulardan yükselen fosfor ve azot fiksasyonundan kaynaklanan azotun, son on yıllarda gözlemlenen alg patlamalarını tetiklediği bir mekanizmayı tanımlıyor. Jeokimyacı Jung ekliyor: “Mekanizmamız, Sargassum büyümesinin değişkenliğini önceki tüm yaklaşımlardan daha iyi açıklıyor. Ancak, diğer faktörlerin de rol oynayıp oynamadığı ve ne ölçüde oynadığı konusunda hala belirsizlik var.”
Fosfor arzı, tropikal Kuzey Atlantik’teki daha soğuk deniz yüzeyi sıcaklıkları ve güney Atlantik’teki daha sıcak sıcaklıklar nedeniyle oluşur. Bu sıcaklık değişimleri hava basıncında değişikliklere neden olarak, yüzey suyunun yerini değiştiren ve derin denizden fosfor bakımından zengin suyun içeri akmasına izin veren rüzgar anomalilerine yol açar.
Mainz araştırmacılarına göre, rüzgarları, deniz sıcaklıklarını ve bunun sonucunda ekvatoral Atlantik’te oluşan yükselen akıntı değişimlerini gözlemlemek, Sargassum’un büyüme tahminlerini iyileştirebilir. Max Planck Kimya Enstitüsü’nde grup lideri ve çalışmanın kıdemli yazarı Alfredo Martínez-García şöyle açıklıyor: “Sonuç olarak, tropikal Atlantik’teki Sargassum’un geleceği, küresel ısınmanın ekvatoral Atlantik’e aşırı fosfor arzını yönlendiren süreçleri nasıl etkilediğine bağlı olacak.”
Ekibi, Karayipler’in farklı bölgelerinden yeni mercan kayıtlarını ölçerek bu süreçlere dair daha ayrıntılı bir görünüm sağlamayı planlıyor. Araştırmacılar, bu yeni bulguların, çiçeklenmelerin Karayip resif ekosistemleri ve kıyı toplulukları üzerindeki etkilerini azaltma çabalarına rehberlik edebileceğini umuyor.
Kaynak: https://scitechdaily.com
Atlantik’in Tabanında Büyük Felaket: 60.000 Yıllık Sır Ortaya Çıktı