Küresel Isınma ve İklim Değişikliği Nedir.Sebepleri
Yazı: Tim Appenzeller ve Dennis R. Dimick Fotoğraflar: Peter Essick
Dünya'nın ısınıyor, hem de hızla. Peki bizler bu ısınmanın ne kadarından sorumluyuz?
Küresel ısınma, endişelenmeyi gerektirmeyecek kadar uzak ya da belirsiz bir gelişme olarak görülebilir –bir hafta sonrasının hava durumunu dahi genellikle doğru tahmin edemeyen günümüz bilgisayar teknolojilerinin öngördüğü bir diğer gelişme... En azından, soğuk bir kış gününde birkaç derecelik ısınmanın o kadar da kötü olmadığını düşünebilir ve iklim değişikliğine ilişkin uyarıları, yaşam biçimlerimizi değiştirmek için geliştirilen çevreci korkutma taktikleri olarak algılayabilirsiniz. Ancak değişen Dünya konulu dosyamızın birinci bölümü “ Jeo–Alarm ”a göz atmanızda yarar var. Dünya'nın insanlığı tedirgin eden haberleri olduğunu göreceksiniz.
Şu anda Alaska'dan And Dağları'nın karlı zirvelerine kadar her yer ısınıyor, hem de hızla. Sıcaklıklar geçtiğimiz yüzyıldan bu yana Dünya genelinde 0,6ºC arttı ancak en soğuk, en uzak noktalar çok daha fazla ısındı. Sonuçlar pek de iç açıcı değil. Buzullar eriyor, nehirler kuruyor, kıyılar erozyona uğruyor ve yakınlarda yaşayan toplulukları tehdit ediyor.
Yazı: Daniel Gliek Fotoğraflar: Peter Essick
Çekilen buzullar, yükselen denizler ve küçülen göller halen sürmekte olan küresel değişimin örneklerinden sadece birkaçı.
Daniel Fagre, sırt çantalarımızı yüklenirken, “Gerekli olmayan hiçbir şeyi yanımıza alamayız” diyor. Kramponlar, buz baltaları, ip, GPS alıcıları ve boz ayıları uzak tutacak özel spreylerle silahlanıyor ve Montana'da, Glacier (Buzul) Ulusal Parkı'nda, Sperry Buzulu'na doğru güçlükle ilerliyoruz. Fagre ve ABD Jeoloji Servisi Küresel Değişim Araştırma Programı'ndan iki araştırmacının yanında yürüyorum. Onlar 10 yılı aşkın bir süredir yaptıkları gibi, yine, parktaki buzul katmanlarının ne kadar eridiğini ölçüyorlar.
Şu ana kadar elde edilen sonuçlar insanın kanını donduruyor. Glacier Ulusal Parkı 1910'da kurulduğunda yaklaşık 150 buzula ev sahipliği yapıyordu. O dönemden bugüne buzul sayısı 30'un altına düştü ve geriye kalanlar da alan olarak üçte iki oranında küçüldü. Farge, parka adını veren buzulların tümü olmasa da büyük bölümünün 30 yıl içinde yok olacağını öngörüyor.
“Normal koşullar altında jeolojik zaman ölçeğinde meydana gelen olaylar artık insan ömrü kadar kısa bir dönemde gerçekleşiyor” diyor.
Gezegenin sağlık durumunu değerlendiren uzmanların elinde Dünya'nın ısındığını gösteren kesin kanıtlar var. Ve bazı kanıtlar bu ısınmanın hızla gerçekleştiğini ortaya çıkarıyor. Çoğu uzman, insan etkinliklerinin, özellikle de fosil yakıt kullanımı sonucunda atmosferde biriken sera gazlarının, küresel ısınmayı etkilediği inancında. Araştırmacılar son 10 yılda yıllık ortalama yüzey sıcaklıklarında rekor artış kaydetti ve gezegenin her yanında başka değişiklikler de –buz dağılımında, okyanus suyu sıcaklık ve tuzluluk oranında değişiklikler– gözlemleniyor.
Bir buzul yamacına tırmanırken Fagre, “Bu buzul eskiden daha yakındaydı” diyor. Patikanın kenarındaki levha, Sperry Buzulu'nun kapladığı 325 hektarlık alanın 1901'den bu yana 120 hektara düştüğünü gösteriyor. Soluklanmak için duran Fagre, “Aslında bu bilgi güncel değil” diyor. “Artık bu alan 100 hektarın da altında.”
Dünyanın her yanında, buz değişime uğruyor. Kilimanjaro'nun ünlü karları 1912'den bu yana yüzde 80'in üzerinde eridi. Garhwal'da (Himalaya) buzullar öylesine büyük bir hızla eriyor ki araştırmacılar Himalayalar'ın orta ve batı kesimlerindeki buzulların 2035'e kadar yok olacağına inanıyor. Kuzey Kutbu'nda deniz buzu son 50 yılda büyük ölçüde inceldi ve son 30 yılda da kapladığı alan yaklaşık yüzde 10 azaldı. NASA'nın düzenli aralıklarla yapılan lazer altimetre ölçümleri Grönland'ın buz örtüsünün küçüldüğünü gösteriyor. Kuzey Yarıküre'de tatlı su buzları ilkbaharda çözülmeye 150 yıl öncesine göre 9 gün erken, sonbaharda donmaya ise 10 gün geç başlıyor. Alaska'nın bazı kesimlerinde, permafrostun (donmuş toprak tabakası) erimesi nedeniyle yüzeyde neredeyse 5 metrelik çökme meydana geldi. Kuzey Kutbu'ndan Peru'ya, İsviçre'den Endonezya'nın İrian Jaya buzullarına kadar çok büyük buzul alanları, dev buzdağları ve deniz buzları yok oluyor; hem de büyük bir hızla.
“ Eko–Alarm ” başlıklı bölümde okuyacağınız gibi, flora ve fauna da ısınmadan etkileniyor. Değişiklikler büyük ölçüde gözden ırak gerçekleşiyor. Ancak akıldan ırak olmamalı çünkü bunlar gezegenin geri kalanı için geleceği gösteren işaretler.
Bazı şüpheciler, “Hemen karar vermeyin” diyor. İklim kararsızlığıyla ünlüdür. Bin yıl önce Avrupa ılımandı ve İngiltere'de şaraplık üzümler yetişiyordu; 400 yıl öncesine gelindiğinde ise iklim değişmiş, hava serinlemiş ve Thames belirli aralıklarla donmaya başlamıştı. Şu andaki ısınma da doğanın kaprisi, geçici bir durum olamaz mı? Uzmanlar, “Bundan çok da emin olmayın” diyor. Ancak gezegen genelinde ateşi yükselten bir diğer etken daha var.
Yüzlerce yıldır ormanları kesiyor; kömür, petrol ve benzin yakarak bitkilerle okyanusların soğurabileceğinden çok daha büyük bir hızla karbon dioksit ve ısıyı tutan diğer gazları atmosfere salıyoruz
Atmosferdeki karbon dioksit düzeyi bugün, yüz binlerce yıl önce olduğundan çok daha yüksek. İklim uzmanlarından George Philander, “Bizler artık iklimi belirleyen süreç üzerinde etkili olabilen jeolojik unsurlarız” diyor.
BM Hükümetlerarası İklim Değişikliği Paneli (IPCC), 2001'de yayımladığı ve bir dönüm noktası oluşturan raporda, geçtiğimiz yüzyıldaki ısınmanın çok büyük ölçüde insan etkinliğinden kaynaklandığını açıkladı. Küresel sıcaklıklar, binlerce yıl öncesindeki dönemlerde olduğundan çok daha hızlı bir şekilde artıyor. Ve iklim modellemeleri, yanardağ ve güneş patlamaları gibi doğal iklim güçlerinin tüm bu ısınmayı açıklayamadığını gösteriyor.
Yazı: Fen Montaigne Fotoğraflar: Peter Essick
Sıcaklıklar arttıkça canlıların yaşam alanları değişiyor; hayvanlar ve bitkiler daha yüksek rakımlara doğru çekiliyor. Ancak öyle bir nokta gelecek ki türlerin kaçacak hiçbir yeri kalmayacak.
Fraser, Humble Adası'nda bir asil penguen kolonisine yaklaşarak dört kiloluk bastıbacak kas yumaklarını, 100'den fazlasını, inceliyor. Biraraya toplanan penguenler sınırlarına giren komşularını gagalıyor. Koloniden sürekli bir bağırış yükseliyor. Armut şeklindeki gri yavrular idrar ve guanoya bulanmış; yuvalarının yakınlarında dolanıyor ve ebeveynlerinden birinin gelip kursağından geri çıkaracağı yaklaşık 100 gramlık krille kendilerini beslemesini bekliyorlar. Kokudan burnumun direği kırılıyor ama Fraser bunu hiç umursamaz gibi görünüyor.
Sekiz santimlik su geçirmez vericiyi takmak için bir penguen arıyor; bu, asil penguenlerin nerede yiyecek aradığını öğrenmesini sağlayacak. Çömelerek koloninin içlerine doğru birkaç adım attığında penguenlerin koro halinde çılgınca uyarı çığlıkları atmasına neden oluyor. Bir pengueni kanadından yakalıyor ve acı acı cıyaklayıp çırpınan kuşu, sırtına vericiyi yerleştirmek için bekleyen biyolog Cindy Anderson'ın kucağına götürüyor.
Bu verici Fraser ve Anderson'a, bu yıl kıyıya yakın yerlerde krilin bol olması nedeniyle, asil penguenlerin 15 kilometrelik mesafe içinde beslendiği bilgisini verecek. Bu tür bir bilgi, Fraser ve meslektaşlarının Antarktika Yarımadası'nda parçalarını birleştirmekle uğraştıkları ekolojik bilmecenin önemli bir parçası. Deniz buzu, krillerin üreme alanı ve kril; penguen, balina ve diğer pek çok hayvanı kapsayan besin zincirinin kilit halkası. Buz çekilmeye devam ederse kriller –ve onlarla beslenen tüm canlılar– için tehlike oluşabilir.
Fraser, Antarktika'ya ilk olarak 1974'te, lisansüstü öğrencisiyken geldi. Yarımadanın batı yakasına, Palmer İstasyonu'na yerleşti. Palmer'a yalnızca denizden ulaşılabiliyor ve o günlerde oradaki yaban hayatla ilgili neredeyse hiçbir şey bilinmiyordu. Fraser, fok ve martıların sayımını yapmaya başladı; bölgeye gelişleri, yavruların yumurtadan çıkış ve ilk tüylenmeye başlama tarihlerini kaydetti. Küresel ısınma konusunu pek düşünmüyordu ama düzenli olarak topladığı veriler, gelecekte iklim değişimiyle ilgili yapacağı çalışmalar için büyük önem taşıyacaktı.
“Asil penguenler şimdiye dek gördüğüm en dayanıklı canlılar” diyor Fraser. “Boyları 45 santim. Uçamıyorlar ama kış göçleri sırasında 5600 kilometre yüzebiliyorlar. Gezegenimizdeki en zor koşullarla çok iyi başa çıkıyorlar.”
IPCC, yüzyılın sonuna kadar 1,5 ila 5,5ºC 'lik bir sıcaklık artışı öngörüyor. Ancak ısınma aşamalı olmayabilir. “ Süre–Alarmı ” bölümünde yer verilen geçmiş dönemlere ait iklim kayıtları, gezegenin karmaşık bir termostatı olduğunu akla getiriyor. Ve bazı uzmanlar günümüzdeki sıcaklık artışının yıkıcı bir iklimsel sendelemeyi hızlandırabileceği konusunda kaygılı.
Yazı: Virginia Morell Fotoğraflar: Peter Essick
İklim değişimine yol açan şey ne? Acaba bir gece ansızın iklim "darbe"si yaşayabilir miyiz?
“Bir. İki. Üç. Kaldır!” Komutu veren, Oregon Üniversitesi'nden polen fosili ve paleoiklim uzmanı Cathy Whitlock... Hep birlikte –Whitlock, iki öğrencisi ve ben– göl yatağına yerleştirilen ve yeraltından örnek çıkaran büyük matkabın soğuk metal borusunu daha da sıkı tutup asılıyoruz. “Hadi, bir kez daha” komutu geliyor. Whitlock ve öğrencilerinin Oregon'da, Orta Kıyı Sıradağları'nda bulunan masmavi sulara, Little Gölü'nün bataklık kıyısına soktuğu boru yavaş yavaş, milim milim, inleye inleye, çamurdan çıkıyor.
“Bir daha” diyor Whitlock. Dediğini yapmak üzere eğilip sonunda boruyu çamurdan kurtarıyoruz. Whitlock gölün derin çökellerinden buna benzer yaklaşık 200 örnek çıkarmış olsa da beş santimetre çapında, bir metre uzunluğundaki en yeni çamur örneğini borudan çıkarırken ilk bisikletini alan bir çocuk gibi seviniyor.
“Çok güzel bir örnek” diyor. Bana kalırsa hiçbir ilginç yanı yok. Ama çamurun rengi bile Whitlock'ın uzman gözü için farklı bir anlam taşıyor. Örneği uzunlamasına keserken, “Koyu kahverengi olması, organik madde –özellikle de polen– ile dolu olduğunu gösterir” diyor. “Mikroskop olmadan poleni göremezsin ama orada.”
Ve bu polen, Whitlock gibi araştırmacıların karşılaştığı en büyük bilmecelerden birinin ipuçlarını barındırıyor: Gezegenimizin belirli aralıklarla geçirdiği –ve geçireceği– ani iklim değişikliklerinin nedeni nedir? Konu, son bir milyon yıldır buzullarla kaplanan, ardından ısınan bir Dünya'da 100.000 yılda bir yaşanan değişimler değil; Dünya'nın aniden buzul çağından ılıman bir iklime, sonra yine buzul çağına döndüğü, uzmanlar tarafından yakın dönemlerde belirlenen ve daha hızlı gerçekleşen değişimler. Bu tür büyük değişiklikler ne sıklıkta ve ne hızda gerçekleşti? Belki de en önemlisi, geçmişte yaşanan bu ani dönüşümler Dünya'daki iklimin bugün ve gelecekteki yönü hakkında ne söylüyor?
Uzmanlar bu tür soruları yanıtlamak için çok çeşitli kaynaklar –buzullar, mağara dikitleri, ağaç halkaları ve mercanlar, toz ve kumullar– kullanarak eski dönemlerdeki iklimlerin izlerini gün yüzüne çıkarmaya uğraşıyor. Daha yakın geçmişin iklimini çözmeye çalışan diğerleri de insanların tuttuğu kayıtlara yönelip arkeolojik yazıtlar, bağcı ve bahçıvan günlükleri ve kaptanların seyir defterlerini kullanıyor. Buzul bilimci Lonnie Thompson, “Bize hem insanlar, hem de doğanın bıraktığı kayıtlar gerekli” diyor. “İklim dinamiğinin insanlardan önce ve sonra nasıl işlediğini anlamak istiyoruz. İnsanların iklim üzerindeki etkisini, yaşanan değişimden ne oranda sorumlu olduğumuzu anlamanın tek yolu bu.”
Fotoğraf: Peter Essick
İşin Özü
Buzulbilim uzmanı Victor Zagorodnov (solda) ve Patrick Ginot, Peru'nun Quelccaya buz takkesinin yaklaşık 5670 metre yükseklikteki doruğundan 170 metrelik bir örnek çıkarırken görülüyor. Buzdaki belirli oksijen izotoplarının oranı sıcaklığa bağlı olarak değişiyor; bu durum uzmanların binlerce yıl geriye doğru giderek sıcak ve soğuk dönemleri ayırt etmelerine olanak veriyor. Artan sıcaklıklar, tropikal bölgelerdeki en büyük buz takkesi olan Quelccaya'nın eriyerek hızla geri çekilmesine yol açıyor. En büyük buzul 1963'ten beri 930 metre geri çekildi ve yaklaşık 5000 yıl içindeki en küçük halini aldı.
Fotoğraf: Peter Essick
Buz Dağı Fabrikası
Antarktika Yarımadası'ndaki Palmer İstasyonu'nun yakınlarında bulunan Marr Dağ Eteği Buzulu'nun ufalanarak denize düşen parçaları... Yarımadanın başka bir yerinde, devasa bir buzulun bir bölümü 2002 başlarında parçalanarak yarıldı. Peki, bu tür olaylara neden olan ne? En ağır darbeyi dünyanın en soğuk kuşaklarından bazılarını vuran iklim ısınması. Antarktika Yarımadası'nda kış aylarındaki ortalama sıcaklıklar 1950'den bu yana yaklaşık 5°C kadar yükseldi.
İnsanlığın yerleşik yaşama geçişinden bu yana, dünya iklimi neredeyse değişmeyen bir gidiş izliyor; sıcaklıklarda herhangi bir ciddi değişim olmuyor. Bu nedenle bizler de gerek hava sıcaklıklarının gerekse iklim desenlerinin dünya tarihi boyunca hep aynı kaldığını, değişmediğini düşünüyoruz. Ne var ki iklimbilimcilerin bulguları hiç de böyle olmadığını gösteriyor. Gerçekte dünya iklim sistemi, durgun bir yapıda olmaktan çok uzak. Yüzlerce milyon yıllık sıcak dönemler, bunların ardından gelen onlarca milyon yıllık soğuk dönemler; soğuk dönemlerin içinde yüz bin yıllık periyodlarda ve yaklaşık on bin yıl süren ılık vahalar ve bunların içinde de onlarca ya da yüzlerce yıl süren görece hafif, soğuklu sıcaklı birçok dönem var. Kısacası dünya zaman zaman değişen sürelerle hem ısınıyor hem de sonra yeniden soğuyor. Örneğin son bir milyar yıl içinde yaklaşık 250 milyon yıl süren sıcak dönemlerin ardından gelen dört büyük soğuk dönem oldu. Sıcak dönemlerde, dünyanın ortalama sıcaklığının 22°C kadar olduğu sanılıyor; bugünkünden 7°C daha fazla! Bu dönemlerde kıtalar bugünkü yerlerine oturmamıştır. Karaların iç bölgelerinde ılık ve sığ denizlerle bataklıklar vardır; deniz düzeyleri yüksektir, kutuplarda buz bulunmaz; oraları da bitkiler ve ormanlarla kaplıdır. Bu sıcak dönemler, bir süre sonra soğuk ama daha kısa süren dönemlerle kesiliyorlar. Bu köklü iklim değişimi de birkaç yüz yıl gibi kısa bir sürede oluyor.
Gezegenimiz, son olarak, yaklaşık elli milyon yıl önce soğuk bir döneme girdi. Aslında su anda hala onun içindeyiz. Bu dönemde hava sıcaklıkları düştü, kutuplardan başlayarak orta enlemlere değin uzanan buz tabakaları kapladı dünyayı. Canlıların doğal yaşam alanları değişti. Yeni koşullara uyum sağlayamayan türler yok oldu; yeni türler ortaya çıktı. Bu soğuk çağda, yüz bin yıl arayla görülen ve yaklaşık on bin yıl süren kısa dönemlerin dışında dünya sürekli soğuk oldu.
Peki bu periyodik ısınma ve soğumaların nedeni nedir? 250 milyon yıllık sıcak ya da yüz bin yıllık soğuk dönemlere yol açan güçlü etkiler nelerdir? iklimbilimciler de çok uzun zamandır bu sorulara yanıt arıyorlar, ilk soruya daha yanıt bulabilmiş değiller. Ancak ikincisi için bazı ipuçları var.
1930'lu yıllarda Sırp bilim adamı Milutin Milankoviç, Dünya'nın Güneş çevresindeki elips biçimli yörüngesinin, 95 000 yılda bir basıklaştığını gösterdi. Bu periyod akla hemen, yüz bin yıllık buz çağlarını getiriyor. Yörüngedeki bu değişimin yanı sıra Milankoviç, Dünya'nın ekseninde de 41 000 yıllık periyodu olan doğrusal bir kayma ile 23 000 yıllık periyodu olan dairesel bir sapma daha olduğunu buldu. Günümüz bilim adamları Dünya'nın bu hareketlerim bilmekle birlikte, bunların Dünya'nın değişken iklimiyle olan ilişkisini daha tam olarak kuramadılar.
Kimi iklimbilimciler, kıta kayma hareketlerinin ve dağ oluşumlarmın iklim değişimlerinde bir etkisi olabileceğini düşünüyor. Çünkü bu tür hareketler okyanuslardaki akıntı sistemlerini ve atmosferdeki rüzgarları etkiler. Kimi bilim adamları da yanardağ etkinliklerindeki periyodik bir aşırılığın iklim sistemini etkileyebileceğini savunuyorlar. Yanardağ patlamalarıyla atmosfere çok büyük miktarlarda toz yükselir. Bu tozlar, güneş ışınlarının geçişini engelleyen bir tabaka oluşturur ve böylece dünyanın sıcaklığı da düşer. 1991'de Filipinler'deki Pinatubo yanardağının patlaması yüzünden bir yıl boyunca dünyanın ortalama sıcaklığı 1°C kadar düşmüştü. Bunlardan başka Güneş lekeleriyle iklim olayları arasında bir ilişki arayan bilim adamları da var. Gerçekten de Güneş'in manyetik alanındaki değişimler ve Güneş lekeleri, yayılan enerji miktarını etkiler. Bu da doğal olarak Dünya'nın aldığı enerji miktannın değişmesine yol açar.
Soğuma ve ısınmaların nedenleri daha anlaşılabilmiş değil; ama son bir milyon yılda dünyayı en azından dokuz kez buz tabakalarının kapladığı biliniyor. Bugün aslında, bundan elli milyon yıl önce başlamış olan soğuk dönemin içindeki kısa süreli sıcak vahalardan birindeyiz: Büyük bir olasılıkla da vahanın sonu görünmeye başladı. Amerika ve Avrupa'nın ortalarına değin gelen buz tabakaları, bundan 18 000 ile 14 000 yıl önce çekilmeye başladılar. Buzların çekilmesi ısınmanın ilk belirtileriydi. Bu kısa ılık dönemin en yüksek sıcaklıklarına 8000 yıl kadar önce ulaşıldı; hava bugünkünden yalnızca 1-2°C daha sıcakti. Dört bin yıl kadar önce sıcaklık düşüşleri başladı. Tabii ki arada kısa süreli görece ılık dönemler oldu. Örneğin bin yıllarındaki böyle bir ısınma sırasında, Vikingler Izlanda'ya ve o zamanlar yeşil olan Grönland'a gidip koloniler kurdular; hatta Amerika'ya bile gittiler. Ama sonra soğukların geri gelmesiyle Grönland buzla kaplandı ve koloniler de çöktü.
Bilim adamlarına göre dünya şu anda artık soğuma eğiliminde olmalı. Ancak son yüz elli yıllık gözlemler, bir şeylerin sanki ters gittiğini gösteriyor. On dokuzuncu yüzyılın ortalarından 1940'a değin, dünyanın özellikle kuzey yarım küresinde belirgin bir ısınma gözlenmişti. Sonra, 1940'tan başlayıp 1960'lı yılların sonuna değin süren yaklaşık 0,25°C'lik bir soğuma yaşandı. Bu dönemde Alaska ve İskandinavya'daki buzulların geri çekilmesi durdu. Hatta isviçre'dekiler ilerlemeye bile başladılar. Ne var ki 1970'li yıllarda dünya yeniden ısınmaya başladı. Kasım 1976'da iklimbilimci Dr. Wallace S. Broecker "Yirmi-otuz yıl sürecek, hızlı bir ısınma döneminin başında olabiliriz. Eğer doğal soğuma eğilimi sona erdiyse, küresel sıcaklık büyük bir artış gösterecektir... bu ısınma 2000 yılında, dünyanın ortalama sıcaklığını son bin yılın en üst düzeyine çıkartabilir" demişti. Bugünkü durum ortada: Ağaç halkaları, buz örnekleri, mercanlar ve okyanus tabanlarından alınan örnekler üzerinde yapılan incelemeler, 1997 yılının son 1200 yıllık dönem içindeki en sıcak yıl olduğunu ortaya koydu. 1998 ise 1997'den bile daha sıcak geçti.
Isınıyoruz Bugün dünyanın en soğuk bölgesi neresidir sorusuna verilecek yanıt, kuşkusuz Antarktika'dır. Avustralya'nın iki katı büyüklüğündeki bu kıtanın hemen hemen tümü (% 98) buzla kaplıdır. Yaklaşık yüz milyon yıl önce süper kıta Gondwana'dan kopan kıta yavaş yavaş bugünkü yerine oturdu. Oluşumundan sonra çok uzun bir süre üzerinde buz bulunmayan Antarktika'da yaklaşık on beş milyon yıldır değişmeyen bir buz takkesi bulunuyor.
Kıtayı kaplayan buz tabakası, gelen güneş ışınlarının %80-85'ini geri yansıtır. Antarktika'nın günümüzde bu denli soğuk olmasının temel nedeni budur. Buz tabakasının ortalama kalınlığı 1,5 km'dir ama bu kalınlığın 4,5 km'yi aştığı yerler de vardır. Dünyadaki buzların % 90'ı (yaklaşık 30 milyon kilometreküp), Antarktika'da bulunur ve bu buzlar, dünyadaki temiz suların % 70'ini içerir.
Bu yapısıyla, Antarktika'nın dünya iklimi içinde önemli bir yeri vardır. Her şeyden önce kıta, dünya iklim sisteminin soğutucu birimidir. Soğutma etkisinin dünya rüzgar desenlerinin oluşumunda önemli bir yeri vardır. Bu etkinin yanı sıra Antarktika'nın okyanusla olan ilişkisi de çok önemlidir.
Dünyadaki iklimin en önemli öğelerinden biri de bilim adamlarının taşıyıcı bant adını verdikleri okyanus akıntı sistemidir. Mobius şeridine benzer biçimdeki akıntı, kimi zaman dipten kimi zaman da yüzeyden gider. Dünyadaki tüm ırmaklarda akan suların yirmi katı kadar su taşıyan bu akıntı sistemi izlanda yakınlarında soğur ve yoğunlaşarak dibe batar. Yön değiştiren akıntı dipten, güneye, Afrika'ya, doğru ilerler.
Afrika'nın güneyinde, Antarktika yakınlarında, akıntı iki kola ayrılır. Kollardan biri Avustralya'nın .doğusundan geçerek Pasifik Okyanusu'nun kuzeyine yönelir. Yol boyunca ısınır ve yüzeye çıkar; sonra ABD'nin batı kıyılarını izleyerek güneye iner ve Avustralya'nın kuzeyinden geçer. Öteki kol Hint Okyanusu'nda bir çember çizer; ısınan ve yüzeyden akan sular Avustralya'nın batisında birinci kolla birleşir. Ondan sonra taşıyıcı bant tek bir büyük kol biçirninde Afrika'nın batisından geçerek kuzeye yönelir. Yol boyunca buharlaşma nedeniyle suları azalan akıntının tuz oranı yükselmiştir; kuzeye yaklaştıkça da. soğur, izlanda yakınlarında bu soğuk ve yoğun sular dibe batar. Böylece döngü tamamlanır.
Taşıyıcı bant, okyanuslar arasında su ve ısı alışverişini sağlar. Bu sistem sayesinde Pasifik ve Hint Okyanuslarının sıcak suları Atlantik'e taşınır. Bu sırada yüzeyden giden akıntının üzerindeki hava da ısınır ve akıntının yakınından geçtiği karaların iklimi yumuşar. Örneğin Kuzeybatı Avrupa, taşıyıcı bant sayesinde yaklaşık 10°C daha sıcak olur.
Güney yarımkürede yaz mevsimi geldiğinde, Antarktika'da eriyen buzların soğuk suları da dibe çöker ve taşıyıcı banta katılır; sonra da kuzeye yönelir. Bu nedenle Antarktika, hem soğukluğu hem de taşıyıcı banta aktardığı soğuk suları nedeniyle dünya iklim sisteminin dengesi açısından çok önemlidir.
Son yıllarda bilim adamları kıtanın iç bölgelerinin aldığı yağış miktarında bir artış, bunun yanında kıyılarındaki buz hacminde de bir azalış gözlüyorlar. Buz hacmindeki benzer bir azalma Arktik Denizi'yle dünyanın orta ve alçak enlemlerindeki buzullarda da kendini gösteriyor. Örneğin Afrika'da Kilimanjaro Dağı'ndaki buzul, 20. yüzyılda kütlesinin yaklaşık dörtte üçünü yitirdi. Aynı dönemde Kafkaslardaki buzulların kütlesi yarıya indi. Çin-Rusya sınırında, Tiyen Şan Dağları'ndaki buzullarsa son kırk yılda yaklaşık % 20 küçüldüler. Yirminci yüzyılda denizlerin düzeyi 10-25 cm kadar yükseldi ve günümüzde de her yıl yaklaşık 2 mm yükseliyor. Bunun 0,2-0,6 mm kadarı okyanusların ısıl genleşmesinden (tıpkı yazın ısınan elektrik hatlarının sarkması gibi) kaynaklanıyor. Yükselmenin geri kalan bölümünün, buzların ve buzulların erimesi yüzünden olduğu sanılıyor. Bilim adamları bu durumu kaygıyla izliyorlar. Ama onları daha da kaygılandıran olay, buzulların erime hızının son yıllarda giderek artıyor olması. Örneğin Yeni Zelanda'daki buzullar yalnızca yirmi yılda kütlelerinin dörtte birini yitirdiler, İspanya'da 1980'de yirmi yedi olan buzul sayısı bugün on üçe düşmüş durumda. Peru Andları'ndaki Qori Kalis buzulu, 1963-78 yılları arasında, yılda dört metre kadar geri çekilirken, 1995'te buzulun yıllık geri çekilme hızı otuz metreye ulaştı. Bilim adamlarına göre buzullardaki bu erime, bir tek şeyi gösteriyor; küresel bir sıcaklık artışını.
Sıcaklık artişının tek göstergesi buzulların erimesi değil kuşkusuz. Göllerin su sıcaklıklarındaki artışlar ya da atmosferde sıcaklığın 0°C'ye düştüğü yüksekliğin, 1970'ten bu vana her yıl, 4,5 m kadar artması da birer gösterge. Ancak dünya sıcaklığındaki artışı, en belirgin olarak gözler önüne seren kanıt, yaklaşık 140 yıldır dünyanın birçok yerinde tutulan sıcaklık kayıtları. Bu kayıtlar incelendiğinde, 1860-2000 yılları arasında küresel sıcaklığın yaklaşık 0,5-0,7°C yükselmiş olduğu görülüyor. Sıcaklığın en hızlı arttığı dönem de son yirmi yıllık dönem.
Bir dereceden bile küçük bu artışın aslında pek de önemli bir artış olmadığı düşünülebilir. Ancak 1500'lü yıllarda başlayıp 1800'lü yıllara değin süren ve Avrupa'da Küçük Buz Çağı olarak anılan soğuk dönemde, ortalama küresel sıcaklık, bugünkü değerinin yalnızca 1°C altındaydı. Günümüzden 12 000 yıl kadar önce sona eren son buzul çağındaysa dünyanın ortalama sıcaklığı bugünkü düzeyinden yalnızca5°C daha düşüktü. Bize sayı olarak pek küçük gelen bu sıcaklık değişimlerinin, iklim kuşakları, canlıların doğal yaşam alanları ve insanların toplumsal yaşamları üzerinde gerçekte büyük etkileri olur.
Atmosfer Güneş sisteminde, Merkür dışındaki tüm gezegenlerde, hatta kimi gezegenlerin uydularında bile atmosfer bulunur. Bu atmosferlerin kalınlığı, içerdiği gazlar ve yapısı gezegenden gezegene değişir. Örneğin Mars'ta, karbon dioksitten (CO2) oluşan ince ve soğuk bir atmosfer vardır. Öte yandan Venüs'te başta yine CO2 olmak üzere, azot, kükürt dioksit ve su buharından oluşan çok yoğun ve sıcak bir atmosfer bulunur. Mars'ın yüzey sıcaklığı -130°C'ye kadar düşerken Venüs'te sıcaklık 500°C kadardır. Mars'ın atmosferi çok incedir ve Güneş'ten gelen yüksek enerjili morötesi ışınları engelleyecek bir yapıda değildir. Öte yandan Venüs'ün atmosferindeki bulut tabakası öylesine kalındır ki yüzeyden Güneş'i görmek olanaksızdır. Her iki gezegenin atmosferi de bugün için hem insanlar hem de Dünya'daki başka canlılar açısından -kimi mikroorganizmalar dışında- bu gezegenleri yaşanamaz kılıyor. Yeryüzünde yaşam, atmosferimizin oluşturduğu uygun koşullar sayesinde başlamış ve onun değişimleriyle birlikte evrim geçirerek biçimlenmiştir.
Bilim adamları, oluşumunun ilk aşamalarında Dünya'nın bir atmosferi bulunmadığını düşünüyorlar. Tektonik hareketlerin sonucunda Dünya'nın iç kısımlarından gelen gazların zamanla bir atmosfer oluşturduğu var sayılıyor. Bu ilk atmosferin içeriği ve yapısı bugünkünden çok farklıydı. Örneğin oksijen yok denecek kadar azdı; bir ozon tabakası da yoktu.
Günümüzde dünya atmosferim oluşturan temel gazlar azot (N2) ve oksijendir (O2). Bu iki gazın yanı sıra argon (Ar), karbon dioksit (CO2), metan (CH4), su buharı (H2O), eser miktarda başka gazlar ve havada asılı küçük parçacıklar, ayresoller, bulunur. Atmosferimiz, birbirinen farklı özellikler gösteren katmanlardan oluşur. Gazların, her katmandaki oranları değişiktir. Ama ilk yüz kilometre boyunca azotun (% 78) ve oksijenin (%20,5) oranları pek değişmez. Yükseklik arttıkça katmanlardaki gazların yoğunluğu (metreküpteki atom ya da molekül sayışı) da düşer. Atmosferin ilk ve en yoğun tabakası troposferdir. Troposferin kalınlığı yalnızca 10-15 km'dir ama atmosferdeki gaz kütlesinin % 85'i de bu katmanda bulunur. Burada yükseklik arttıkça sıcaklık azalır; en üst kısımları -60°C kadardır. Atmosferdeki su buharının hemen hemen tümü buradadır. Troposferin üzerinde yaklaşık 50 km kalınlığındaki, kuru ve daha az yoğun stratosfer yer alır. Stratosferin ilginç bir özelliği vardır; troposferin tersine, sıcaklık yükseklikle birlikte artar. Güneş'ten gelen morötesi ışınlar, stratosferin üst kısımlarındaki (35-48 km arası) iki atomlu oksijen moleküllerini parçalar. Ama oksijen atomları, bu kez ozon (03) oluşturacak biçimde yeniden birleşirler. Oluşan ozon tabakası, Güneş'ten gelen ve Dünya'daki yaşam için tehlikeli olan morötesi ışınların geçişini engeller. Stratosferden sonra sırasıyla mezosfer, termosfer ve iyonosferyer alır.
Uzaydan bakıldığında, dünyamızın yaydığı enerjinin dalgaboyuyla, -18°C'deki bir cisimden yayılan enerjinin dalgaboyunun aynı olduğu görülür. Ne var ki Dünya'da ortalama yüzey sıcaklığı 15°C'dir. Bu durum, ısının yer yüzüyle atmosferin alt katmanları arasında tutulduğunu gösterir. Gerçekten de Güneş'ten Dünya'ya gelen enerji, troposferde tutulur. Atmosfer olayları diye adlandırdığımız rüzgar, yağmur, dolu, fırtına vb. olaylar hep bu en alt ve en yoğun tabakada olur.
Sera Etkisi
Güneş'in iç bölgelerinde oluşan füzyon tepkimeleri sırasında, çok büyük miktarlarda enerji açığa çıkar. Bu enerji yavaş yavaş Güneş'in yüzeyine doğru iletilir ve oradan da bütün dalgaboylarındaki elektromanyetik dalgalar biçiminde uzaya yayılır. Güneş sistemindeki gezegenler, büyüklüklerine ve Güneş'e olan uzaklıklarına göre, bu enerjinin küçük bir bölümünü paylaşırlar geri kalanı, uzayda yayılmayı sürdürür.
Dünya'ya gelen ışınların yaklaşık dörtte biri, bulutlardan yansıyarak uzaya döner. Geri kalan enerjinin yaklaşık dörtte birini (% 28) stratosferdeki ozon tabakasıyla troposferdeki bulutlar ve su buharı soğurur. Atmosferin soğurduğu ışınların % 90'ı bizim göremediğimiz kızılötesi ve morötesi ışınlar, % 10'u da görünür ışındır. Bir başka deyişle atmosfer, Güneş'ten gelen görünür ışınların onda dokuzunun yeryüzüne geçişini engellemez. Yeryüzüne ulaşan bu ışınlar da onu ısıtır. Tropikal kuşaktan yükselen sıcak hava kutuplara doğru, soğuk kutup havası da yüzeye inip ekvatora doğru yönelir. Böylece atmosfer olayları, su çevrimi, karbon çevrimi vb. süreçler isteyerek dünyada yaşamın sürmesi sağlanır.
Gelen ışınlarla ısınan Dünya, tıpkı dev bir radyatör gibi davranmaya başlar. Ancak bu ısıyı Güneş gibi tüm dalgaboylarında yayamaz; yalnızca kızılötesi ışınlar biçiminde yayabilir. Ne ki yüzeyden yayılan bu ışınların yalnızca küçük bir bölümü uzaya gidebilir. Çünkü atmosferdeki su buharı, karbondioksit ve metan molekülleri bu ışınları soğurur; sonra da yüzeye doğru yansıtır. Böylece Dünya'nın yüzeyi ve troposfer, olması gerekenden daha sıcak olur. Bu olay, Güneş ışınlarıyla ısınan ama içindeki ısıyı dışarıya bırakmayan seraları andırır ve bu nedenle de doğal sera etkisi olarak bilinir. Bu sürecin başlıca aktörleri olan, su buharı, karbon dioksit ve metan da sera etkisi yapan gazlar ya da kısaca sera gazları olarak anılırlar. Bunların yanı sıra azot oksit (N2O) ve kloroflorokarbonlar (CFC) da sera etkisi yapar. Ancak bunların atmosferdeki oranları çok küçüktür.
Dengeli bir sera etkisinin Dünya'daki yaşam için büyük bir önemi vardır. Çünkü dünyayı sıcak ve yaşanabilir kılar. Eğer bu etki olmasaydı yeryüzünde ortalama sıcaklık -18°C dolayında olurdu. Tıpkı Mars'takine benzer bir durum. Öte yandan şiddetli bir sera etkisi de Dünya'yı çok sıcak bir gezegen yapabilir; tıpkı Venüs gibi. Sera etkisinin, Dünya'yı olduğundan daha sıcak yapmasının yalnızca insan için değil tüm canlı türleri için yaşamsal bir önemi vardır. Hatta Dünya'da yaşamın başlamasının bile sera etkisiyle belki bir ilişkisi olabilir.
1970'li yılların başında ABD'deki Corneli Üniversitesi'nden iki bilim adamı, Cari Sagan ve George H. Mullen, ilginç bir düşünce ortaya attılar. Dünya'da okyanusların yaklaşık 3,8 milyar yıldır var olduğu ve en basit yaşam biçimlerinin de bu okyanuslarda yaklaşık 3,5 milyar yıl önce ortaya çıktığı tahmin ediliyor. Ayrıca aynı dönemde oluşumunun ilk aşamalarındaki Güneş'in, bugünkünden % 30 daha sönük olduğu ve çevresine daha az enerji yaydığı da biliniyor. Sagan ve Mullen'in düşüncesine göre, o dönemde Güneş'ten gelen enerji miktarı, Dünya'yı bugünkü gibi ısitamayacak ve okyanuslardaki suların da sıvı olarak bulunmasına olanak vermeyecek denli azdı. Bu durumda okyanusların donması ve yaşamın da ortaya hiç çıkamaması gerekirdi. Ama hiç de öyle olmadı. Çünkü o dönemde atmosferin yapısı ve içeriği bugünkünden çok farklıydı. Güneş'ten gelen yetersiz enerjiye karşın Dünya'nın yüzeyi, suların sıvı kalmasını sağlayacak denli sıcakti. Bunun nedeni de günümüzdekinden çok daha şiddetli bir sera etkisinin yaşanıyor olmasıydı. O dönemde atmosferdeki CO2 oranı bugünkü düzeyinin 100-1000 katiydı. Zamanla oksijen üreten alglerin ve fotosentez yapan kara bitkilerinin ortaya çıkmasıyla bu oran giderek düştü. Atmosferin içeriği değişmeye başladı; canlılar sayesinde atmosferdeki karbon dioksit sürekli azalırken oksijen miktarı artti.
Bu düşüncenin kanitlanması olanaklı değil. Kuşkusuz başka bilim adamları sera etkisini dışlayan değişik senaryolar üretebilir. Ama Sagan'la Mullen'in senaryosunda aksayan bir yan da yok. Atmosferimizin içeriğinin, milyarlarca yıllık dünya tarihi boyunca zaman zaman değişmiş olduğu artık herkesçe biliniyor. Hatta bunun somut bir örneğine, bugün bizler tanıklık ediyoruz; 20. yüzyıl boyunca sera gazlarının atmosferdeki oranları sürekli artti ve hala da artıyor. Bunlardaki artış da atmosferin ısı tutma kapasitesini arttırıyor ve böylece küresel sıcaklığın yükselmesine yol açıyor. Bu gazlar arasında en çekilişi su buharı. Dünyadaki sera etkisinin % 75'inin su buharından kaynaklandığı düşünülüyor. Bu durum, ilginç ve tehlikeli olabilecek bir kısır döngü oluşturuyor. Çünkü dünya ısındıkça okyanuslardan, deniz, göl ve ırmaklardan daha büyük miktarlarda su, buharlaşıp atmosfere karışır. Atmosferdeki daha çok su buharı da sera etkisinin artması yani dünyanın biraz daha ısınması demektir. Ne ki insanların su çevrimi üzerinde yapabilecekleri doğrudan bir etki yok. Ama sera etkisini arttıran öteki gazların büyük bir bölümünü, insanlar üretiyor. Bunların başında da karbon dioksit geliyor.
On yedinci yüzyılın başlarında keşfedilen karbon dioksit, renksiz bir gaz. Atmosferde % 0,03 (on binde üç) oranında bulunuyor ve temel olarak, karbon içeren maddelerin (kömür, petrol, doğalgaz vb) yakılmasıyla, fermantasyonla, hayvan ve bitkilerin solumalarıyla üretiliyor.
Günümüzde bilim adamları, 1860'tan bu yana görülen yaklaşık 0,7°C'lik küresel ısınmanın % 60'lık bölümünden, karbon dioksitin sorumlu olduğu kanısındalar. Çünkü atmosferdeki karbon dioksit miktarı son 200 000 yılın en üst düzeyinde. Bu kadar fazla karbon dioksitin atmosfere karışmasından da kuşkusuz, otomobillerde, fabrikalarda, elektrik santrallarında vb. fosil yakıtları yakan insanlar sorumlu.
Gerçekte bu düşünce hiç de yeni değil. Daha 19. yüzyılın ortalarında, atmosferin bileşimindeki küçük değişimlerin bile büyük iklimsel değişikliklere yol açabileceği tahmin ediliyordu. Bu konu üzerinde çalışan ve atmosferdeki karbon dioksitin dünya iklim sistemine olan etkisini ilk fark eden, Nobel Ödüllü isveçli kimyacı Svante A. Arrhenius oldu. Arrhenius 19. yüzyılın sonlarında, karbon dioksit oranındaki değişimin, dünyanın yüzey sıcaklığım nasıl etkileyeceğini hesapladı. Onun hesaplarına göre karbon dioksit oranı iki katma çıkarsa, yaklaşık 6°C'lik bir küresel ısınma olacaktı! Arrhenius'un bulduğu değer, bugün iklimbilimcilerin öngörülerine oldukça yakın.
Bu konuya yönelik ilk pratik uygulamalar ancak 20. yüzyılın ortalarında gerçekleştirildi. Atmosferdeki karbon dioksit miktarının sistematik olarak gözlenmesine 1958'de başlandı. O yıllarda yapılan gözlemler, yaklaşık yüz yıllık bir dönemde atmosferdeki karbon dioksit miktarının % 25 oranında artmış olduğunu ortaya koydu. Bilim adamları, bu artışın temel nedenini fosil yakıtların kullanılması ve ormanların yok edilmesi gibi insan etkinlikleri olduğunu düşünüyor. Çünkü buz örnekleri üzerinde yapılan çalışmalar atmosferdeki karbon dioksit oranının binlerce yıldır değişmediğini ortaya koyuyor; ta ki Endüstri Devrimi başlayana dek.
Yazı: Tim Appenzeller ve Dennis R. Dimick Fotoğraflar: Peter Essick
Dünya'nın ısınıyor, hem de hızla. Peki bizler bu ısınmanın ne kadarından sorumluyuz?
Küresel ısınma, endişelenmeyi gerektirmeyecek kadar uzak ya da belirsiz bir gelişme olarak görülebilir –bir hafta sonrasının hava durumunu dahi genellikle doğru tahmin edemeyen günümüz bilgisayar teknolojilerinin öngördüğü bir diğer gelişme... En azından, soğuk bir kış gününde birkaç derecelik ısınmanın o kadar da kötü olmadığını düşünebilir ve iklim değişikliğine ilişkin uyarıları, yaşam biçimlerimizi değiştirmek için geliştirilen çevreci korkutma taktikleri olarak algılayabilirsiniz. Ancak değişen Dünya konulu dosyamızın birinci bölümü “ Jeo–Alarm ”a göz atmanızda yarar var. Dünya'nın insanlığı tedirgin eden haberleri olduğunu göreceksiniz.
Şu anda Alaska'dan And Dağları'nın karlı zirvelerine kadar her yer ısınıyor, hem de hızla. Sıcaklıklar geçtiğimiz yüzyıldan bu yana Dünya genelinde 0,6ºC arttı ancak en soğuk, en uzak noktalar çok daha fazla ısındı. Sonuçlar pek de iç açıcı değil. Buzullar eriyor, nehirler kuruyor, kıyılar erozyona uğruyor ve yakınlarda yaşayan toplulukları tehdit ediyor.
Yazı: Daniel Gliek Fotoğraflar: Peter Essick
Çekilen buzullar, yükselen denizler ve küçülen göller halen sürmekte olan küresel değişimin örneklerinden sadece birkaçı.
Daniel Fagre, sırt çantalarımızı yüklenirken, “Gerekli olmayan hiçbir şeyi yanımıza alamayız” diyor. Kramponlar, buz baltaları, ip, GPS alıcıları ve boz ayıları uzak tutacak özel spreylerle silahlanıyor ve Montana'da, Glacier (Buzul) Ulusal Parkı'nda, Sperry Buzulu'na doğru güçlükle ilerliyoruz. Fagre ve ABD Jeoloji Servisi Küresel Değişim Araştırma Programı'ndan iki araştırmacının yanında yürüyorum. Onlar 10 yılı aşkın bir süredir yaptıkları gibi, yine, parktaki buzul katmanlarının ne kadar eridiğini ölçüyorlar.
Şu ana kadar elde edilen sonuçlar insanın kanını donduruyor. Glacier Ulusal Parkı 1910'da kurulduğunda yaklaşık 150 buzula ev sahipliği yapıyordu. O dönemden bugüne buzul sayısı 30'un altına düştü ve geriye kalanlar da alan olarak üçte iki oranında küçüldü. Farge, parka adını veren buzulların tümü olmasa da büyük bölümünün 30 yıl içinde yok olacağını öngörüyor.
“Normal koşullar altında jeolojik zaman ölçeğinde meydana gelen olaylar artık insan ömrü kadar kısa bir dönemde gerçekleşiyor” diyor.
Gezegenin sağlık durumunu değerlendiren uzmanların elinde Dünya'nın ısındığını gösteren kesin kanıtlar var. Ve bazı kanıtlar bu ısınmanın hızla gerçekleştiğini ortaya çıkarıyor. Çoğu uzman, insan etkinliklerinin, özellikle de fosil yakıt kullanımı sonucunda atmosferde biriken sera gazlarının, küresel ısınmayı etkilediği inancında. Araştırmacılar son 10 yılda yıllık ortalama yüzey sıcaklıklarında rekor artış kaydetti ve gezegenin her yanında başka değişiklikler de –buz dağılımında, okyanus suyu sıcaklık ve tuzluluk oranında değişiklikler– gözlemleniyor.
Bir buzul yamacına tırmanırken Fagre, “Bu buzul eskiden daha yakındaydı” diyor. Patikanın kenarındaki levha, Sperry Buzulu'nun kapladığı 325 hektarlık alanın 1901'den bu yana 120 hektara düştüğünü gösteriyor. Soluklanmak için duran Fagre, “Aslında bu bilgi güncel değil” diyor. “Artık bu alan 100 hektarın da altında.”
Dünyanın her yanında, buz değişime uğruyor. Kilimanjaro'nun ünlü karları 1912'den bu yana yüzde 80'in üzerinde eridi. Garhwal'da (Himalaya) buzullar öylesine büyük bir hızla eriyor ki araştırmacılar Himalayalar'ın orta ve batı kesimlerindeki buzulların 2035'e kadar yok olacağına inanıyor. Kuzey Kutbu'nda deniz buzu son 50 yılda büyük ölçüde inceldi ve son 30 yılda da kapladığı alan yaklaşık yüzde 10 azaldı. NASA'nın düzenli aralıklarla yapılan lazer altimetre ölçümleri Grönland'ın buz örtüsünün küçüldüğünü gösteriyor. Kuzey Yarıküre'de tatlı su buzları ilkbaharda çözülmeye 150 yıl öncesine göre 9 gün erken, sonbaharda donmaya ise 10 gün geç başlıyor. Alaska'nın bazı kesimlerinde, permafrostun (donmuş toprak tabakası) erimesi nedeniyle yüzeyde neredeyse 5 metrelik çökme meydana geldi. Kuzey Kutbu'ndan Peru'ya, İsviçre'den Endonezya'nın İrian Jaya buzullarına kadar çok büyük buzul alanları, dev buzdağları ve deniz buzları yok oluyor; hem de büyük bir hızla.
“ Eko–Alarm ” başlıklı bölümde okuyacağınız gibi, flora ve fauna da ısınmadan etkileniyor. Değişiklikler büyük ölçüde gözden ırak gerçekleşiyor. Ancak akıldan ırak olmamalı çünkü bunlar gezegenin geri kalanı için geleceği gösteren işaretler.
Bazı şüpheciler, “Hemen karar vermeyin” diyor. İklim kararsızlığıyla ünlüdür. Bin yıl önce Avrupa ılımandı ve İngiltere'de şaraplık üzümler yetişiyordu; 400 yıl öncesine gelindiğinde ise iklim değişmiş, hava serinlemiş ve Thames belirli aralıklarla donmaya başlamıştı. Şu andaki ısınma da doğanın kaprisi, geçici bir durum olamaz mı? Uzmanlar, “Bundan çok da emin olmayın” diyor. Ancak gezegen genelinde ateşi yükselten bir diğer etken daha var.
Yüzlerce yıldır ormanları kesiyor; kömür, petrol ve benzin yakarak bitkilerle okyanusların soğurabileceğinden çok daha büyük bir hızla karbon dioksit ve ısıyı tutan diğer gazları atmosfere salıyoruz
Atmosferdeki karbon dioksit düzeyi bugün, yüz binlerce yıl önce olduğundan çok daha yüksek. İklim uzmanlarından George Philander, “Bizler artık iklimi belirleyen süreç üzerinde etkili olabilen jeolojik unsurlarız” diyor.
BM Hükümetlerarası İklim Değişikliği Paneli (IPCC), 2001'de yayımladığı ve bir dönüm noktası oluşturan raporda, geçtiğimiz yüzyıldaki ısınmanın çok büyük ölçüde insan etkinliğinden kaynaklandığını açıkladı. Küresel sıcaklıklar, binlerce yıl öncesindeki dönemlerde olduğundan çok daha hızlı bir şekilde artıyor. Ve iklim modellemeleri, yanardağ ve güneş patlamaları gibi doğal iklim güçlerinin tüm bu ısınmayı açıklayamadığını gösteriyor.
Yazı: Fen Montaigne Fotoğraflar: Peter Essick
Sıcaklıklar arttıkça canlıların yaşam alanları değişiyor; hayvanlar ve bitkiler daha yüksek rakımlara doğru çekiliyor. Ancak öyle bir nokta gelecek ki türlerin kaçacak hiçbir yeri kalmayacak.
Fraser, Humble Adası'nda bir asil penguen kolonisine yaklaşarak dört kiloluk bastıbacak kas yumaklarını, 100'den fazlasını, inceliyor. Biraraya toplanan penguenler sınırlarına giren komşularını gagalıyor. Koloniden sürekli bir bağırış yükseliyor. Armut şeklindeki gri yavrular idrar ve guanoya bulanmış; yuvalarının yakınlarında dolanıyor ve ebeveynlerinden birinin gelip kursağından geri çıkaracağı yaklaşık 100 gramlık krille kendilerini beslemesini bekliyorlar. Kokudan burnumun direği kırılıyor ama Fraser bunu hiç umursamaz gibi görünüyor.
Sekiz santimlik su geçirmez vericiyi takmak için bir penguen arıyor; bu, asil penguenlerin nerede yiyecek aradığını öğrenmesini sağlayacak. Çömelerek koloninin içlerine doğru birkaç adım attığında penguenlerin koro halinde çılgınca uyarı çığlıkları atmasına neden oluyor. Bir pengueni kanadından yakalıyor ve acı acı cıyaklayıp çırpınan kuşu, sırtına vericiyi yerleştirmek için bekleyen biyolog Cindy Anderson'ın kucağına götürüyor.
Bu verici Fraser ve Anderson'a, bu yıl kıyıya yakın yerlerde krilin bol olması nedeniyle, asil penguenlerin 15 kilometrelik mesafe içinde beslendiği bilgisini verecek. Bu tür bir bilgi, Fraser ve meslektaşlarının Antarktika Yarımadası'nda parçalarını birleştirmekle uğraştıkları ekolojik bilmecenin önemli bir parçası. Deniz buzu, krillerin üreme alanı ve kril; penguen, balina ve diğer pek çok hayvanı kapsayan besin zincirinin kilit halkası. Buz çekilmeye devam ederse kriller –ve onlarla beslenen tüm canlılar– için tehlike oluşabilir.
Fraser, Antarktika'ya ilk olarak 1974'te, lisansüstü öğrencisiyken geldi. Yarımadanın batı yakasına, Palmer İstasyonu'na yerleşti. Palmer'a yalnızca denizden ulaşılabiliyor ve o günlerde oradaki yaban hayatla ilgili neredeyse hiçbir şey bilinmiyordu. Fraser, fok ve martıların sayımını yapmaya başladı; bölgeye gelişleri, yavruların yumurtadan çıkış ve ilk tüylenmeye başlama tarihlerini kaydetti. Küresel ısınma konusunu pek düşünmüyordu ama düzenli olarak topladığı veriler, gelecekte iklim değişimiyle ilgili yapacağı çalışmalar için büyük önem taşıyacaktı.
“Asil penguenler şimdiye dek gördüğüm en dayanıklı canlılar” diyor Fraser. “Boyları 45 santim. Uçamıyorlar ama kış göçleri sırasında 5600 kilometre yüzebiliyorlar. Gezegenimizdeki en zor koşullarla çok iyi başa çıkıyorlar.”
IPCC, yüzyılın sonuna kadar 1,5 ila 5,5ºC 'lik bir sıcaklık artışı öngörüyor. Ancak ısınma aşamalı olmayabilir. “ Süre–Alarmı ” bölümünde yer verilen geçmiş dönemlere ait iklim kayıtları, gezegenin karmaşık bir termostatı olduğunu akla getiriyor. Ve bazı uzmanlar günümüzdeki sıcaklık artışının yıkıcı bir iklimsel sendelemeyi hızlandırabileceği konusunda kaygılı.
Yazı: Virginia Morell Fotoğraflar: Peter Essick
İklim değişimine yol açan şey ne? Acaba bir gece ansızın iklim "darbe"si yaşayabilir miyiz?
“Bir. İki. Üç. Kaldır!” Komutu veren, Oregon Üniversitesi'nden polen fosili ve paleoiklim uzmanı Cathy Whitlock... Hep birlikte –Whitlock, iki öğrencisi ve ben– göl yatağına yerleştirilen ve yeraltından örnek çıkaran büyük matkabın soğuk metal borusunu daha da sıkı tutup asılıyoruz. “Hadi, bir kez daha” komutu geliyor. Whitlock ve öğrencilerinin Oregon'da, Orta Kıyı Sıradağları'nda bulunan masmavi sulara, Little Gölü'nün bataklık kıyısına soktuğu boru yavaş yavaş, milim milim, inleye inleye, çamurdan çıkıyor.
“Bir daha” diyor Whitlock. Dediğini yapmak üzere eğilip sonunda boruyu çamurdan kurtarıyoruz. Whitlock gölün derin çökellerinden buna benzer yaklaşık 200 örnek çıkarmış olsa da beş santimetre çapında, bir metre uzunluğundaki en yeni çamur örneğini borudan çıkarırken ilk bisikletini alan bir çocuk gibi seviniyor.
“Çok güzel bir örnek” diyor. Bana kalırsa hiçbir ilginç yanı yok. Ama çamurun rengi bile Whitlock'ın uzman gözü için farklı bir anlam taşıyor. Örneği uzunlamasına keserken, “Koyu kahverengi olması, organik madde –özellikle de polen– ile dolu olduğunu gösterir” diyor. “Mikroskop olmadan poleni göremezsin ama orada.”
Ve bu polen, Whitlock gibi araştırmacıların karşılaştığı en büyük bilmecelerden birinin ipuçlarını barındırıyor: Gezegenimizin belirli aralıklarla geçirdiği –ve geçireceği– ani iklim değişikliklerinin nedeni nedir? Konu, son bir milyon yıldır buzullarla kaplanan, ardından ısınan bir Dünya'da 100.000 yılda bir yaşanan değişimler değil; Dünya'nın aniden buzul çağından ılıman bir iklime, sonra yine buzul çağına döndüğü, uzmanlar tarafından yakın dönemlerde belirlenen ve daha hızlı gerçekleşen değişimler. Bu tür büyük değişiklikler ne sıklıkta ve ne hızda gerçekleşti? Belki de en önemlisi, geçmişte yaşanan bu ani dönüşümler Dünya'daki iklimin bugün ve gelecekteki yönü hakkında ne söylüyor?
Uzmanlar bu tür soruları yanıtlamak için çok çeşitli kaynaklar –buzullar, mağara dikitleri, ağaç halkaları ve mercanlar, toz ve kumullar– kullanarak eski dönemlerdeki iklimlerin izlerini gün yüzüne çıkarmaya uğraşıyor. Daha yakın geçmişin iklimini çözmeye çalışan diğerleri de insanların tuttuğu kayıtlara yönelip arkeolojik yazıtlar, bağcı ve bahçıvan günlükleri ve kaptanların seyir defterlerini kullanıyor. Buzul bilimci Lonnie Thompson, “Bize hem insanlar, hem de doğanın bıraktığı kayıtlar gerekli” diyor. “İklim dinamiğinin insanlardan önce ve sonra nasıl işlediğini anlamak istiyoruz. İnsanların iklim üzerindeki etkisini, yaşanan değişimden ne oranda sorumlu olduğumuzu anlamanın tek yolu bu.”
Fotoğraf: Peter Essick
İşin Özü
Buzulbilim uzmanı Victor Zagorodnov (solda) ve Patrick Ginot, Peru'nun Quelccaya buz takkesinin yaklaşık 5670 metre yükseklikteki doruğundan 170 metrelik bir örnek çıkarırken görülüyor. Buzdaki belirli oksijen izotoplarının oranı sıcaklığa bağlı olarak değişiyor; bu durum uzmanların binlerce yıl geriye doğru giderek sıcak ve soğuk dönemleri ayırt etmelerine olanak veriyor. Artan sıcaklıklar, tropikal bölgelerdeki en büyük buz takkesi olan Quelccaya'nın eriyerek hızla geri çekilmesine yol açıyor. En büyük buzul 1963'ten beri 930 metre geri çekildi ve yaklaşık 5000 yıl içindeki en küçük halini aldı.
Fotoğraf: Peter Essick
Buz Dağı Fabrikası
Antarktika Yarımadası'ndaki Palmer İstasyonu'nun yakınlarında bulunan Marr Dağ Eteği Buzulu'nun ufalanarak denize düşen parçaları... Yarımadanın başka bir yerinde, devasa bir buzulun bir bölümü 2002 başlarında parçalanarak yarıldı. Peki, bu tür olaylara neden olan ne? En ağır darbeyi dünyanın en soğuk kuşaklarından bazılarını vuran iklim ısınması. Antarktika Yarımadası'nda kış aylarındaki ortalama sıcaklıklar 1950'den bu yana yaklaşık 5°C kadar yükseldi.
İnsanlığın yerleşik yaşama geçişinden bu yana, dünya iklimi neredeyse değişmeyen bir gidiş izliyor; sıcaklıklarda herhangi bir ciddi değişim olmuyor. Bu nedenle bizler de gerek hava sıcaklıklarının gerekse iklim desenlerinin dünya tarihi boyunca hep aynı kaldığını, değişmediğini düşünüyoruz. Ne var ki iklimbilimcilerin bulguları hiç de böyle olmadığını gösteriyor. Gerçekte dünya iklim sistemi, durgun bir yapıda olmaktan çok uzak. Yüzlerce milyon yıllık sıcak dönemler, bunların ardından gelen onlarca milyon yıllık soğuk dönemler; soğuk dönemlerin içinde yüz bin yıllık periyodlarda ve yaklaşık on bin yıl süren ılık vahalar ve bunların içinde de onlarca ya da yüzlerce yıl süren görece hafif, soğuklu sıcaklı birçok dönem var. Kısacası dünya zaman zaman değişen sürelerle hem ısınıyor hem de sonra yeniden soğuyor. Örneğin son bir milyar yıl içinde yaklaşık 250 milyon yıl süren sıcak dönemlerin ardından gelen dört büyük soğuk dönem oldu. Sıcak dönemlerde, dünyanın ortalama sıcaklığının 22°C kadar olduğu sanılıyor; bugünkünden 7°C daha fazla! Bu dönemlerde kıtalar bugünkü yerlerine oturmamıştır. Karaların iç bölgelerinde ılık ve sığ denizlerle bataklıklar vardır; deniz düzeyleri yüksektir, kutuplarda buz bulunmaz; oraları da bitkiler ve ormanlarla kaplıdır. Bu sıcak dönemler, bir süre sonra soğuk ama daha kısa süren dönemlerle kesiliyorlar. Bu köklü iklim değişimi de birkaç yüz yıl gibi kısa bir sürede oluyor.
Gezegenimiz, son olarak, yaklaşık elli milyon yıl önce soğuk bir döneme girdi. Aslında su anda hala onun içindeyiz. Bu dönemde hava sıcaklıkları düştü, kutuplardan başlayarak orta enlemlere değin uzanan buz tabakaları kapladı dünyayı. Canlıların doğal yaşam alanları değişti. Yeni koşullara uyum sağlayamayan türler yok oldu; yeni türler ortaya çıktı. Bu soğuk çağda, yüz bin yıl arayla görülen ve yaklaşık on bin yıl süren kısa dönemlerin dışında dünya sürekli soğuk oldu.
Peki bu periyodik ısınma ve soğumaların nedeni nedir? 250 milyon yıllık sıcak ya da yüz bin yıllık soğuk dönemlere yol açan güçlü etkiler nelerdir? iklimbilimciler de çok uzun zamandır bu sorulara yanıt arıyorlar, ilk soruya daha yanıt bulabilmiş değiller. Ancak ikincisi için bazı ipuçları var.
1930'lu yıllarda Sırp bilim adamı Milutin Milankoviç, Dünya'nın Güneş çevresindeki elips biçimli yörüngesinin, 95 000 yılda bir basıklaştığını gösterdi. Bu periyod akla hemen, yüz bin yıllık buz çağlarını getiriyor. Yörüngedeki bu değişimin yanı sıra Milankoviç, Dünya'nın ekseninde de 41 000 yıllık periyodu olan doğrusal bir kayma ile 23 000 yıllık periyodu olan dairesel bir sapma daha olduğunu buldu. Günümüz bilim adamları Dünya'nın bu hareketlerim bilmekle birlikte, bunların Dünya'nın değişken iklimiyle olan ilişkisini daha tam olarak kuramadılar.
Kimi iklimbilimciler, kıta kayma hareketlerinin ve dağ oluşumlarmın iklim değişimlerinde bir etkisi olabileceğini düşünüyor. Çünkü bu tür hareketler okyanuslardaki akıntı sistemlerini ve atmosferdeki rüzgarları etkiler. Kimi bilim adamları da yanardağ etkinliklerindeki periyodik bir aşırılığın iklim sistemini etkileyebileceğini savunuyorlar. Yanardağ patlamalarıyla atmosfere çok büyük miktarlarda toz yükselir. Bu tozlar, güneş ışınlarının geçişini engelleyen bir tabaka oluşturur ve böylece dünyanın sıcaklığı da düşer. 1991'de Filipinler'deki Pinatubo yanardağının patlaması yüzünden bir yıl boyunca dünyanın ortalama sıcaklığı 1°C kadar düşmüştü. Bunlardan başka Güneş lekeleriyle iklim olayları arasında bir ilişki arayan bilim adamları da var. Gerçekten de Güneş'in manyetik alanındaki değişimler ve Güneş lekeleri, yayılan enerji miktarını etkiler. Bu da doğal olarak Dünya'nın aldığı enerji miktannın değişmesine yol açar.
Soğuma ve ısınmaların nedenleri daha anlaşılabilmiş değil; ama son bir milyon yılda dünyayı en azından dokuz kez buz tabakalarının kapladığı biliniyor. Bugün aslında, bundan elli milyon yıl önce başlamış olan soğuk dönemin içindeki kısa süreli sıcak vahalardan birindeyiz: Büyük bir olasılıkla da vahanın sonu görünmeye başladı. Amerika ve Avrupa'nın ortalarına değin gelen buz tabakaları, bundan 18 000 ile 14 000 yıl önce çekilmeye başladılar. Buzların çekilmesi ısınmanın ilk belirtileriydi. Bu kısa ılık dönemin en yüksek sıcaklıklarına 8000 yıl kadar önce ulaşıldı; hava bugünkünden yalnızca 1-2°C daha sıcakti. Dört bin yıl kadar önce sıcaklık düşüşleri başladı. Tabii ki arada kısa süreli görece ılık dönemler oldu. Örneğin bin yıllarındaki böyle bir ısınma sırasında, Vikingler Izlanda'ya ve o zamanlar yeşil olan Grönland'a gidip koloniler kurdular; hatta Amerika'ya bile gittiler. Ama sonra soğukların geri gelmesiyle Grönland buzla kaplandı ve koloniler de çöktü.
Bilim adamlarına göre dünya şu anda artık soğuma eğiliminde olmalı. Ancak son yüz elli yıllık gözlemler, bir şeylerin sanki ters gittiğini gösteriyor. On dokuzuncu yüzyılın ortalarından 1940'a değin, dünyanın özellikle kuzey yarım küresinde belirgin bir ısınma gözlenmişti. Sonra, 1940'tan başlayıp 1960'lı yılların sonuna değin süren yaklaşık 0,25°C'lik bir soğuma yaşandı. Bu dönemde Alaska ve İskandinavya'daki buzulların geri çekilmesi durdu. Hatta isviçre'dekiler ilerlemeye bile başladılar. Ne var ki 1970'li yıllarda dünya yeniden ısınmaya başladı. Kasım 1976'da iklimbilimci Dr. Wallace S. Broecker "Yirmi-otuz yıl sürecek, hızlı bir ısınma döneminin başında olabiliriz. Eğer doğal soğuma eğilimi sona erdiyse, küresel sıcaklık büyük bir artış gösterecektir... bu ısınma 2000 yılında, dünyanın ortalama sıcaklığını son bin yılın en üst düzeyine çıkartabilir" demişti. Bugünkü durum ortada: Ağaç halkaları, buz örnekleri, mercanlar ve okyanus tabanlarından alınan örnekler üzerinde yapılan incelemeler, 1997 yılının son 1200 yıllık dönem içindeki en sıcak yıl olduğunu ortaya koydu. 1998 ise 1997'den bile daha sıcak geçti.
Isınıyoruz Bugün dünyanın en soğuk bölgesi neresidir sorusuna verilecek yanıt, kuşkusuz Antarktika'dır. Avustralya'nın iki katı büyüklüğündeki bu kıtanın hemen hemen tümü (% 98) buzla kaplıdır. Yaklaşık yüz milyon yıl önce süper kıta Gondwana'dan kopan kıta yavaş yavaş bugünkü yerine oturdu. Oluşumundan sonra çok uzun bir süre üzerinde buz bulunmayan Antarktika'da yaklaşık on beş milyon yıldır değişmeyen bir buz takkesi bulunuyor.
Kıtayı kaplayan buz tabakası, gelen güneş ışınlarının %80-85'ini geri yansıtır. Antarktika'nın günümüzde bu denli soğuk olmasının temel nedeni budur. Buz tabakasının ortalama kalınlığı 1,5 km'dir ama bu kalınlığın 4,5 km'yi aştığı yerler de vardır. Dünyadaki buzların % 90'ı (yaklaşık 30 milyon kilometreküp), Antarktika'da bulunur ve bu buzlar, dünyadaki temiz suların % 70'ini içerir.
Bu yapısıyla, Antarktika'nın dünya iklimi içinde önemli bir yeri vardır. Her şeyden önce kıta, dünya iklim sisteminin soğutucu birimidir. Soğutma etkisinin dünya rüzgar desenlerinin oluşumunda önemli bir yeri vardır. Bu etkinin yanı sıra Antarktika'nın okyanusla olan ilişkisi de çok önemlidir.
Dünyadaki iklimin en önemli öğelerinden biri de bilim adamlarının taşıyıcı bant adını verdikleri okyanus akıntı sistemidir. Mobius şeridine benzer biçimdeki akıntı, kimi zaman dipten kimi zaman da yüzeyden gider. Dünyadaki tüm ırmaklarda akan suların yirmi katı kadar su taşıyan bu akıntı sistemi izlanda yakınlarında soğur ve yoğunlaşarak dibe batar. Yön değiştiren akıntı dipten, güneye, Afrika'ya, doğru ilerler.
Afrika'nın güneyinde, Antarktika yakınlarında, akıntı iki kola ayrılır. Kollardan biri Avustralya'nın .doğusundan geçerek Pasifik Okyanusu'nun kuzeyine yönelir. Yol boyunca ısınır ve yüzeye çıkar; sonra ABD'nin batı kıyılarını izleyerek güneye iner ve Avustralya'nın kuzeyinden geçer. Öteki kol Hint Okyanusu'nda bir çember çizer; ısınan ve yüzeyden akan sular Avustralya'nın batisında birinci kolla birleşir. Ondan sonra taşıyıcı bant tek bir büyük kol biçirninde Afrika'nın batisından geçerek kuzeye yönelir. Yol boyunca buharlaşma nedeniyle suları azalan akıntının tuz oranı yükselmiştir; kuzeye yaklaştıkça da. soğur, izlanda yakınlarında bu soğuk ve yoğun sular dibe batar. Böylece döngü tamamlanır.
Taşıyıcı bant, okyanuslar arasında su ve ısı alışverişini sağlar. Bu sistem sayesinde Pasifik ve Hint Okyanuslarının sıcak suları Atlantik'e taşınır. Bu sırada yüzeyden giden akıntının üzerindeki hava da ısınır ve akıntının yakınından geçtiği karaların iklimi yumuşar. Örneğin Kuzeybatı Avrupa, taşıyıcı bant sayesinde yaklaşık 10°C daha sıcak olur.
Güney yarımkürede yaz mevsimi geldiğinde, Antarktika'da eriyen buzların soğuk suları da dibe çöker ve taşıyıcı banta katılır; sonra da kuzeye yönelir. Bu nedenle Antarktika, hem soğukluğu hem de taşıyıcı banta aktardığı soğuk suları nedeniyle dünya iklim sisteminin dengesi açısından çok önemlidir.
Son yıllarda bilim adamları kıtanın iç bölgelerinin aldığı yağış miktarında bir artış, bunun yanında kıyılarındaki buz hacminde de bir azalış gözlüyorlar. Buz hacmindeki benzer bir azalma Arktik Denizi'yle dünyanın orta ve alçak enlemlerindeki buzullarda da kendini gösteriyor. Örneğin Afrika'da Kilimanjaro Dağı'ndaki buzul, 20. yüzyılda kütlesinin yaklaşık dörtte üçünü yitirdi. Aynı dönemde Kafkaslardaki buzulların kütlesi yarıya indi. Çin-Rusya sınırında, Tiyen Şan Dağları'ndaki buzullarsa son kırk yılda yaklaşık % 20 küçüldüler. Yirminci yüzyılda denizlerin düzeyi 10-25 cm kadar yükseldi ve günümüzde de her yıl yaklaşık 2 mm yükseliyor. Bunun 0,2-0,6 mm kadarı okyanusların ısıl genleşmesinden (tıpkı yazın ısınan elektrik hatlarının sarkması gibi) kaynaklanıyor. Yükselmenin geri kalan bölümünün, buzların ve buzulların erimesi yüzünden olduğu sanılıyor. Bilim adamları bu durumu kaygıyla izliyorlar. Ama onları daha da kaygılandıran olay, buzulların erime hızının son yıllarda giderek artıyor olması. Örneğin Yeni Zelanda'daki buzullar yalnızca yirmi yılda kütlelerinin dörtte birini yitirdiler, İspanya'da 1980'de yirmi yedi olan buzul sayısı bugün on üçe düşmüş durumda. Peru Andları'ndaki Qori Kalis buzulu, 1963-78 yılları arasında, yılda dört metre kadar geri çekilirken, 1995'te buzulun yıllık geri çekilme hızı otuz metreye ulaştı. Bilim adamlarına göre buzullardaki bu erime, bir tek şeyi gösteriyor; küresel bir sıcaklık artışını.
Sıcaklık artişının tek göstergesi buzulların erimesi değil kuşkusuz. Göllerin su sıcaklıklarındaki artışlar ya da atmosferde sıcaklığın 0°C'ye düştüğü yüksekliğin, 1970'ten bu vana her yıl, 4,5 m kadar artması da birer gösterge. Ancak dünya sıcaklığındaki artışı, en belirgin olarak gözler önüne seren kanıt, yaklaşık 140 yıldır dünyanın birçok yerinde tutulan sıcaklık kayıtları. Bu kayıtlar incelendiğinde, 1860-2000 yılları arasında küresel sıcaklığın yaklaşık 0,5-0,7°C yükselmiş olduğu görülüyor. Sıcaklığın en hızlı arttığı dönem de son yirmi yıllık dönem.
Bir dereceden bile küçük bu artışın aslında pek de önemli bir artış olmadığı düşünülebilir. Ancak 1500'lü yıllarda başlayıp 1800'lü yıllara değin süren ve Avrupa'da Küçük Buz Çağı olarak anılan soğuk dönemde, ortalama küresel sıcaklık, bugünkü değerinin yalnızca 1°C altındaydı. Günümüzden 12 000 yıl kadar önce sona eren son buzul çağındaysa dünyanın ortalama sıcaklığı bugünkü düzeyinden yalnızca5°C daha düşüktü. Bize sayı olarak pek küçük gelen bu sıcaklık değişimlerinin, iklim kuşakları, canlıların doğal yaşam alanları ve insanların toplumsal yaşamları üzerinde gerçekte büyük etkileri olur.
Atmosfer Güneş sisteminde, Merkür dışındaki tüm gezegenlerde, hatta kimi gezegenlerin uydularında bile atmosfer bulunur. Bu atmosferlerin kalınlığı, içerdiği gazlar ve yapısı gezegenden gezegene değişir. Örneğin Mars'ta, karbon dioksitten (CO2) oluşan ince ve soğuk bir atmosfer vardır. Öte yandan Venüs'te başta yine CO2 olmak üzere, azot, kükürt dioksit ve su buharından oluşan çok yoğun ve sıcak bir atmosfer bulunur. Mars'ın yüzey sıcaklığı -130°C'ye kadar düşerken Venüs'te sıcaklık 500°C kadardır. Mars'ın atmosferi çok incedir ve Güneş'ten gelen yüksek enerjili morötesi ışınları engelleyecek bir yapıda değildir. Öte yandan Venüs'ün atmosferindeki bulut tabakası öylesine kalındır ki yüzeyden Güneş'i görmek olanaksızdır. Her iki gezegenin atmosferi de bugün için hem insanlar hem de Dünya'daki başka canlılar açısından -kimi mikroorganizmalar dışında- bu gezegenleri yaşanamaz kılıyor. Yeryüzünde yaşam, atmosferimizin oluşturduğu uygun koşullar sayesinde başlamış ve onun değişimleriyle birlikte evrim geçirerek biçimlenmiştir.
Bilim adamları, oluşumunun ilk aşamalarında Dünya'nın bir atmosferi bulunmadığını düşünüyorlar. Tektonik hareketlerin sonucunda Dünya'nın iç kısımlarından gelen gazların zamanla bir atmosfer oluşturduğu var sayılıyor. Bu ilk atmosferin içeriği ve yapısı bugünkünden çok farklıydı. Örneğin oksijen yok denecek kadar azdı; bir ozon tabakası da yoktu.
Günümüzde dünya atmosferim oluşturan temel gazlar azot (N2) ve oksijendir (O2). Bu iki gazın yanı sıra argon (Ar), karbon dioksit (CO2), metan (CH4), su buharı (H2O), eser miktarda başka gazlar ve havada asılı küçük parçacıklar, ayresoller, bulunur. Atmosferimiz, birbirinen farklı özellikler gösteren katmanlardan oluşur. Gazların, her katmandaki oranları değişiktir. Ama ilk yüz kilometre boyunca azotun (% 78) ve oksijenin (%20,5) oranları pek değişmez. Yükseklik arttıkça katmanlardaki gazların yoğunluğu (metreküpteki atom ya da molekül sayışı) da düşer. Atmosferin ilk ve en yoğun tabakası troposferdir. Troposferin kalınlığı yalnızca 10-15 km'dir ama atmosferdeki gaz kütlesinin % 85'i de bu katmanda bulunur. Burada yükseklik arttıkça sıcaklık azalır; en üst kısımları -60°C kadardır. Atmosferdeki su buharının hemen hemen tümü buradadır. Troposferin üzerinde yaklaşık 50 km kalınlığındaki, kuru ve daha az yoğun stratosfer yer alır. Stratosferin ilginç bir özelliği vardır; troposferin tersine, sıcaklık yükseklikle birlikte artar. Güneş'ten gelen morötesi ışınlar, stratosferin üst kısımlarındaki (35-48 km arası) iki atomlu oksijen moleküllerini parçalar. Ama oksijen atomları, bu kez ozon (03) oluşturacak biçimde yeniden birleşirler. Oluşan ozon tabakası, Güneş'ten gelen ve Dünya'daki yaşam için tehlikeli olan morötesi ışınların geçişini engeller. Stratosferden sonra sırasıyla mezosfer, termosfer ve iyonosferyer alır.
Uzaydan bakıldığında, dünyamızın yaydığı enerjinin dalgaboyuyla, -18°C'deki bir cisimden yayılan enerjinin dalgaboyunun aynı olduğu görülür. Ne var ki Dünya'da ortalama yüzey sıcaklığı 15°C'dir. Bu durum, ısının yer yüzüyle atmosferin alt katmanları arasında tutulduğunu gösterir. Gerçekten de Güneş'ten Dünya'ya gelen enerji, troposferde tutulur. Atmosfer olayları diye adlandırdığımız rüzgar, yağmur, dolu, fırtına vb. olaylar hep bu en alt ve en yoğun tabakada olur.
Sera Etkisi
Güneş'in iç bölgelerinde oluşan füzyon tepkimeleri sırasında, çok büyük miktarlarda enerji açığa çıkar. Bu enerji yavaş yavaş Güneş'in yüzeyine doğru iletilir ve oradan da bütün dalgaboylarındaki elektromanyetik dalgalar biçiminde uzaya yayılır. Güneş sistemindeki gezegenler, büyüklüklerine ve Güneş'e olan uzaklıklarına göre, bu enerjinin küçük bir bölümünü paylaşırlar geri kalanı, uzayda yayılmayı sürdürür.
Dünya'ya gelen ışınların yaklaşık dörtte biri, bulutlardan yansıyarak uzaya döner. Geri kalan enerjinin yaklaşık dörtte birini (% 28) stratosferdeki ozon tabakasıyla troposferdeki bulutlar ve su buharı soğurur. Atmosferin soğurduğu ışınların % 90'ı bizim göremediğimiz kızılötesi ve morötesi ışınlar, % 10'u da görünür ışındır. Bir başka deyişle atmosfer, Güneş'ten gelen görünür ışınların onda dokuzunun yeryüzüne geçişini engellemez. Yeryüzüne ulaşan bu ışınlar da onu ısıtır. Tropikal kuşaktan yükselen sıcak hava kutuplara doğru, soğuk kutup havası da yüzeye inip ekvatora doğru yönelir. Böylece atmosfer olayları, su çevrimi, karbon çevrimi vb. süreçler isteyerek dünyada yaşamın sürmesi sağlanır.
Gelen ışınlarla ısınan Dünya, tıpkı dev bir radyatör gibi davranmaya başlar. Ancak bu ısıyı Güneş gibi tüm dalgaboylarında yayamaz; yalnızca kızılötesi ışınlar biçiminde yayabilir. Ne ki yüzeyden yayılan bu ışınların yalnızca küçük bir bölümü uzaya gidebilir. Çünkü atmosferdeki su buharı, karbondioksit ve metan molekülleri bu ışınları soğurur; sonra da yüzeye doğru yansıtır. Böylece Dünya'nın yüzeyi ve troposfer, olması gerekenden daha sıcak olur. Bu olay, Güneş ışınlarıyla ısınan ama içindeki ısıyı dışarıya bırakmayan seraları andırır ve bu nedenle de doğal sera etkisi olarak bilinir. Bu sürecin başlıca aktörleri olan, su buharı, karbon dioksit ve metan da sera etkisi yapan gazlar ya da kısaca sera gazları olarak anılırlar. Bunların yanı sıra azot oksit (N2O) ve kloroflorokarbonlar (CFC) da sera etkisi yapar. Ancak bunların atmosferdeki oranları çok küçüktür.
Dengeli bir sera etkisinin Dünya'daki yaşam için büyük bir önemi vardır. Çünkü dünyayı sıcak ve yaşanabilir kılar. Eğer bu etki olmasaydı yeryüzünde ortalama sıcaklık -18°C dolayında olurdu. Tıpkı Mars'takine benzer bir durum. Öte yandan şiddetli bir sera etkisi de Dünya'yı çok sıcak bir gezegen yapabilir; tıpkı Venüs gibi. Sera etkisinin, Dünya'yı olduğundan daha sıcak yapmasının yalnızca insan için değil tüm canlı türleri için yaşamsal bir önemi vardır. Hatta Dünya'da yaşamın başlamasının bile sera etkisiyle belki bir ilişkisi olabilir.
1970'li yılların başında ABD'deki Corneli Üniversitesi'nden iki bilim adamı, Cari Sagan ve George H. Mullen, ilginç bir düşünce ortaya attılar. Dünya'da okyanusların yaklaşık 3,8 milyar yıldır var olduğu ve en basit yaşam biçimlerinin de bu okyanuslarda yaklaşık 3,5 milyar yıl önce ortaya çıktığı tahmin ediliyor. Ayrıca aynı dönemde oluşumunun ilk aşamalarındaki Güneş'in, bugünkünden % 30 daha sönük olduğu ve çevresine daha az enerji yaydığı da biliniyor. Sagan ve Mullen'in düşüncesine göre, o dönemde Güneş'ten gelen enerji miktarı, Dünya'yı bugünkü gibi ısitamayacak ve okyanuslardaki suların da sıvı olarak bulunmasına olanak vermeyecek denli azdı. Bu durumda okyanusların donması ve yaşamın da ortaya hiç çıkamaması gerekirdi. Ama hiç de öyle olmadı. Çünkü o dönemde atmosferin yapısı ve içeriği bugünkünden çok farklıydı. Güneş'ten gelen yetersiz enerjiye karşın Dünya'nın yüzeyi, suların sıvı kalmasını sağlayacak denli sıcakti. Bunun nedeni de günümüzdekinden çok daha şiddetli bir sera etkisinin yaşanıyor olmasıydı. O dönemde atmosferdeki CO2 oranı bugünkü düzeyinin 100-1000 katiydı. Zamanla oksijen üreten alglerin ve fotosentez yapan kara bitkilerinin ortaya çıkmasıyla bu oran giderek düştü. Atmosferin içeriği değişmeye başladı; canlılar sayesinde atmosferdeki karbon dioksit sürekli azalırken oksijen miktarı artti.
Bu düşüncenin kanitlanması olanaklı değil. Kuşkusuz başka bilim adamları sera etkisini dışlayan değişik senaryolar üretebilir. Ama Sagan'la Mullen'in senaryosunda aksayan bir yan da yok. Atmosferimizin içeriğinin, milyarlarca yıllık dünya tarihi boyunca zaman zaman değişmiş olduğu artık herkesçe biliniyor. Hatta bunun somut bir örneğine, bugün bizler tanıklık ediyoruz; 20. yüzyıl boyunca sera gazlarının atmosferdeki oranları sürekli artti ve hala da artıyor. Bunlardaki artış da atmosferin ısı tutma kapasitesini arttırıyor ve böylece küresel sıcaklığın yükselmesine yol açıyor. Bu gazlar arasında en çekilişi su buharı. Dünyadaki sera etkisinin % 75'inin su buharından kaynaklandığı düşünülüyor. Bu durum, ilginç ve tehlikeli olabilecek bir kısır döngü oluşturuyor. Çünkü dünya ısındıkça okyanuslardan, deniz, göl ve ırmaklardan daha büyük miktarlarda su, buharlaşıp atmosfere karışır. Atmosferdeki daha çok su buharı da sera etkisinin artması yani dünyanın biraz daha ısınması demektir. Ne ki insanların su çevrimi üzerinde yapabilecekleri doğrudan bir etki yok. Ama sera etkisini arttıran öteki gazların büyük bir bölümünü, insanlar üretiyor. Bunların başında da karbon dioksit geliyor.
On yedinci yüzyılın başlarında keşfedilen karbon dioksit, renksiz bir gaz. Atmosferde % 0,03 (on binde üç) oranında bulunuyor ve temel olarak, karbon içeren maddelerin (kömür, petrol, doğalgaz vb) yakılmasıyla, fermantasyonla, hayvan ve bitkilerin solumalarıyla üretiliyor.
Günümüzde bilim adamları, 1860'tan bu yana görülen yaklaşık 0,7°C'lik küresel ısınmanın % 60'lık bölümünden, karbon dioksitin sorumlu olduğu kanısındalar. Çünkü atmosferdeki karbon dioksit miktarı son 200 000 yılın en üst düzeyinde. Bu kadar fazla karbon dioksitin atmosfere karışmasından da kuşkusuz, otomobillerde, fabrikalarda, elektrik santrallarında vb. fosil yakıtları yakan insanlar sorumlu.
Gerçekte bu düşünce hiç de yeni değil. Daha 19. yüzyılın ortalarında, atmosferin bileşimindeki küçük değişimlerin bile büyük iklimsel değişikliklere yol açabileceği tahmin ediliyordu. Bu konu üzerinde çalışan ve atmosferdeki karbon dioksitin dünya iklim sistemine olan etkisini ilk fark eden, Nobel Ödüllü isveçli kimyacı Svante A. Arrhenius oldu. Arrhenius 19. yüzyılın sonlarında, karbon dioksit oranındaki değişimin, dünyanın yüzey sıcaklığım nasıl etkileyeceğini hesapladı. Onun hesaplarına göre karbon dioksit oranı iki katma çıkarsa, yaklaşık 6°C'lik bir küresel ısınma olacaktı! Arrhenius'un bulduğu değer, bugün iklimbilimcilerin öngörülerine oldukça yakın.
Bu konuya yönelik ilk pratik uygulamalar ancak 20. yüzyılın ortalarında gerçekleştirildi. Atmosferdeki karbon dioksit miktarının sistematik olarak gözlenmesine 1958'de başlandı. O yıllarda yapılan gözlemler, yaklaşık yüz yıllık bir dönemde atmosferdeki karbon dioksit miktarının % 25 oranında artmış olduğunu ortaya koydu. Bilim adamları, bu artışın temel nedenini fosil yakıtların kullanılması ve ormanların yok edilmesi gibi insan etkinlikleri olduğunu düşünüyor. Çünkü buz örnekleri üzerinde yapılan çalışmalar atmosferdeki karbon dioksit oranının binlerce yıldır değişmediğini ortaya koyuyor; ta ki Endüstri Devrimi başlayana dek.
