Bilim insanları, okyanusun derinlerinde deniz tabanında bulunan metal yığınları tarafından üretilen ‘doğal pil’ gibi davranarak karanlık oksijeni keşfetti

Karanlık oksijen terimi son dönemde bilim çevrelerinde ve popüler medyada sıkça duyulmaya başlandı. Peki, karanlık oksijen nedir ve neden bu kadar önemli?
Pasifik Okyanusu'nda yapılan son araştırmalar, derin deniz ekosistemlerine ve oksijen üretimine dair anlayışımızı kökten değiştirebilir. Bu çalışma ile literatüre yeni bir kavram giriyor; 'karanlık oksijen'.  Araştırıcılar, deniz dibinde yer alan ve bentik odacık denilen yerlerdeki oksijen konsantrasyonlarında önemli bir artış gözlemlemiş ve derin denizde yeni bir oksijen üretim mekanizması keşfetmişler. 'Karanlık oksijen üretimi' olarak adlandırılan bu süreç, deniz suyu elektrolizi ile ilişkilendiriliyor. Manganez, nikel, bakır ve kobalttan oluşan ve bu üretim sürecinin gerçekleştiği nodüller, ışığın olmadığı durumlarda bile oksijen üretimini mümkün kılmaktadır.

Dolayısıyla bu bulgular bize derin deniz madenciliğinin kesin olarak yasaklanması gerektiğini gösteriyor. Derin deniz ekosistemlerini kısa vadeli kârlar için sömürmek yerine gezegenin ve canlılığın devamı için daha fazla araştırıp korumak gerekiyor.

Karanlık oksijen, atmosferde bulunan ancak geleneksel yöntemlerle tespit edilemeyen oksijen moleküllerine verilen bir isimdir. Uzmanlara göre bu gizemli moleküller atmosferin kimyasal dengesini ve dolayısıyla iklimi etkiliyor.

Bilim insanları, patates büyüklüğündeki metalik nodülleri kullanarak her bir parçanın bir kalem pilin ürettiği voltaja yakın elektrik ürettiğini belirledi. Bulgunun, deniz tabanındaki yumruların deniz suyu moleküllerini parçalarına ayırmaya yetecek kadar büyük elektrik akımları üretebileceği anlamına geldiği belirtildi. Araştırma ayrıca ışık ve biyolojik süreçler gerektirmeyen oksijen üretiminin gezegenlerde, gezegenlerin uydularında da gerçekleşebileceğini ve yaşamın gelişebileceği oksijen açısından zengin ortamlar oluşturabileceğini de ortaya koydu. Araştırmacılar, karanlık oksijenin, iklim değişikliği ve çevresel süreçlerde göz ardı edilmiş bir faktör olabileceğini öne sürüyor. Bilim insanları, bu moleküllerin atmosferdeki kimyasal reaksiyonlara katılarak sera gazları ve hava kirliliği gibi faktörlerin etkisini artırabileceğini düşünüyor.

Karanlık oksijenin varlığı, ayrıca oksijenin çevresel etkilerini yeniden değerlendirmemizi gerektirebilir. Bu durum, sera gazlarının ölçülmesi ve kontrolü konusundaki mevcut yaklaşımları da etkileyebilir.

Karanlık oksijen nasıl tespit ediliyor?

Geleneksel yöntemlerle tespit edilemeyen karanlık oksijenin varlığı, ileri teknoloji ürünü analiz cihazları ve spektroskopik yöntemlerle araştırılıyor. Bilim insanları, bu yeni oksijen formunun varlığını kanıtlamak için farklı dalga boylarında ışık kullanarak atmosferdeki molekülleri analiz ediyor. Ancak karanlık oksijenin tespiti henüz kesinleşmiş değil. Bilimsel topluluk, bu konuda daha fazla veri toplanması ve daha ayrıntılı araştırmalar yapılması gerektiğini vurguluyor.

Karanlık oksijenin geleceği

Bilim dünyası, karanlık oksijenin atmosferdeki rolü ve etkileri üzerine çalışmalarını sürdürüyor. Eğer bu moleküllerin varlığı kanıtlanırsa, iklim değişikliği ve hava kalitesini iyileştirme çabalarına yeni bir boyut kazandırabilir.Bu konu, iklim bilimi ve çevre politikalarında gelecekte önemli bir yer edinebilir. Karanlık oksijen, doğa bilimlerinin yanı sıra toplumun iklim değişikliği konusundaki farkındalığını da artırabilir. Karanlık oksijenin keşfi, çevresel etkileri ve iklim değişikliği üzerine yapılan araştırmalar için yeni bir ufuk açıyor. Çevre bilimi uzmanları, bu moleküllerin potansiyel etkilerini anlamak için geniş çaplı araştırmalar yapılması gerektiğini belirtiyor. Karanlık oksijenin tam anlamıyla anlaşılabilmesi için daha fazla bilimsel çalışma ve kamuoyu farkındalığına ihtiyaç var. Bu durum, çevresel politikalarda da yeni stratejiler geliştirilmesine yol açabilir.

İskoçya Deniz Bilimleri Derneği baş araştırmacısı Prof. Dr. Andrew Sweetman ve ekibi, Hawaii ile Meksika arasındaki Clarion- Clipperton Bölgesi adı verilen metal yumrularla kaplı geniş bir alanda araştırma yaptı.

Amerika kıyılarından 3000 kilometre açıkta, Pasifik Okyanusu’nun ortasında bir bölge… Bu ıssızlığın ortasında, bilim insanları hiç ummadıkları bir şey keşfetti. Bu keşif okyanusun 4000 metre derininde yapıldı. Evrende hayatın varlığını yeniden sorgulatacak, kitapları yeniden yazdıracak türde bir keşif: Karanlık oksijen.
Peki bu kadar uzak, bu kadar erişilmez bir yerde, okyanusun derinliklerinde böylesine bir keşif nasıl mümkün oldu? Nedir bu ‘karanlık oksijen’ ve neden bu kadar önemli? Düşünsenize, okyanus derinliklerinde, güneş ışığının asla ulaşamadığı bir yerde, hayatın temel taşlarından biri olan oksijeni buluyorsunuz. Bu, bildiğimiz tüm yaşam teorilerini alt üst edebilecek türde bir keşif. Peki nasıl oldu da bilim insanları bu olağanüstü bulguya ulaştılar? O da ilginç bir hikaye. Tesadüfün iğne deliği! Zaten bu öykü, o keşfin, başlangıçtaki şüphelerin ve sondaki azmin bir araya gelerek bilim dünyasını nasıl şaşırttığının da bir hikayesi.

Sweetman ve ekibi, okyanusun 4000 metre derininde, karanlığın ortasında oksijen olduğunu keşfetti. Bu yüzden de buna “karanlık oksijen” adını verdiler. Çünkü hiçbir şekilde ışığın ulaşmadığı bu “karanlık” ortamda, bunu fotosentetik canlılar üretiyor olamazdı. Orada başka bir şeyler vardı… Karanlık bir şeyler…
Oksijen deyince aklınıza ne geliyor? Tropik bir yağmur ormanında, sıcak bir hava sonrası yağan yağmur… Yapraklara ve toprağa vurdukça temiz havanın kokusu yükseliyor. Hayat kokuyor.  Hepsi gözümüzün önünde oluyor. Fakat bir de göremediklerimiz var. Devasa okyanusların derinlerinde saklı yaşamlar… Tıpkı başka bir gezegenden gibi! Çok uzak ve erişilmez. Üstelik içlerinden bazıları bildiğimiz canlılara pekbenzemiyor. Adeta ayrı bir gezegen. Ama bu kadar uzak görünse de, okyanusun erişemediğimiz bu derinliklerine, sandığımızdan çok daha bağlıyız.

Su ve oksijen. Bu ikisi olmadan Dünya çorak bir araziye dönüşürdü. Tıpkı Mars gibi. Fakat suyla oksijen aslında o kadar da farklı şeyler değil. Çünkü su, hidrojen ve oksijen atomlarından oluşuyor. Yağmurla beslenen topraktan suyu alan bitkiler, Güneş ışığının da yardımıyla fotosentez yapıyor ve oksijen üretiyor. Bunu hepimiz biliyoruz ama dikkat etmediğimiz bir şey var. Neden fotosentezi hep bitkiler üzerinden anlatıyoruz? Cevap aslında basit. Çünkü gözümüzün önünde onlar var.
 Oksijen deyince aklımıza ormanlar geliyor, çünkü onları görüyoruz. Oksijeni böyle sezgiselleştirmişiz. Ama aslında Dünya’daki tüm oksijenin yarısı, okyanusta fotosentez yapan canlılar tarafından üretiliyor. Deniz bitkileri, algler, bakteriler… Biz o canlıları pek görmüyoruz. O yüzdende oksijen deyince aklımıza pek onlar gelmiyor. Oysa ki hepsinin ekosistemde ayrı bir önemi var. Belki de başka bir gezegende, hiçbir ağaç ve bitki olmadığı halde bolca oksijen üreten bir şeyler vardır. Hatta belki… Bu okyanus tabanındaki keşif, diğer gezegenlerde yaşamın nasıl oluşacağını açıklıyor olabilir.

Fakat ışık olmazsa algler, bakteriler, bitkiler de suyu oksijen ve hidrojene ayıraştıramaz. Bu yüzden okyanusun derinliklerine indikçe, ışık azalır; ışık kayboldukça oksijen de azalır. İşte Sweetman, bu yüzden böyle bir yerde oksijen olamayacağını düşünmüştü. Kitaplarda öğretilen hep buydu çünkü. Oksijeni fotosentetik canlılara borçluyuz. Işık yoksa, onlar yok, oksijen de yok. Ama tekrar tekrar deneylerde aynı sonuca ulaşmasının ardından, orada oksijeni “başka bir şeylerin” ürettiğini anladılar. Bunun sebebi fotosentetik canlılar değildi. Bu daha önce tanık olunmamış bir süreçti. Zaten bu yüzden dikkatlerden kaçmıştı. Oysa cevap tam gözlerinin önündeydi: Bu irili ufaklı taş parçacıklarında.

Normalde oksijen, okyanusun derinliklerinde üretilmese de, yüzeyde üretilen veya atmosferden karışan oksijen diplere doğru çökebiliyor.  Çünkü gazlar, sıcak suya göre, soğuk suda daha çok çözünüyor. Ve soğuk su, yoğunluğu daha fazla olduğu için dibe çökerek beraberinde oksijeni de buraya taşıyor. Ardından Thermohaline Circulation yani Thermohalin Döngü sayesinde çoook yavaş bir şekilde bu akıntılar Dünya’yı dolaşarak okyanus tabanlarını oksijenle besliyor. Çok yavaş dediğim, gerçekten yavaş. Yaklaşık 100 ila 1000 yıl arası sürüyor. Yavaş ve az miktarlarda ama bir sürekliliğe sahip. İşte bu süreklilik sayesinde, okyanus derinliklerinde envai çeşit canlılar görebiliyoruz. En azından öyle düşünüyorduk. Fakat görünen o ki, buradaki oksijenin ve canlılığın çeşitliliğinin, hatta varlığının nedeni bu taşlar olabilir.

Pasifik Okyanusu’nun ortasındaki bu yer, Clarion-Clipperton bölgesi. Bu bölge, Hindistan’dan bile daha büyük bir alanı kaplıyor. Orada bir sürü yeni canlı türü keşfedildi. Fakat gözlerin bu bölgenin üzerinde olmasının esas nedeni bu değil. Burası aynı zamandadevasa bir maden yatağı. Okyanus tabanında görünen bu siyah taşlar, aslında polimetalik nodüller olarak adlandırılan metalce zengin yapılar. İçlerinde ender elementler olan manganez, nikel, bakır ve kobalt gibi metaller var. Ve bu yüzden de büyük maden şirketleri buraya gözlerini dikmiş durumda. Okyanusun tabanını komple kazmak istiyorlar. Çünkü bu madenlere batarya üretimi gibi birçok yerde ihtiyaç duyuluyor.

Maden şirketlerinin gittikleri yerlere neler yaptığını hepimiz biliyoruz. Çünkü her şey gözümüzün önünde oluyor. Bazen karşıdaki bir tepede, bazen geçtiğimiz yolun kenarında. Hatta bazen içtiğimiz suyun içerisinde. Maden çalışmaları bitse bile, orası terk edilmiş, hayatsız, cansız bir yere dönüyor. Tam bir yokoluş bu…. Yani şunu demek istiyorum: Bu şirketler gözümüzün önünde olana, göz göre göre bunları yaparken; denizin altında asla göremediğimiz, gidemediğimiz yerlerde neler yapmaz? Tabii bu şirketlerin kulağa çok da makul gelen bir açıklaması var:

‘Bu madenlere ihtiyacımız var’

Yani düşününce aslında çok akla yatkın. En azından benim içme suyuma bir şeyler karışacağına, dağlar bayırlar oyulup yok edileceğine… Zaten hiçbir şeyin olmadığı bir yer kazılsın. Hem teknolojik gelişimler için bu madenlere ihtiyacımız da var. 

İşte geçtiğimiz günlerde bilimin en saygın dergilerinden Nature’da yayınlanan bir çalışma, bu okyanus tabanlarına bakış açımızı komple değiştirdi. Görünen o ki, burası maden şirketlerinin söylediği gibi öyle “boş” bir yer değil.

Sweetman ve ekibi, okyanus tabanındaki bu taşlardan, yani polimetalik nodüllerden örnekler topladı. Oradaki kumla, her şeyle birlikte çıkarıp araştırma gemilerindeki laboratuvara yerleştirdiler. Ortam koşullarını birebir taklit edip, oksijen ölçümünü yaptıklarındaysa şaşırtıcı bir sonuç buldular. Gerçekten de oksijenin bir süre arttığını ve sonra plato yaptığını gördüler. Muhtemelen bir şeyler oksijen üretimini başlatıyor, ardından da durduruyordu. Bu yüzden, polimetalik nodüllerin bir batarya gibi çalışıyor olabileceğini düşünmeye başladılar. Bu şaşırtıcı değil çünkü hakikaten nodüllerdeki elementleri biz de bataryalarda kullanıyoruz! Okyanus tuzlu su olduğu için de bir iletken görevi görüyor. 

Bunu bilen Sweetman ve ekibi, aynı şekilde taşların yüzeyindeki gerilimi ölçtüler. Fakat beklediklerinin aksine, 1.5 volttan daha az bir değer, 0.95 volt çıktı. Bu oksijeni su moleküllerinden ayırmak için gerekli olan 1.5 volttan daha az. Ama tıpkı pilleri seri bağlayarak voltajı artırmamıza benzer bir mekanizma, burada da işliyor olabilir. Yine de bu polimetalik nodülleri batarya gibi düşünmek tam olarak doğru değil. Çünkü bunlar, milyonlarca yılda yalnızca 2 ila 5 milimetre arası büyüyor. Su içerisinde ender olarak bulunan bu metaller, zamanla çok yavaş bir şekilde taş üzerine yapışmaya başlıyor. Bu kadar yavaş bir şekilde şarj olarak bu kadar oksijen üretmesi pek mümkün değil. Aslında kimyasal olarak süreci başlatan bir bataryadan ziyade, bunu tetikleyen bir katalizör gibi davranıyorlar. Ve katalizörleri yeniden şarj etmeye gerek yok. Okyanus içerisinde serbest dolaşan metal iyonları, bu polimetalik nodüllerin yüzeyindeki metallerle sürekli olarak etkileşmeye devam ettikçe, elektronların dağılımını yeniden düzenliyor. Bu sayede de sürekli bir akım oluşmuş oluyor.

Tüm dünya etkilenebilir

Yine de araştırmacılar sonuçlardan pek emin değil. Maden şirketleri ise yapılan ölçümlerin sorunlu olduğunu iddia ediyor ve bunu ispatlamak için kendi çalışmalarını yürütüyor. Muhtemelen yakında bol bol bu iki fikrin çatıştığını duyacağız. Çünkü benzer bir şekilde bundan 30 yıl kadar önce kazılan bölgeyi tekrar ziyaret eden bilim insanları, aradan 30 yıl geçmesine rağmen, tek bir canlı izine bile rastlayamadı. Böyle bir kazı, bölgedeki canlılığı geri dönüşü olmaz bir şekilde yok ediyor. Üstelik eğer “termohalin” gibi bir döngü bundan besleniyorsa, sadece kazılan yer değil… Tüm dünya etkilenebilir. Ve bilim insanları tedbirli davranmayı sever.

 Özellikle söz konusu yeni bir oksijen kaynağı olunca… Eğer bu doğruysa, evrendeki yaşam arayışlarına bakış açımız bile tümüyle değişebilir. Belki oralarda bir yerlerde, ışığın, bitkilerin, alglerin, bakterilerin olmadığı ama yaşamın olduğu bir gezegen vardır. Hatta belki de o kadar uzaklarda aramamıza bile gerek yoktur. Jüpiter’in uydusu Europa, Güneş’ten çok uzak ve soğuk. Yüzeyi buzullarla kaplı olsa da tabanında sıvı su barındırıyor. Işık yok. Ama belki oksijen vardır. Bitkiler, algler, bakteriler yok. Ama belki… Başka canlılar vardır.

Kaynak : Sedat Gündoğdu.- https://www.soalliance.org/soablog/dark-oxygen-deep-sea-Barış Özcan

Kaynak : https://anlatilaninotesi.com.tr/20240831/bilim-dunyasindan-devrim-yaratan-kesif-okyanusun-dibinde-bulunan-karanlik-oksijenin-gizemi-ne-1087489384.html