Çöllerden Sofralara Uzanan Hikâye: Tozların Dünyası
Şu linkteki dünyayı bir döndürün bakalım. https://vimeo.com/93164060
Bir tık ile gözünüzün önünde bir tur atsın hele bir. Şimdi ikinci tura da başladınız değil mi? Acaba nedir bu renkler? Her bir şey var ama acaba neyi temsil ediyorlar? Enteresan değil mi? Bilim dünyası bunların her biri ile ayrı ayrı uğraşmakta. Bizim ilgi alanımız ise o kahverengi kızılımsı izler. Dikkatli bakın bir daha ve şimdilik Sahra’ya yoğunlaşın.
Yeryüzündeki en geniş çöl alanına bakmaktasınız. Oradan kaynaklanan ve her bir yöne dağılan o renkler ise tozları göstermekte. Sahradan çıkan ve taşıyıcı rüzgârlar ile binlerce kilometre uzaklara dağılan, senelik boyutları 2 milyar tona ulaşan tozlar. “Bize ne” demeyin; işte bu tozlar her şeyin, ama her şeyin başlangıcı. Başlangıç nerede nasıl oldu bilemem; ama Sahra’dan hayatı başlatmanın yollarını bulduk, ortaya koyduk ve şimdi bunu sizlerle bir parça da olsa paylaşmak isteriz.
Sizleri şaşırtacak ve “Yok canım, sen de!” dedirtecek birkaç örnek göstermek istersem hemen sıralayacağımız şeyler şunlar olacak:
İklim değişiklerine neden olan olay tozlarla, hem de Sahra çölü tozları ile başlıyor.
Yağmurun oluşumunu da, bereketli olmasını da sağlayan yegâne öğe, Sahra tozları.
Atmosferdeki amino asit oluşumuna neden olan olay zincirinin başlaması da bu tozlardan dolayı. Yani, hayatın başlaması hani “insanın bir parça çamurdan yaratılmasının” nedeni de bu tozlar.
PROF Dr. CEMAL SAYDAM 1951 İstanbul doğumluyum. ODTÜ Kimya Bölümü’nden Lisans (1974) ve Yüksek Lisans (1976), Liverpool Üniversitesi’nden de (1981) doktoramı aldım. 1981-1995 arasında ODTÜ Erdemli Deniz Bilimleri Enstitüsü’nde çalıştım. 1997-2004 arasında TUBİTAK’ın çeşitli kademelerinde ve en son olarak da Başkan Yardımcısı olarak görev yaptım. Halen Hacettepe Üniversitesi Çevre Mühendisliği Bölümü öğretim üyesiyim. Türkiye’nin en büyük araştırma gemisi R/V Bilim ile Türk denizlerinde detaylı araştırmalar yaptım. Özel uzmanlık alanım Boğazlar, Marmara ve Haliç üzerinedir. Çöl kökenli tozların uzun mesafelere taşınımı ve bulut içerisindeki reaksiyonları sonucunda oluşan “bereketli” yağışlar ve bunların doğaya etkileri halen süren ilgi alanımdır. Türkiye’nin ilk tam otomatik kar rasat istasyonlarını Doğu Anadolu Yukarı Fırat Havzası’na kurdum, ilk NOAA AVHRR uydu veri alıcısını da Erdemli’de kurdum. Ülkenin ilk uydusu olan BİLSAT’ın da ÇOBAN adlı algılayıcısının tasarımcısı oldum. Akademik hayatımda şu ana kadar 37 SCI yayın ve bunlara yapılan 1586 atıf vardır ve “h” indeksim 18 olmuştur. Bir akademisyenin başarısı, kendi gelişiminden daha önemli olarak yetiştirdiği öğrencilerin başarısı ile de ölçülmeli. Bu bağlamda ilk doktora öğrencim hem yayın hem da atıf açısından beni çok geçmiş ve “h” indeksi de 22 ye ulaşmıştır.
Amino asit demişken, hemen buradan başlayalım isterseniz. Neredeyse, hayat demek, amino asit demektir. İnorganikten organik madde yapmak demek olan bu adım için neler neler denenmiştir. Meşhur Miller-Urey deneyleri hayatın başlangıcını araştırmış ve amino asitlerin oluşumunu göstermiştir.
İşte Sahra’da kuru halde duran ve rüzgârlar ile taşınıma giren ve yandaki görselde (1) kahverengi kırmızı renklerle belirtilen bu tozlar, şu ana kadar bilim dünyasında sadece toz taşınımı olarak ilgi çekmiştir.
Halbuki Türk bilim insanları bu tozların bulut içerisindeki serüvenleri sonucunda neler yaptıklarını bulmuş ve bilim dünyasına tanıtmışlardır. Halen de bu gizemli dünyada olan ve bildiklerimizle tamamen ters düşen olayları incelemektedirler.
Her şey, tozun uzun mesafeli taşınım sürecinde bulut içerisindeki su ile temas etmesi sonrasında başlıyor. Bu bir damla su ile buluşan toz içerisindeki trilyon kere trilyon kere diye giden sayıdaki bakteri, mantar kısa sürede aktif hale geçiyor; etrafa oksalat çıkartıyor. Oksalik asidin kökü olan oksalat, kil minerali ile birleşince ortama demir oksalat çıkıyor. Tüm bu olaylar bulut içerisinde ve de gündüz vakti bol güneş enerjisi ile de desteklenince, demir oksalat parçalanıyor ve ortaya indirgenmiş demir, karbon dioksit, hatta yaptığımız son araştırmalara göre metan da çıkıyor.
Her biri organik besin ve bizim anlamımızda da sera gazı, ama her birinin kullanım alanı var. Karbon, organik madde oluşumu için gerekli. Karbon dioksit ve metan ise sera gazı olmaları nedeni ile bulut gibi soğuk bir ortamda etrafın ısınmasına neden oluyorlar. Ama bu ısınma, moleküler seviyede. Metan oluşumuna neden olan ve halen incelediğimiz oluşuma neden olan yapının parçalanması ile de, ortama çok değerli amin grubu çıkıyor. Bulut içerisinde oluştuğu bilinen kıymetli amino asitlerin temel yapısı.
Damıtık su damlası olarak bilinen bulut içerisindeki su damlası, giderek bakteri mantar ve bu değerli kimyasallar ile zenginleşiyor. Tabii bu tozlar ve oluşan oksalat nedeni ile, yine tarafımca patenti alınan olgu ile yağmur damlası da oluşuyor. Ve sonuçta, bu zengin karışımın yer çekimi ile yer kabuğuna doğru yolculuğu başlıyor.
Yer kabuğunda temas etmesi muhtemel yerlerin başında okyanuslar geliyor. Daha sonra da toprak. Bu her iki alıcı ortam da bu suyun değerini biliyor. Deniz ortamında bu su alg oluşumunu destekliyor. O minnacık hamsi bile kışın yağan yağmuru değil de, yağmurun bereketli olduğu zamanı biliyor ve oraya yumurtasını bırakıyor.
Amazonlar’ın derinliklerinde halen teknoloji ile karşılaşmamış kabileler vardır. Her bir kabile mensubu maşallah nur topu gibidir ve besin doludur; ama medeniyetin nimetlerinden faydalanma nedir bilmezler. Gelgelelim, her biri neredeyse tamamen çıplaktır. İster istemez bu besin dolu yağmurla her gün, ama her gün ıslanırlar.
Bizim bu yörelerde tütün yetişir. Küba’da da yetişir; ama orada tütün yaprakları devasa olur. Burada ise o kadar gelişemez. Nedeni, yine Sahra tozları. Çünkü, yerdeki yapı “Ne kadar gelirse al” ve “Almak için yüzey alanını genişlet” komutları ile dürtülmektedir. Hikâye uzun elbette. Denizde oluşan alglerden, iklimlere kadar uzanan zincirler var. Onlara da sonra gireriz; ama bu tozlar bulut içi serüvenden sonra yerküredeki dengeleri etkiliyor. Bizler onu anlama ve uyma sanatı güdüyoruz, yapabildiğimizce.
Yaptığımız en son deneyler su mercimeği (Lemna minor) diye bilinen ve çok çabuk gelişen 3 veya 4 yapraklı yeşil bitkilerle oldu.
Toplam 20-21 günlük ömrü olan bu yeşil bitkinin yaprakları, tek tük de olsa normal sulu ortamda 5-6 gün sonra sararmaya başlıyor. Ama bereketli yağmurlar ile beslenen bitkiler, 8-9 gün sonra sararmaya başlıyorlar. 21 günlük ömürde 5-6 gün ile 8-9 gün farkı! Yaşamı uzatmanın yolunu mu bulduk acaba?
(Lemna minor) diye bilinen ve çok çabuk gelişen 3 veya 4 yapraklı yeşil bitkilerin ömrü uzadı.
Şimdi yukarıdaki dünyayı bir kez daha döndürün bakalım. Biz sadece Sahra’dan bahsettik, ama diğerleri de var. Kuzey yarıkürede Asya’ya bakın. Gobi, Taklamakan çöllerinden kalkan tozları ve nerelere dağıldıklarını inceleyin bir kez daha. Çöl işte, kendine hayrı yok, ama alıcı ortamlar yemyeşil. Geçin güney yarıküreye; Arjantin’e doğru bakın ve Patagonya çöllerinin Bolivya’nın yüksek platolarının katkısını görün. Güney Afrika’ya ve Avustralya’ya bakın. Her bir çölün etki alanında kalan bölgeler var. Sanki yerküre bu tozların egemenliği altında ve her bir alıcı ortamda başka başka türler…
Toz animasyonundan da görebileceğiniz gibi, çöl tozları kaynaktan çıkınca ticari rüzgârlar ile Sahra’dan Atlantik çıkışı hariç hep doğuya doğru gider. Yani Afgan tozu asla ülkemize gelmez ama Sahra tozu Afganistan’a gidebilir. Yaptığımız analizlere göre Afgan-İran sınırında bulunan eski bir göl yatağı, Sahra’dan çok daha değerli özelliklere sahip, yani tam bir besin deposu. Taliban’ın oralarda güçlü olmasının nedeni ve maalesef afyon yetiştiriciliğinin de merkezi.
Daha üstün nitelikli toprak bulunca deneylerimize bu toprağın etkisini incelemeyi de kattık. Gönen 98 olarak adlandırılan bir tohumu hem Sahra tozu ile hem de Afgan tozu ile besledik. Beklenti, Afgan tozunda çok daha iyi bir gelişme idi, ama tam tersi oldu. Afgan örneği, toprağı toprak yapan nesneler açısından çok daha zengin ve besin tuzu dolu olmasına rağmen, bizim yerli tohum onu beğenmedi; ama Sahra toprağında gayet güzel gelişti. Bu beklenmedik olgu bizi Afganistan tohumu bulmaya yöneltti. Afganistan-İran sınırında bulunan gölün İran tarafında, yani aynı toprakta yetişen Zabol tohumu bulduk ve onu hem Sahra hem de Afgan tozu ile yetiştirdik. Sonuç harika! Yani, Afgan tohumu, kendisini yüzbinlerce seneden bu yana etkileyen Sahra tozunu tanıdı ve elbette kendi öz toprağını da tanıdı ve ideal koşullarda bir güzel gelişti.
Geçmişte ülkemizde soğuk ve kuraklığa dayanıklı diye Meksika ve Rusya’nın Bezostaja cinsi buğdayları denendi. İkisi de başarılı oldu çünkü Sahra her iki ülkeye de ulaşmakta. Biri çıkıp da Arjantin buğdayı getirelim dese ve bu denenseydi, sonuç ya bir mucize ya da kuvvetli bir ihtimal olarak büyük bir hüsran olacaktı.
Afganistan, Pakistan ve İran’dan kalkan tozların başka özellikleri de var. Kuru kalkıyor ve kuru çökeliyor. Nedeni de bulutla buluşma şanslarının az olması. Ama alıcı ortam da buna alışmış. binlerce seneden bu yana ve kendini ona göre programlamış. En verimli denizlerden olan Arap Denizi de işte bu nedenle balıklar tarafından tercih ediliyor. Buz kütlesi olan Antarktika’nın etrafının besin kaynağı olmasının nedeni de bu tozlar.
Çöllerden sofranıza uzanan bir hikâye. Her biri ayrı açıklama istiyor, ama biz sadece yukarıdaki yerküreye başka açıdan baktık, hepsi bu. “Ne işe yarar bunları bilmek?” derseniz, hemen yukarıdaki cümleyi hatırlatmak isteriz. Çöllerden sofranıza uzanan bu serüveni istenilen her yerde ve zamanda gerçekleştirmek mümkün. Yani tabiatın nasıl çalıştığını anlamak, ona yine en doğal şekilde müdahale sanatının geliştirilmesine de olanak vermekte. Ve bizler de bunu gerçekleştirme yolunda çalışmalarımıza devam etmekteyiz.
Bütün bu olayların başlangıcı, toz içerisinde binlerce yıldan beri uykuda olan bakteri ve mantarlardan kaynaklanmakta. Peki ya 67P/Churyumov-Gerasimenko göktaşına başarı ile bir sonda indiren Rosetta, bize orada da bakteri-mantar buldum haberi gönderirse?
Hayatı yeniden başka gezegenlerde de başlatabilir miyiz dersiniz?
REFERENCES
- 1. Saydam, A. C., and H. Z. Senyuva. "Deserts: Can they be the potential suppliers of bioavailable iron?." Geophysical research letters 29.11 (2002): 19-1.
- 2. Saydam, A. C. "Can we predict harmful algae blooms." Harmful Algae News 15 (1996): 5-6.
- 3. Mace, Kimberly A., Nilgün Kubilay, and Robert A. Duce. "Organic nitrogen in rain and aerosol in the eastern Mediterranean atmosphere: An association with atmospheric dust." Journal of Geophysical Research: Atmospheres (1984–2012) 108.D10 (2003).