Antarktika'daki "Kan Şelalesi"nin gizemi çözüldü

Antarktika'nın dondurucu ve kurak ortamında, Taylor Buzulu'nun ucundan koyu kırmızı bir sıvı akıyor. Çevresindeki bembeyaz manzarayı kana benzeyen lekelerle kaplayan bu akıntı, sıcaklık donma noktasının çok altında olmasına rağmen sıvı halde kalmayı başarıyor.

"Kan Şelaleleri" olarak bilinen doğa olayının ardındaki mekanizma, bilim insanlarının yüz yılı aşkın süredir çözmeye çalıştığı bir bilmeceydi. Antarctic Science dergisinde yayımlanan yeni bir araştırma, kırmızı tuzlu suyun buzulun altından yüzeye çıkarken nasıl hareket ettiğini ortaya koydu.

Araştırmanın bulgularını aktaran ScienceAlert'e göre Kan Şelaleleri, yalnızca sıra dışı görüntüsüyle değil, buzun yüzlerce metre altında yaşayan ve güneş ışığını hiç görmemiş mikroorganizmalarıyla da bilim dünyasının ilgisini çekiyor.

KAN DEĞİL, PAS

Kan Şelaleleri'ni ilk kez 1911 yılında gören Avustralyalı jeolog Griffith Taylor, kırmızı rengin alglerden kaynaklandığını düşündü. Ancak daha sonra yapılan araştırmalar, rengin ne kandan ne de alglerden geldiğini gösterdi.

Şelalenin kaynağı, Taylor Buzulu'nun kuzey ucunun altında en az 1,5 milyon yıldır hapsolmuş demir bakımından zengin tuzlu su. Eski bir deniz suyu kütlesinin, buzulun ilerlemesiyle çevresinden yalıtıldığı ve buzun altında kapalı kaldığı düşünülüyor.

Su, geçen zaman içinde giderek daha fazla tuzlandı. Tuz oranının yükselmesi donma noktasını düşürdüğü için su, Antarktika'nın aşırı soğuk koşullarında bile tamamen donmadan kalabildi.

Demir bakımından zengin bu su yüzeye çıktığında oksijenle temas ediyor. Demirin oksitlenmesi, günlük hayatta paslanma olarak bilinen süreci başlatıyor ve akıntıya karakteristik kırmızı rengini veriyor.

BUZUN ALTINDAKİ 300 METRELİK YOL

Bilim insanları uzun yıllar boyunca tuzlu suyun, yüzlerce metre kalınlığındaki buzun altından yüzeye nasıl ulaştığını açıklayamadı.

Alaska Fairbanks Üniversitesi öncülüğündeki bir araştırma ekibi, 2017 yılında radar teknolojisini kullanarak buzulun içindeki basınçlı kanalları görüntüledi. Araştırmacılar, tuzlu suyun kaynağından Kan Şelaleleri'ne kadar uzanan yaklaşık 300 metrelik güzergâhı haritalandırdı.

Çalışma, sıvı suyun son derece soğuk buzun içinde nasıl ilerleyebildiği sorusuna da yanıt verdi. Suyun yüksek tuz oranı donmasını zorlaştırırken, donan küçük bölümler de çevrelerine ısı yayıyor. Ortaya çıkan bu ısı, çevredeki buzu bir miktar ısıtarak kanalın açık kalmasına yardımcı oluyor.

Araştırmada yer alan buzulbilimci Erin Pettit, suyun donarken çevresine ısı verdiğini ve bu ısının daha soğuk durumdaki buzu etkilediğini belirtti. Pettit'e göre Taylor Buzulu, sürekli su akışı bulunduğu bilinen en soğuk buzul olma özelliğini taşıyor.

GÜNEŞSİZ VE OKSİJENSİZ YAŞAM

Kan Şelaleleri'ni bilim insanları açısından önemli kılan yalnızca kimyasal yapısı değil. Buzun yüzlerce metre altında, bir milyon yılı aşkın süredir dış dünyadan büyük ölçüde yalıtılmış bir mikrobiyal ekosistem bulunuyor.

Bu mikroorganizmalar güneş ışığına ulaşamıyor ve yaşadıkları ortamda serbest oksijen son derece sınırlı. Buna rağmen bakteriler, sülfat ve demir gibi kimyasal maddeleri kullanarak ihtiyaç duydukları enerjiyi elde ediyor.

Tennessee Üniversitesi'nde görev yapan mikrobiyolog Jill Mikucki'nin bu ortamdan incelenebilir bir su örneği alması yıllar sürdü. Örnekler üzerinde yapılan analizler, buzun altında basit birkaç organizmadan değil, çevresindeki kimyasal döngülerle ilişkili gelişmiş bir mikrobiyal topluluktan söz edilmesi gerektiğini gösterdi.

Bilim insanları bu yaşam biçiminin yalnızca Antarktika'ya özgü olmayabileceğini düşünüyor. Kan Şelaleleri bu nedenle astrobiyoloji açısından da önemli bir araştırma alanı haline geldi.

Buzla kaplı, oksijensiz ve güneş ışığından yoksun bu ortam; Mars'ın yer altı bölgelerinde ya da Jüpiter'in uydusu Europa gibi buzlu gök cisimlerinde yaşamın hangi koşullarda var olabileceğini anlamak için yeryüzündeki en önemli örneklerden biri olarak görülüyor.

BUZULUN HAREKETİ ŞELALEYİ ORTAYA ÇIKARIYOR

Louisiana Eyalet Üniversitesi'nden yer bilimci Peter Doran öncülüğünde yürütülen ve Antarctic Science dergisinde yayımlanan yeni çalışma, tuzlu suyun buzuldan dışarı çıkma sürecine odaklandı.

Araştırmacılar, Eylül 2018'de Taylor Buzulu çevresinde çalışan üç ayrı ölçüm sisteminden elde edilen verileri birlikte değerlendirdi. Bunlar, buzul yüzeyindeki değişimleri takip eden bir GPS istasyonu, Kan Şelaleleri'ni her gün görüntüleyen bir kamera ve buzulun altındaki gölde bulunan sıcaklık sensörleriydi.

Sistemlerin hiçbiri özellikle bir akıntı olayını kaydetmek amacıyla kurulmamıştı. Ancak cihazların aynı dönemde çalışması, araştırmacıların tuzlu suyun dışarı çıkışı sırasında yaşanan değişimleri ayrıntılı biçimde izlemesini sağladı.

Takip eden haftalarda buzulun yüzeyinin yaklaşık 15 milimetre alçaldığı, ilerleme hızının ise yaklaşık yüzde 10 azaldığı görüldü. Aynı dönemde buzul altındaki gölde ani bir soğuk su değişimi kaydedildi. Kamera görüntülerinde de Kan Şelaleleri çevresinde neredeyse her gün yeni kırmızı lekelerin oluştuğu belirlendi.

Araştırmacılara göre buzun altında hapsolmuş tuzlu suyun basıncı zamanla yükseliyor. Basınç belirli bir seviyeye ulaştığında su, tek ve kesintisiz bir akış yerine darbeler halinde dışarı çıkıyor. Her boşalma, buzulun üzerindeki buzu ölçülebilir biçimde değiştiriyor; yüzeyin alçalmasına ve buzulun hareketinin yavaşlamasına neden oluyor.

Suyun boşalmasının ardından sistem yeniden sakinleşiyor ve buzun altında tekrar basınç birikmeye başlıyor.

BUZUL İÇİN ERKEN UYARI SİSTEMİ OLABİLİR

Araştırmacılar, Kan Şelaleleri'nin kesintisiz biçimde izlenmesinin Taylor Buzulu'nun içindeki değişimler hakkında önemli bilgiler sağlayabileceğini belirtiyor.

Akıntıların sıklığında veya yoğunluğunda zaman içinde yaşanabilecek değişikliklerin takip edilmesi, buzulun altındaki su basıncının ve buzul hareketlerinin nasıl değiştiğinin anlaşılmasına yardımcı olabilir.

Böylece Kan Şelaleleri, yalnızca Antarktika'nın en sıra dışı doğa olaylarından biri olmakla kalmayabilir; Taylor Buzulu'nun derinliklerinde yaşanan değişimleri haber veren doğal bir erken uyarı sistemine de dönüşebilir.