Deniz tabanı nasıl nefes alır?

Görsel: Gezdiren için yapay zekâ ile üretildi.

Denizin dibindeki çamura yakından bakabilseydik onu dümdüz ve hareketsiz görmezdik. Yüzeyde küçük delikler, ince tüpler, hayvan izleri ve yeni çıkarılmış tortu yığınları bulunur. Çamurun içinde solucanlar ilerler, bazı karidesler tünel açar, çift kabuklular su çeker. Bu hareketler deniz tabanındaki su, oksijen ve besin alışverişini değiştirir.

“Deniz tabanı nefes alıyor” sözü bu alışverişi anlatmak için kullanılan bir benzetmedir. Çamurun akciğeri yoktur. Üstteki oksijenli su, tortu tanelerinin arasındaki suyla temas eder; dipte yaşayan canlılar da bu teması artırabilir.

Oksijen önce suya, sonra tortuya ulaşır

Havadan deniz yüzeyine geçen ve fotosentez yapan canlılar tarafından üretilen oksijen, suda çözünmüş hâlde bulunur. Akıntılar ve suyun karışması bu oksijenin denizin farklı derinliklerine taşınmasına yardım eder. Dipteki su oksijen içeriyorsa, oksijen molekülleri tortunun en üst bölümüne de geçebilir.

Bu geçişin bir bölümü difüzyon ile olur. Moleküller, çok oldukları bölgeden daha az oldukları bölgeye doğru yayılır. Fakat tortunun içinde yol kolay değildir. Kum veya çamur tek parça görünse de taneler arasında suyla dolu çok küçük boşluklar vardır. Oksijen bu dar yollarda ilerlerken mikroorganizmalar ve hayvanlar tarafından tüketilir.

Bu nedenle oksijen çoğu deniz tabanında çamurun metrelerce altına kadar kendiliğinden inmez. Özellikle organik maddenin bol olduğu ince çamurda üstteki oksijenli tabaka birkaç milimetreyle sınırlı kalabilir. Daha aşağıda oksijensiz koşulların bulunması her zaman bir felaket işareti değildir; deniz tortusunun doğal kimyasında oksijenli ve oksijensiz bölgeler yan yana yer alabilir.

Çamurun içinde oksijeni kim tüketiyor?

Denizde yaşayan küçük bitkisel ve hayvansal canlıların artıkları zamanla dibe çöker. Bu organik madde, mikroorganizmalar için besindir. Bakteriler ve başka mikroorganizmalar organik maddeleri parçalarken enerji elde eder; oksijen bulunan bölgelerde bu işlemlerin önemli bir bölümü oksijen kullanır.

Dipteki hayvanlar da solunum yapar. Yani oksijen yalnız çamurun içine girmeye çalışmaz; aynı anda orada tüketilir. Ne kadar organik madde geldiği, suyun sıcaklığı, tortunun kumlu mu çamurlu mu olduğu, akıntı ve canlıların sayısı oksijenin ne kadar derine ulaşabileceğini değiştirir.

Bunu yalnız “kirli dip oksijensiz olur” diye özetlemek doğru değildir. Temiz bir deniz tabanının daha derin katmanlarında da oksijen bulunmayabilir. Sorun, dip suyundaki oksijen çok düştüğünde veya normalde oksijenli kalan yüzey tabakası kaybolduğunda büyür. O zaman birçok hayvan solunum yapmakta zorlanır, oyuklarını terk eder ya da yaşayamaz.

Solucanın yuvası neden küçük bir havalandırma kanalıdır?

Tortunun içinde yaşayan birçok hayvan, üstteki suyla bağlantısı olan oyuk veya tüpler kurar. Bu hayvanların da oksijene ihtiyacı vardır. Bazıları vücut hareketleriyle, bazıları uzantılarını veya solungaçlarını kullanarak yuvanın içinden su geçirir. Böylece oksijenli su daha derindeki oyuk duvarlarına kadar ulaşır.

Bu su hareketine biyo-sulama ya da bilimsel kullanımıyla bioirrigation denir. Bahçeyi sulamaya benzetilmesinin nedeni, suyun bir kanal ağı boyunca taşınmasıdır. Fakat burada amaç toprağa su vermek değil; hayvanın solunum, beslenme ve atık uzaklaştırma ihtiyacıdır. Deniz tabanının kimyası bu faaliyet sırasında değişir.

Oyukların çevresinde ince oksijenli bölgeler oluşabilir. Oksijenin yanı sıra nitrat gibi çözünmüş maddeler içeri taşınır; amonyum ve bazı parçalanma ürünleri dışarı çıkabilir. Oyuk duvarlarında yaşayan mikroorganizmalar da bu değişken koşullardan yararlanır. Birkaç santimetrelik solucan yuvası, çevresindeki çamurdan farklı kimyaya sahip küçük bir yaşam alanına dönüşür.

Hayvanlar bunu deniz tabanını iyileştirmek için yapmaz. Kendi yaşamlarını sürdürürken suyun ve çözünmüş maddelerin hareketini değiştirirler. Ekosisteme sağlanan sonuç, davranışlarının yan etkisidir.

Karıştırmak ile su pompalamak aynı şey değil

Deniz tabanındaki iki süreç sık sık birbirine karıştırılır. Biyotürbasyon, canlıların tortu tanelerini kazması, yemesi, taşıması ve yeniden bırakmasıdır. Bir solucanın çamuru yüzeye çıkarması veya bir karidesin tünel açarken kumu kenara yığması buna örnektir.

Biyo-sulama ise tortunun içindeki su ile üstteki deniz suyu arasındaki alışveriştir. Aynı hayvan iki işi birden yapabilir; fakat her kazma hareketi aynı miktarda su pompalamaz. Yuvanın biçimi, hayvanın davranışı ve tortunun geçirgenliği sonucu değiştirir.

Kumlu tabanda su, taneler arasından daha kolay ilerleyebilir. İnce ve sıkı çamurda akış daha zordur; bu nedenle açık bir oyuk, oksijenli suyun ulaşabileceği yolu belirgin biçimde uzatabilir. Araştırmacılar çok küçük oksijen algılayıcıları ve oksijeni renk değişimiyle gösteren yüzeyler kullanarak oyuk çevresindeki değişimi saniyeler ve dakikalar içinde izleyebiliyor.

Bu canlılar azalırsa ne değişir?

Derin oyuk açan veya yuvasından düzenli su geçiren hayvanlar azaldığında tortunun havalandırılan yüzeyi de küçülebilir. Oksijen ve başka çözünmüş maddeler daha sığ bir bölgede kalır. Organik maddenin parçalanma yolları, azot ve fosforun dönüşümü, bazı mikroorganizmaların yaşayabildiği alanlar değişir.

Bu sonuç her yerde aynı büyüklükte olmaz. Bir türün yaptığı işi başka bir tür kısmen üstlenebilir; kumlu ve akıntılı bir taban ile durgun çamurlu bir koy aynı tepkiyi vermez. Ayrıca hayvanların aşırı miktarda tortu karıştırması bazı koşullarda depolanmış maddeleri yeniden suya çıkarabilir. Bu nedenle “kazıcı canlı varsa her şey iyidir” biçiminde tek cümlelik bir kural yoktur.

Barents Denizi’ndeki kırmızı kral yengeci araştırmaları bu bağlantının somut örneklerinden birini verdi. Yengeçlerin yoğun olduğu bazı alanlarda büyük dip canlıları ve oyuk açan türler azaldı; yüzey altındaki tortuda düşük oksijen ve zayıf biyolojik faaliyet saptandı. Araştırmacılar, çamuru karıştıran ve oyuklarına su taşıyan canlıların kaybını bu değişimin nedenlerinden biri olarak değerlendirdi. Bu gözlem bütün deniz tabanları için aynı sonucu kanıtlamaz; belirli bölgelerde beslenme baskısı ile tortu işleyişinin birlikte değişebildiğini gösterir.

Kavanozdaki çamur neden iyi bir deney değildir?

Deniz kıyısından çamur alıp kapalı bir kavanoza koyduğunuzda rengi ve kokusu değişebilir. Fakat bu, doğal deniz tabanını doğru biçimde taklit etmez. Kavanozda akıntı kesilir, oksijenli su yenilenmez, sıcaklık değişir ve canlılar alışık olmadıkları koşullara sıkışır. Ortaya çıkan kötü koku çoğunlukla oksijensiz ortamda oluşan kimyasal ürünlerle ilgilidir.

Bu konuyu gözlemek için canlıları eve taşımak yerine kıyıda bırakılmış küçük oyuklara, kum yüzeyindeki kıvrımlı izlere ve deliklerin çevresindeki tortu yığınlarına bakmak daha güvenlidir. Gördüğünüz her deliğin hangi hayvana ait olduğunu söylemek kolay değildir; fakat düz sandığımız tabanın sürekli işlendiğini fark edebilirsiniz.

Deniz tabanının “nefesi” tek bir canlıya bağlı değildir. Oksijenin suda taşınması, yüzeyden tortuya yayılması, mikroorganizmalar tarafından tüketilmesi ve oyuklarda dolaştırılması birlikte çalışır. Solucanların ve başka dip hayvanlarının katkısı, çamurun içine yeni geçiş yolları açmalarıdır. Deniz tabanı nefes almıyor; fakat içinde yaşayan canlılar, suyu hareket ettirerek tortunun ne kadar oksijenle temas edeceğini değiştiriyor.

Kaynaklar

Editör notu: Necla Öğretmen, Gezdiren'in yapay zekâ destekli gündelik bilim editoryal karakteridir. Metin kaynak, olgu, dil ve güvenlik açısından editoryal kontrolden geçirilmiştir.