Antik okyanuslar ısındıkça karbon ihracatı ve balık verimliliği arttı

Okyanus balık stokları zaman içinde giderek daha fazla sömürülüyor ve uzaktan algılama, açık okyanuslarda, özellikle de tropik bölgelerde, son otuz yılda azaldığını gösteriyor. Ancak iklim modelleri, bu yüzyılın sonuna doğru küresel eğilimlerde hem artış hem de azalmalar gösterdiğinden, balık popülasyonlarının gelecekte ne durumda olacağı belirsiz.

İklim değişikliği, ısınan okyanuslar, okyanus asitlenmesi, zayıflayan su yüzeyindeki yükselme ve artan okyanus tabakalaşması, trendin belirlenmesinde rol oynuyor.

Yeni bir makale, küresel ısınmanın geçmiş bir döneminde balık biyokütlesindeki değişiklikleri inceliyor ve sürekli ısınmanın, açık okyanus biyokütle büyümesini teşvik etmenin yanı sıra deniz bitkileri ve algler tarafından alınan karbonu daha derin okyanusa taşıyabileceğini buluyor. Ancak gerçekleşmesi uzun zaman alır. Çalışma dergide yayınlandı Doğa İletişimi.

55,9 milyon yıl önce bir ısınma dönemi

Küresel ısınmanın dikkate alınan önceki bölümü, yaklaşık 55,9 milyon yıl önce meydana gelen Paleosen-Eosen Termal Maksimum’dur (PETM). Karbondioksit ve metan gibi büyük miktarda sera gazı atmosfere salındı; bu gazlar büyük olasılıkla büyük volkanik tuzaklardan (büyük bir bölgeye yayılan çok geniş yığılmış volkanik akış bölgeleri) salındı.

PETM olayında en muhtemel suçlu, Kuzey Atlantik’te merkezi İzlanda’da bulunan büyük, katılaşmış bir magma bölgesi olan Kuzey Atlantik Volkanik Bölgesi (NAIP) idi. (PETM’nin kesin neden(ler)ine ilişkin araştırmalar onlarca yıldır devam ediyor ve bugün de devam ediyor.)

Her durumda, PETM’nin başlangıcında yalnızca birkaç bin yılda meydana gelen hızlı emisyonlar görüldü. Atmosfere yaklaşık 3.000 ila 10.000 milyar metrik ton karbon salındı. Açık okyanus sıcaklıkları enlem ve derinliğe göre değişmekle birlikte yaklaşık 5°C arttı ve küresel ortalama yüzeye yakın hava sıcaklığı 5-6°C arttı. Isınma yaklaşık 100.000 yıl sürdü.

PETM belki de günümüzün küresel ısınmasının en iyi benzeri olarak değerlendiriliyor. PETM’nin genel karbon emisyon oranı, fosil yakıt çağında bizimkinden yaklaşık bir kat daha düşüktür; Bugünkü ısınma hızı, PETM’nin tahmini 100 bin yıllık ömrü boyunca ortalama hızından şu ana kadar yaklaşık 100 kat daha hızlı.

Balık dişleri antik üretkenliğin izini sürüyor

Geçmişteki pelajik (açık okyanus) balık stoklarını araştırmak için araştırmacılar (bunların arasında Shenzhen’deki Güney Bilim ve Teknoloji Üniversitesi’nden baş yazar Xiuwen Zhou’nun da aralarında bulunduğu Çin’den ve biri Kanada’dan) balık stoklarının bir fonksiyonu olan temsili göstergeleri incelediler.

Okyanus çökeltisindeki altı çekirdek bölgeden, balık pullarından çok dişlere benzeyen, çiftin ikincisi olan, yalnızca köpekbalıkları ve vatozlar gibi kıkırdaklı balıklarda bulunan, çiftin ikincisi olan küçük, düz V şekilli pullar olan, hepsine iktiyolit adı verilen fosil balık dişleri ve dermal diş eti birikimlerinin ölçümlerini birleştirdiler.

İhtiyolitler, doğal dökülme veya sindirilemeyen kısımların yırtıcı hayvanlar tarafından atılması yoluyla okyanus tabanında biriktirilir. İhtiyolit birikim oranı (IAR), bilim adamlarının PETM için pelajik balık üretkenliğinin vekili olarak hizmet etti.

Grup ayrıca aynı veya yakın konumlardaki deniz barit kayıtlarını da inceledi. Okyanus suyu sütunundaki mineral barit (BaSO₄), çürüyen deniz organik maddesiyle bağlantılı olarak doğrudan ve dolaylı olarak üretilir. Hem su kolonundaki hem de bu amaçlar doğrultusunda okyanus tabanı çökeltilerindeki dağılımı, yüzeyden okyanusun derinliklerine kadar su kolonunun herhangi bir yerine düşen organik karbona yakından karşılık gelir.

Verimlilik okyanus havzalarında eşitsiz bir şekilde arttı

Bölgeler arasında, grubun IAR’ları neredeyse sıfırdan bin yılda santimetre kare başına 150 ihtiyolit kadar yüksek bir değere kadar değişiyordu. Özellikle Kuzey Pasifik ve Kuzey Atlantik okyanuslarındaki birçok bölgede, olağandışı karbon birikiminin başlangıcında ve yaklaşık 50.000 yıl sonra bir başkasında IAR’larda ani artışlar görüldü.

Bu bölgelerde ve Orta Pasifik Okyanusu’ndaki bir bölgede, en yüksek IAR değerleri arka plan değerlerinden 5 ila 11 kat daha yüksekti. Güney Atlantik ve Hint Okyanusu’nun güneydoğusundaki artışlar daha ılımlıydı.

Araştırmacılar şöyle yazıyor: “Deniz çökeltilerine iktiyolit akışındaki artış, artan trofik transfer verimliliğine (bir besleme seviyesindeki biyolojik üretimin bir sonraki besleme seviyesinde yeni biyolojik üretime dönüşen kısmı) ve/veya artan balık verimliliğine bağlanabilir.” Burada balık verimliliği, bir balık popülasyonunun büyüme ve üreme yoluyla yeni biyokütle üretme oranı anlamına gelir. (Dikkat: bilimsel olmayan kullanımda “üretkenlik”, balıkçılık endüstrisi tarafından yakalanan balık anlamına gelir.)

Karbon ihracatı artışı tetikledi

Grup, karbonun, besinlerin ve daha fazlasının okyanus, atmosfer, çökeltiler ve karasal sistemler arasındaki etkileşimini belirlemek için cGENIE Dünya sistemi biyojeokimyasal modelini birleştirdi. Bunu yapmak, pelajik balık verimliliğindeki yaygın artışın, organik karbonun derin okyanusa taşınma hızını, deniz tabanı boyunca eğilimler ve mekansal desenleri yakından takip ettiğini ortaya çıkardı. Bu, “artışın yüzey okyanusundan artan karbon ihracatından kaynaklandığı” sonucunu ortaya koyuyor.

Bu nedenle, okyanustaki yüksek karbon seviyeleri altında, artan besin kaynağının etkileri, ısı, karbon, oksijen ve diğer besinlerin karışmasını engellediği için verimliliği baskılayan okyanus tabakalaşmasının (okyanus sularının yoğunlukla belirlenen yatay katmanlara ayrılması) etkilerinden daha ağır basıyor gibi görünüyordu.

Uzun vadeli kazançlar kısa vadeli bir tahmin değildir

Daha da önemlisi, araştırmacılar, PETM sırasında nihai olarak görülen değişikliklerin, modern dünyada görülen değişikliklerden farklı olabileceği sonucuna vardı (ki bunların iklim değişikliğinin ötesinde çeşitli insan faktörlerinden kaynaklandığı kabul ediliyor).

“Bulgularımız, deniz verimliliğinin sürekli sera ısınmasına verdiği uzun vadeli tepkinin, modern okyanusta gözlemlenen kısa vadeli düşüşlerden temel olarak farklı olabileceğini vurguluyor.”