Deniz buzu yeniden kristalleşmesinin Arktik kar örtüsüne katkısı

Arktik Karında Gizli Bir Öykü

Arktik deniz buzunu örten kar basit bir beyaz örtü gibi görünse de bu çalışma, karın gökyüzünden olduğu kadar aşağıdan da sessizce büyüdüğünü gösteriyor. Sadece donmuş yağmur değil, karın bir kısmı aslında deniz buzunun buhara dönüşüp tekrar üst tabakalarda yeniden donmuş hâli olarak geri dönüştürülmüş durumda. Deniz buzu ile kar arasındaki bu gizli alışverişi anlamak önem taşıyor; çünkü bu süreç güneş ışığının ne kadarının yansıtıldığını, gazların okyanus ile hava arasındaki hareketini ve hızla ısınan Arktik’teki gelecekteki iklim tahminlerimizi etkiliyor.

Buzdan Yukarı Doğru Büyüyen Kar

Deniz buzunun üzerindeki kar iki çok farklı dünyanın arasında duruyor: üstte dondurucu bir atmosfer ve altta nispeten ılık okyanus suyu. Bu sıcaklık farkı, kar boyunca güçlü dikey sıcaklık gradyanları yaratıyor ve bu da buzdan yukarı doğru su buharının hareket etmesine yol açıyor. Bu buhar kar içindeki küçük hava boşlukları boyunca hareket edip yeniden donduğunda, kar kristallerini daha büyük ve daha narin yapılarda olan derinlik hoarı (depth hoar) biçimlerine dönüştürüyor. Tundra topraklarındaki önceki çalışmalar, zemin buzunun üzerindeki kara küçük bir miktar kütle ekleyebileceğine işaret etmişti, ancak şimdiye kadar sürüklenen Arktik deniz buzları üzerinde bu süreç niceliksel olarak hesaplanmamıştı.

Ağır Suyun İzini Sürmek

Araştırmacılar 2019 sonu ile 2020 baharı arasında Arktik paket buzuyla sürüklenen yıllık MOSAiC seferine katıldılar. Merkezi bir buz kütlesi üzerinde işaretlenmiş yüzün üzerinde alanda, kar çukurları tekrar tekrar kazıldı ve yüzeyden kar–buz temasına kadar kar derinliği, yoğunluğu ve sıcaklığı ölçüldü. Kritik olarak, doğal su molekülü “parmak izleri”ni analiz etmek için 500’den fazla kar örneği ve birçok deniz buzu çekirdeği topladılar: hidrojen ve oksijenin ağır ve hafif formları. Deniz buzunun ve kar yağışının izotop imzaları farklı olduğundan, buzdan kar içine herhangi bir su buharı girişi bu oranlarda tanınabilir bir iz bırakıyor.

Aşağıdan Beslenen Karın Kanıtı

Ölçümler, kar içindeki sıcaklık farklarının sıklıkla son derece güçlü olduğunu ortaya koydu; çoğu çukur, hızlı kristal büyümesi ve buhar hareketinin beklendiği eşiğin üzerindeydi. Neredeyse her dikey kar profilinde, karın buzun hemen üzerindeki alt birkaç santimetresi yüzey katmanlarından çok daha fazla ağır oksijen içeriyor ve alttaki deniz buzuna daha yakın bir bileşime sahipti. Aynı zamanda, alt kar tabakası genellikle daha az yoğunlaşıyor ve yapısal olarak daha fazla dönüşüm gösteriyordu; bu da yukarı doğru buhar akışı ve yeniden kristalleşmeyle tutarlıydı. Deuterium-excess (d-excess) olarak adlandırılan ek bir izotop ölçümü, deniz spreyi ya da taşkın nedeniyle tuz bulaşması gibi diğer açıklamaları dışlamaya yardımcı oldu ve sinyalin buzdan yükselen buhardan kaynaklandığı olasılığını güçlendirdi.

Ne Kadar Yeni Kar Deniz Buzundan Geliyor?

Karın ne kadarının aslında deniz buzundan kaynaklandığını tahmin etmek için ekip iki tamamlayıcı yaklaşımı birleştirdi. Önce, bir buz tabakasının üzerindeki karın bilinen bir sıcaklık gradyanına maruz bırakıldığı kontrollü laboratuvar deneylerinin sonuçlarını kullandılar ve buz kaybını dikkatle izlediler. Bu ilişkiyi MOSAiC sırasında ölçülen gerçek dünya sıcaklık ve buhar koşullarıyla ölçeklendirerek, ne kadar buzun süblime olup kar içine yeniden çökelmiş olması gerektiğini hesapladılar. Bu, kış boyunca aşağıdan eklenen yaklaşık 4 santimetre kar derinliğinin eşdeğerini verdi. İkinci olarak, izotop verilerine basit bir karışım modeli uyguladılar; atmosferik kar yağışı ve deniz buzu iki uç üye olarak ele alındı. Bu analiz daha da büyük bir katkı önerdi: ortalamada kar kütlesinin yaklaşık üçte biri, yani yaklaşık 6 santimetre kar, yeniden kristalleşmiş deniz buzuna kadar izlenebiliyordu.

Isınan Arktik İçin Neden Önemli?

Her tahmin belirsizlikler içerse de, birlikte bu bulgular deniz buzunun sadece kar için bir platform olmadığını, aynı zamanda etkin bir tedarikçi olduğunu gösteriyor. Arktik ısınmaya devam ederken kar derinlikleri, rüzgârlar ve sıcaklık gradyanları değiştikçe, aşağıdan gelen bu gizli büyüme karın kalınlığını ve yoğunluğunu, okyanustan kaçan ısının miktarını ve kirletici ile kimyasalların depolanma ya da salınma biçimini etkileyecek. Uzman olmayanlar için temel mesaj şu: Arktik kar örtüsü kısmen yeniden dönüştürülmüş deniz buzundan inşa ediliyor ve bu sürecin tanınması iklim modellerini, uydu verisi yorumlarını ve buzla kaplı okyanusun değişen iklime verdiği yanıt hakkındaki genel anlayışımızı geliştirecek.

Atıf: Macfarlane, A.R., Mellat, M., Dadic, R. et al. The contribution of sea-ice recrystallization to the Arctic snowpack. Nat Commun 17, 2429 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-68762-0

Anahtar kelimeler: Arktik karı, deniz buzu, su buharı, kararlı izotoplar, iklim değişikliği