BGC-Argo şamandırası oksijensiz bölgedeki azot-karbon döngüsündeki değişimleri ortaya koyuyor

Neden gizli okyanus bölgeleri önemlidir

Okyanus yüzeyinin çok altında neredeyse oksijenin yok denecek kadar az olduğu geniş su katmanları bulunur. Bu oksijen fakiri bölgeler, hayati öneme sahip azotun ve iklimi ısıtan karbonun denizde ve atmosfere geri ne kadar hareket edeceğini sessizce belirler. Bu çalışma, Doğu Tropikal Kuzey Pasifik’teki robotik bir şamandırayı yaklaşık üç yıl boyunca izleyerek, bu gizli katmanlardaki kimyanın bilim insanlarının önce düşündüğünden çok daha değişken olduğunu gösteriyor. Çalışma, yüzeydeki deniz yaşantısındaki dalgalanmalar, dönen girdaplar ve mikroskobik mikropların birlikte okyanusun zaman içinde azot ve karbon dengesini nasıl yeniden şekillendirdiğini ortaya koyuyor.

Düşük oksijenli denizde bir robot sürüklenmesi

Araştırmacılar, kalın bir oksijensiz bölgesiyle ünlü Doğu Tropikal Kuzey Pasifik’te otonom bir Biyojeokimyasal Argo şamandırası konuşlandırdı. Şamandırа su sütunu içinde defalarca inip çıkarak oksijen, nitrat, nitrit, pH ve organik karbon bakımından zengin partikülleri kaydetti. Yaklaşık üç yıl boyunca La Niña, nötr ve güçlü El Niño koşullarını yaşadı. Bu süre boyunca yaklaşık 100 metreden 800 metrenin üzerine kadar uzanan orta derinlik bandı çok düşük oksijenli kaldı ve bu bölgenin azot kaybı için uzun ömürlü bir sıcak nokta olarak işlediğini doğruladı.

Karanlıkta solan kimyasal sinyal

Bu düşük oksijen bandı içinde ekip nitrite odaklandı; nitrit, mikropların oksijen yerine nitrat ve diğer bileşenleri soluyarak oluşturduğu kısa ömürlü bir azot formudur. Kayıtların başında nitritin biriktiği belirgin bir tabaka vardı; bu, mikropların nitratı tüketilmeden daha hızlı nitrite dönüştürdüğünün bir işaretiydi. Ancak 2023 ve 2024 boyunca nitrit seviyeleri istikrarlı şekilde düştü ve bazen ölçüm sınırının altına indi. Aynı zamanda pH azaldı ve karbonat doygunluk sınırları kaydı; bu değişiklikler ek CO2 üretildiğine ve suyun tamponlama kapasitesinin değiştiğine işaret ediyordu. Bu değişimler geniş bir alanda görüldü: yakındaki ikinci bir şamandıranın da aynı nitrit düşüşünü kaydetmesi, bunun yerel bir rastlantı değil bölgesel bir değişim olduğunu düşündürüyor.

Yüzey çiçeklenmeleri ve dönen girdaplar

Şamandıranın sensörleri ayrıca yüzeye yakın bölgede bitki benzeri plankton ve organik partiküllerde güçlü dalgalanmalar olduğunu ortaya çıkardı. Mevsimsel çiçeklenmeler ve 2022 yaz sonundaki özellikle verimli bir dönem üst okyanusu organik maddeyle doldurdu. Girdaplar—büyük dönen su kütleleri—zaman zaman besin açısından zengin derin suyu güneşe daha yakın yüzeylere çıkardı, bu da bu çiçeklenmeleri besledi ve klorofil ile partikül organik karbonu artırdı. Bu olaylar sadece yüzeyde yaşamı artırmakla kalmadı, aynı zamanda oksijensiz bölgeye çöken suların kimyasal bileşimini değiştirerek, karanlıkta azot kaybını ve karbon salınımını yöneten mikroplar için ne kadar “yiyecek” bulunduğunu değiştirdi.

Mikrobiyal yollar zamanla yeniden düzenleniyor

Hangi mikrobiyal süreçlerin en aktif olduğunu çözümlemek için araştırmacılar nitrat, nitrit, karbondioksit ve alkalinite değişimlerini bağlayan stokiyometrik bir kütle-denge modeli kullandı. Analiz, nitratın nitrite indirgenmesi adımının tüm koşullar altında azot dönüşümlerinde baskın olduğunu gösterdi. Buna karşın diğer yollar derinlik ve zamana göre kaydı. Nitrit bol olduğunda nitrit oksidasyonu ve nitrat indirgeme özellikle güçlüydü. Yüksek organik karbon döneminde, bağlı azotun asalazla inert azot gazına dönüştüğü denitrifikasyon ve anammox uyarıldı; bu sırada nitrit oksidasyonu zayıfladı. Daha sonra düşük nitrit koşullarında denitrifikasyon önem kazandı; bu da sistemi azottan tamamen arındırmaya ve ayrıca diazotlu gazlar arasında yer alan güçlü sera gazlarından nitroz oksit üretimine yol açan daha güçlü indirgenmiş koşullara işaret ediyor.

Değişen okyanus için ne anlama geliyor

Bu uzun ve ayrıntılı kayıt, oksijensiz bölgelerin sessiz, durağan “ölü bölgeler” olmadığını; azot ve karbon yollarının sürekli olarak yeniden düzenlendiği dinamik ortamlar olduğunu gösteriyor. Plankton üretkenliğindeki kaymalar, organik madde arzı ve girdapların fiziksel karıştırması, azotun deniz yaşamı için erişilebilir kalması ile atmosfere kaybedilmesi arasındaki dengeyi değiştirebilir ve aynı zamanda bu suların ne kadar karbondioksit depolayıp saldığı üzerinde etkili olabilir. İklim değişikliğiyle düşük oksijenli bölgelerin genişlemesi beklendiği için otonom şamandıralar ve benzeri araçlar bu gizli dönüşümleri izlemek ve okyanusun kimyası, üretkenliği ve sera gazı emisyonlarının nasıl evrilebileceğine dair tahminleri iyileştirmek için hayati önemde olacaklardır.

Atıf: Bif, M.B., Kelly, C., Altabet, M.A. et al. BGC-Argo float reveals shifts in nitrogen-carbon cycling in an oxygen-deficient zone. Commun Earth Environ 7, 294 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03410-5

Anahtar kelimeler: oksijensiz bölgeler, deniz azot döngüsü, biyocoğrafik Argo şamandıraları, okyanus karbon döngüsü, Doğu Tropikal Kuzey Pasifik