Okyanusun Mikrobiyal Sırları: Anaerobik Bölgeler Güçlü Sera Gazı N₂O Salınımını Nasıl Düzenliyor?

Gezegenin iklim dengesi açısından kritik öneme sahip karmaşık bir biyokimyasal süreç, okyanusların oksijenden yoksun derinliklerinde, yani anaerobik bölgelerde gerçekleşmektedir. Pennsylvania Üniversitesi'nden Xin Sun liderliğindeki bir ekip tarafından yürütülen araştırma, bu oksijensiz koşullardaki okyanus mikroorganizmalarının besin maddelerini aktif olarak Azot Oksit'e (N₂O) dönüştürdüğünü ortaya koydu. Bu gaz, karbondioksitten (CO₂) yaklaşık 300 kat daha fazla ısı tutma kapasitesine sahip güçlü bir sera ajanıdır ve aynı zamanda ozon tabakasının incelmesine de katkıda bulunmaktadır.

Doğu Tropikal Kuzey Pasifik'te altı hafta süren gözlemlerin sonuçları, 2025 yılında Nature Communications dergisinde yayımlandı ve bilimsel odağı yalnızca kimyasal tepkimelerden mikrobiyal toplulukların dinamiklerine kaydırdı. Araştırmacılar, N₂O üretiminin temel itici gücünün sadece kimyasal etkenler değil, farklı mikrop grupları arasındaki rekabet olduğunu tespit etti. Oksijen veya besin maddesi erişilebilirliğindeki en ufak dalgalanmalar bile bu sera gazının salınımında ani sıçramalara yol açabilmektedir.

Süreçlerin karmaşıklığını açıklamak adına Xin Sun, iki farklı türde atıştırmalık dükkanı benzetmesini kullandı. Nitrat İndirgeme Yolu (Nitrate Reduction Pathway), nitratların bol olduğu durumlarda daha verimli çalışan tam teşekküllü bir fırına benzetildi. Buna karşılık, Nitrit İndirgeme Yolu (Nitrite Reduction Pathway), deniz ortamında daha az bulunan nitritlerin tesadüfen “yüzüp geçmesine” bağlı olan uzmanlaşmış bir dükkana benziyor. Bu benzetme, N₂O emisyonunun başlangıç bileşenlerinin mevcudiyetine ne kadar doğrudan bağlı olduğunu çarpıcı bir şekilde ortaya koymaktadır.

Araştırma ayrıca, oksijen seviyesindeki artışın N₂O üretimini basitçe “durdurmadığını” gösterdi. Aksine, oksijenle zenginleşme, gaz üretim sürecini devralan baskın mikrobiyal popülasyonların değişmesine neden oluyor. Sun'ın belirttiği gibi, oksijen “dümenin başındaki kişiyi” değiştiriyor. Dahası, sisteme aşırı besin maddesi eklenmesi, birincil N₂O üreten mikropları yerinden ederek gaz salınımını neredeyse tamamen bastırdı. Bu ince mikrobiyal-ekolojik etkileşim, salınımların ayarlanmasında hayati bir öneme sahiptir.

Bu karmaşık etkileşimleri anlamak, atmosferde 114 yıla kadar kalabilen azot oksidin etkilerini içeren doğru iklim modelleri oluşturmak için büyük önem taşımaktadır. Azot oksit, üç temel antropojenik sera gazından biridir ve konsantrasyonu, sanayi öncesi seviyelere göre şimdiden %22 oranında artış göstermiştir. Akıntılar ve bakterilerin etkileşimiyle tetiklenen okyanustaki oksijensiz bölgelerin genişlemesi, yalnızca deniz ekosistemlerini tehdit etmekle kalmıyor, aynı zamanda okyanusun CO₂ emme yeteneğini de azaltarak küresel ısınmayı şiddetlendiriyor. Bu mikrobiyal dinamikleri modellere dahil etmek, insan faaliyetlerinin gezegenin en ücra köşelerini bile nasıl etkilediğini daha doğru bir şekilde tahmin etmemizi sağlayacaktır.