Toprağın donması: Permafrost nedir?

Dünyamızın kliması nasıl çalışıyor ve ekosisteme olan etkisi nedir?

Permafrost, yıl boyunca 0 derecenin altında donmuş halde kalan herhangi bir toprak veya kayadır. Bir toprağın permafrost olarak kabul edilmesi için en az iki ardışık yıl veya daha uzun bir süre donmuş olması gerekiyor. Permafrost genellikle ortalama yıllık sıcaklığın, suyun donma noktasından daha az olduğu soğuk iklimlerde olur. Bu tür iklimler Kuzey ve Güney kutuplarının yanında ve bazı Alpin bölgelerinde görülür.

Permafrost

Sıcak havalara maruz kalan bazı topraklar, bu aylarda kısa bir süre için erimektedir. Çözülme, toprağın üst tabakası ile sınırlıdır ve permafrost tabakası, yüzeyin birkaç santim altında donmuş halde kalır. Bu alanlarda, aktif tabaka olarak bilinen toprak tabakası, yaz aylarında bitkilerin yetişmesini sağlayacak kadar ısınabilir. Aktif tabakanın altında yer alan permafrost, toprağın yüzeyine yakın su tutar, bu da onu çok sulu yapar. Permafrost toprağın serinlemesine, yavaş bitki büyümesine ve yavaş çürümeye neden olur.

Pingo toprak

Permafrost tabakası toprakta çok miktarda su tuttuğunda pingo toprak formasyonları oluşur. Su donarsa, doymuş toprağı genişleterek geniş bir tümseğe veya pingoya doğru iter.

Solifluction
Toprak akmasına örnek.

Toprak akması

Çözünme denilen süreç, çözülmüş toprakların permafrost tabakası üzerinde eğim oluşturup aşağı kaymasıyla ortaya çıkan yeni bir toprak oluşumudur. Bu olduğunda, topraklar üstteki fotoğrafta görüldüğü üzere dalga desenleri oluşturur.

Thermokarst
Thermokarst çökmeye örnek.

Thermokarst çökme ne zaman oluşur?

Thermokarst çökmesi, genellikle insan hatasından yani düzensiz arazi kullanımı nedeniyle bitki örtüsünden arındırılmış alanlarda meydana gelir. Bu "hastalık", permafrost tabakasının erimesine yol açar ve sonuç olarak zemin çökmekte veya çökmek üzeredir. Bu çökmelere genellikle arktik bölgelerde ve zaman zaman İsviçre Alplerinde rastlanır.

Permafrost çözülmesinin etkileri nelerdir?

Sera gazı depolarının kaybı

Bitkiler ve hayvanlar öldüğünde vücutlarını parçalayan bakteriler, karbondioksit, metan ve diğer sıcak gazları havaya bırakır. Derin dondurucu, bu süreçte duraklatma düğmesine etkili bir şekilde basar ve yeraltında yayılan organizmaları ve gazları tutar. Fakat permafrost hareketleri olduğunda, bu organik malzemelerin mikrobiyal ayrışması ve sera gazlarının salınması yeniden başlar. Yani dünyamız için permafrost tabakanın önemi büyüktür.

Binlerce yıl önce ölen insan bedenlerinden, yünlü mamutların bedenlerine kadar saklamayı başarmış olan permafrost, dünyadaki küresel ısınma gazlarının büyük depolarından biridir. Aslında sadece kutuptaki permafrostun, atmosferdeki miktardan neredeyse iki kat daha fazla karbon tuttuğu tahmin edilmektedir. Metan gazı için de aynı durum geçerli. Metan, gezegenimizde 80 kat daha fazla ısı yakalayan güçlü bir sera gazıdır.

Buzul toprakların yapılarını kaybetmeye başlaması.

Bozulan altyapı

Kuzey Rusya'da şehir binaları çöküyor. Alaska'da yollar lunapark trenlerine dönüşüyor. Su yeraltında buza dönüştüğü zaman genişler ve toprak şişer. Su hareketleri olduğunda, yüzey çatlakları oluşur — ilkbaharda oluşan çukurlar gibi. Yaklaşık 35 milyon insan, bir zamanlar "kalıcı olarak donmuş toprak" kabul edilen alanlara inşa edilen kasaba ve şehirlerdeki permafrost bölgesinde yaşar. Fakat bu katı zemin yumuşadıkça, bu insanların güvendiği altyapı giderek daha istikrarsız bir şekilde bozuluyor.

Kanada'da yok olan permafrostun her yıl Kuzeybatı Toprakları boyunca, kamu altyapısına zarar veren on milyonlarca dolarlık bir tahribata neden olduğu tahmin edilmektedir. Ve Alaska'da bir çalışma, bu yüzyılın sonuna doğru permafrost ve diğer iklim ile ilgili faktörlerin çözülmesiyle zarar gören yol, tren hattı, bina ve havalimanı gibi 5,5 milyar dolarlık kamu altyapısı onarım maliyetini ortaya koyuyor. Öte yandan, fosil yakıt endüstrisi iklim değişikliğini tetiklemeye devam ederken, gezegenin ısınmasına ve dünyanın permafrostunun erimesine katkıda bulunuyor. Bu da sadece kendi Arktik tabanlı enerji altyapısı riske atmıyor, yerel ekosistemlerin petrolden zarar görme ihtimalini de yükseltiyor.

Sarhoş Ağaçlar ciddi bir doğa problemidir.
Sarhoş Ağaçlar ciddi bir doğa problemidir.

Değişen manzaralar

Permafrost çözünme, doğal ekosistemleri de birçok şekilde değiştirir. Termokarst, sarkma zemini alanları ve sığ su birikintileri oluşturabilir ve bunlar genellikle ağaçların "sarhoş ağaçlar"a dönüşmesiyle karakterize edilir. Sarhoş orman örneğini üstteki fotoğrafta ve daha fazlasını bu linkte bulabilirsiniz. 

Bu donmuş topraklar bozulmaya yani yumuşamaya başladığında önce toprak erozyonu başlar. Ardından nehirlerin ve akarsuların akışını değiştirebilecek, su kalitesini düşüren (karbonun girmesi dahil) ve sudaki vahşi yaşamı etkileyebilen yeni çökeltiler oluşur. Gözle görülen manzara ciddi şekilde değişecektir. 

Sonuç

Karbon ayak izimizi azaltarak, enerji tasarruflu ürünlere yatırım yaparak ve iklim dostu işletmeleri, mevzuatı ve politikaları destekleyerek, dünyanın permafrostunu korumaya ve sürekli ısınan bir gezegenin kısır döngüsünü önlemeye yardımcı olabiliriz. Elbette nerede yaşadığımızın önemi yok; iklim değişikliğine topluca küçük bir şekilde katkıda bulunabilir, dünyanın "kliması" üzerinde büyük bir etki yaratabiliriz.