BY Mehmet Cömert / BRÜKSEL
Seragazı etkisinin keşfi, 19. yüzyıl boyunca bir dizi bilim insanının gözlemleri ve araştırmaları sonucunda gerçekleşmiştir. İlk olarak 1827 yılında Fransız matematikçi ve fizikçi Joseph Fourier, Dünya’nın sıcaklığının yalnızca doğrudan güneş ışınlarıyla açıklanamayacağını, bu ısının bir kısmının atmosfer tarafından tutulduğunu öne sürmüştür. Fourier’nin çalışmaları, atmosferin sıcaklığı nasıl koruduğunu anlamaya yönelik ilk bilimsel adımlardan biri olmuştur.
1856 yılında Amerikalı fizikçi Eunice Newton Foote, atmosferdeki karbondioksit miktarının artmasının güneş ışınlarıyla birlikte sıcaklığı yükselttiğini deneysel olarak kanıtladı.
Bu bulgularını Amerikan Bilim Geliştirme Derneği’nde (AAAS) yayımlayarak, sera etkisinin bilimsel temellerine dair ilk çalışmalardan birini ortaya koydu.
Bu çalışma, belirli gazların güneş radyasyonunu nasıl emdiğini ve atmosferin sıcaklığını nasıl etkilediğini gösteren ilk bilimsel kanıtlardan biri olmuştur.
1861 yılında İrlandalı fizikçi John Tyndall, laboratuvar deneyleriyle su buharı ve karbondioksit gibi gazların kızılötesi radyasyonu emerek atmosferin ısınmasına neden olduğunu kanıtladı. Bu bulgularıyla, atmosferdeki bu gazların miktarındaki değişimlerin küresel iklim üzerinde belirleyici bir etkisi olabileceğini öne sürdü ve sera gazı etkisinin bilimsel temelini daha da güçlendirdi.
Seragazı etkisinin iklim üzerindeki doğrudan etkilerini niteliksel olarak analiz eden ilk bilim insanı ise Svante Arrhenius olmuştur. 1896 yılında yayımladığı çalışmasında, atmosferdeki karbondioksit seviyesindeki değişimlerin Dünya’nın sıcaklığını nasıl etkileyebileceğini matematiksel olarak hesaplamıştır. Arrhenius, atmosferdeki karbondioksit miktarının iki katına çıkması durumunda, küresel sıcaklıkların 4 ila 6 derece arasında artacağını öngörmüştür.
Ancak, 1906 yılında bu tahminini revize ederek sıcaklık artışının 1,6 derece olabileceğini ileri sürmüştür.
Arrhenius’un çalışmaları, modern iklim biliminin temel taşlarından biri olarak kabul edilmekte olup, kendisi küresel ısınmanın bilimsel temellerini atan öncü isimlerden biri olarak anılmaktadır. 19. yüzyıl boyunca yapılan bu çalışmalar, günümüzde iklim değişikliği üzerine yürütülen araştırmaların temelini oluşturmuş ve seragazı etkisinin bilimsel olarak anlaşılmasını sağlamıştır.
Svante Arrhenius ve 1896’daki İklim Değişikliği
Diğer Gezegenlerde Seragazı Etkisi
Seragazı etkisi, yalnızca Dünya ile sınırlı bir olgu olmayıp, Güneş Sistemi’ndeki diğer gezegenlerde de gözlemlenmektedir. Bu etkinin en belirgin olduğu gezegenlerden biri Venüs’tür. Venüs, Güneş’e Dünya’dan daha yakın bir konumda bulunmasına rağmen, yüzey sıcaklığındaki artış yalnızca bu mesafe farkıyla açıklanamaz. Venüs’ün ortalama yüzey sıcaklığı yaklaşık 480°C olup, bu değer, Güneş’e çok daha yakın konumda bulunan Merkür’den bile yüksektir. Bu durum, Venüs’teki yoğun seragazı etkisinin en çarpıcı örneklerinden biri olarak kabul edilmektedir.
Bu olağanüstü sıcaklık artışının temel nedeni, Venüs’ün son derece yoğun bir atmosfere sahip olmasıdır. Atmosferinin büyük bir kısmı karbondioksitten (CO₂) oluşan Venüs, güçlü bir seragazı etkisi nedeniyle ısının büyük bir bölümünü hapseder. Yoğun atmosferik yapı, gezegenin yüzeyine ulaşan güneş ışınlarını geri yansıtmak yerine büyük ölçüde absorbe ederek aşırı sıcaklık artışına yol açmaktadır.
Buna karşılık Merkür, neredeyse tamamen atmosfersiz bir gezegen olduğu için, üzerinde herhangi bir seragazı etkisi görülmemektedir. Merkür’ün Güneş’e çok yakın olmasına rağmen, atmosfer eksikliği nedeniyle gezegenin yüzeyi güneş ışınlarını doğrudan alır ve hızla ısıtılır. Ancak bu ısının tutulmasını sağlayacak atmosferik gazlar bulunmadığından, gece ve gündüz sıcaklıkları arasında büyük farklılıklar gözlemlenir. Merkür’ün gündüz sıcaklığı yaklaşık +250°C’ye, gece sıcaklığı ise -250°C’ye kadar düşmektedir. Bu aşırı sıcaklık değişimi, atmosferin sıcaklığı düzenleyici bir faktör olarak ne denli önemli olduğunu ortaya koymaktadır.
Çapı 4.880 kilometre olan Merkür, Pluto’nun 2006 yılında cüce gezegen olarak sınıflandırılmasından bu yana Güneş Sistemi’ndeki en küçük gezegen konumundadır.
Öte yandan Mars, daha ince bir atmosfere sahip olmasına rağmen, seragazı etkisinin bazı izlerini taşımaktadır. NASA’nın Mars Global Surveyor ve Odyssey misyonları tarafından elde edilen görüntüler, Mars’ın kutup bölgelerindeki karbondioksit buzullarının son üç yıl içinde belirgin bir şekilde küçüldüğünü göstermektedir. Fenton, Geissler ve Haberle tarafından yürütülen araştırmalar, bu erimenin gezegenin atmosferinde meydana gelen toz fırtınalarıyla tetiklenen pozitif geri besleme döngüsü (positive feedback loop) sonucunda gerçekleştiğini ortaya koymaktadır.
Bu gözlemler, seragazı etkisinin gezegenlerin atmosferik yapısına ve bileşimine bağlı olarak büyük ölçüde değişiklik gösterebildiğini ve küresel iklim süreçleri üzerinde doğrudan etkili olduğunu göstermektedir. Dünya dışındaki gezegenlerde yapılan bu tür araştırmalar, iklim dinamiklerini ve seragazlarının atmosfer üzerindeki uzun vadeli etkilerini daha iyi anlamamıza yardımcı olmaktadır.
Günümüzde Seragazı Etkisinin Güçlenmesi
Seragazı etkisi, atmosferdeki karbondioksit (CO₂) ve diğer sera gazlarının artışıyla giderek daha belirgin hale gelmekte ve küresel sıcaklıkların yükselmesine neden olmaktadır. 20. yüzyıl boyunca, atmosferdeki bu değişimleri açıklamak üzere farklı bilimsel modeller geliştirilmiş ve güçlendirilmiş seragazı etkisi kavramı ortaya çıkmıştır.
Atmosferdeki seragazı miktarının sistematik olarak izlenmesi, 1950’li yılların sonlarına doğru başlamıştır. Bu alandaki öncü isimlerden biri olan Amerikalı bilim insanı Charles David Keeling (1928-2005), atmosferdeki CO₂ seviyelerini uzun vadeli ve hassas bir şekilde ölçen ilk araştırmacılar arasında yer almıştır. Keeling, bu ölçümleri Havai’deki Mauna Loa Yanardağı’nda ve Güney Kutbu’ndaki Amerikan araştırma istasyonunda gerçekleştirmiştir.
İlk verileri incelediğinde, atmosferdeki CO₂ seviyesinin sürekli arttığını tespit etmiş ve bu eğilimin küresel çapta geçerli olduğunu ortaya koymuştur.
2013 yılı itibarıyla, atmosferde ölçülen ortalama CO₂ seviyesi 395 ppm (milyonda bir parça) değerine ulaşmıştır. Keeling’in ilk ölçümlerine başladığı 1958 yılında bu değer 315 ppm civarındayken, Antarktika’daki buz çekirdeklerinden elde edilen bulgular, Sanayi Devrimi öncesinde CO₂ seviyesinin yaklaşık 280 ppm olduğunu göstermektedir. Bilim insanları, bu hızlı artışın büyük ölçüde insan faaliyetlerinden kaynaklandığını kanıtlamışlardır. Yapılan analizler, bu artışın yaklaşık %75’inin fosil yakıtların yanmasından, %25’inin ise büyük ölçekli ormansızlaşma ve toprak erozyonundan kaynaklandığını göstermektedir.
Atmosferde CO₂ Artışının Kanıtları
Seragazlarının artışı ve katkıları (kaynak: NASA)
Sanayi Devrimi’nden bu yana atmosferdeki CO₂ seviyeleri 270 ppm’den 395 ppm’ye çıkmıştır (Ocak 2013 verileri). Buz çekirdek analizleri, son 800.000 yıl içinde CO₂ seviyelerinin günümüzde ulaştığı seviyeye hiç çıkmadığını ortaya koymaktadır. Bunun yanı sıra, bilim insanları CO₂’nin kaynağını belirlemek için karbon izotop analizi kullanmaktadır.
“Fosil yakıtların yakılmasıyla atmosfere salınan karbon, neredeyse hiç Karbon-14 izotopu içermez. Bunun nedeni, fosil yakıtların milyonlarca yıl boyunca yer altında kalması ve bu süre zarfında Karbon-14’ün tamamen bozunarak tükenmesidir.” Buna karşılık, doğal atmosferik süreçler sonucunda sürekli olarak Karbon-14 üretilmektedir. Atmosferdeki CO₂’nin düşük Karbon-14 içeriği, bu gazın büyük ölçüde fosil yakıt kaynaklı olduğunu kanıtlamaktadır.
Ayrıca, okyanuslarda da CO₂ seviyelerinde artış gözlemlenmiştir. Atmosferden emilen karbondioksit, okyanus suyunda karbonik asit (H₂CO₃) oluşmasına yol açarak, suyun pH seviyesinin düşmesine neden olmaktadır. 20. yüzyıldan bu yana okyanusların pH seviyesi 0,1 birim azalmış, bu da deniz ekosistemleri üzerinde asitlenme sürecini hızlandırmıştır.
Bu veriler, atmosferdeki ve okyanuslardaki karbondioksit artışının insan kaynaklı olduğunu bilimsel olarak kanıtlamakta ve seragazı etkisinin giderek daha güçlü hale geldiğini göstermektedir. İklim değişikliğiyle mücadele edebilmek için sera gazı emisyonlarının kontrol altına alınması büyük önem taşımaktadır.
Kaynak
-“Who discovered the greenhouse effect?” – Royal Institution: This article delves into the history of the greenhouse effect’s discovery, highlighting the contributions of scientists like John Tyndall and Svante Arrhenius.
-“Greenhouse effects… also on other planets” – European Space Agency (ESA): This piece explores how the greenhouse effect operates not only on Earth but also on planets like Venus and Mars, providing insights from various space missions.
-“The Greenhouse Effect on Earth and Other Planets” – Medium: This article discusses the distinct greenhouse effects observed on Earth, Mars, and Venus, emphasizing the impact of atmospheric characteristics on planetary climates.
-“Climate change on other planets” – European Space Agency (ESA): This article examines the greenhouse effect on Venus, noting its dense carbon dioxide atmosphere and the resulting extreme surface temperatures.
-“NASA’s Webb Detects Carbon Dioxide in Exoplanet Atmosphere” – NASA: This report details the James Webb Space Telescope’s detection of carbon dioxide in the atmosphere of a planet outside our solar system, providing insights into the composition and potential greenhouse effects on exoplanets.
