Ağaçların, ışık enerjisini fotosentez yoluyla oksijene dönüştürdüğünü hepimiz biliyoruz. Peki sonbaharda ve kışın ağaçların çoğu, fotosentez yapmalarına yarayan yapraklarını kaybettiğinde ne oluyor? Havadaki oksijen seviyesi mi düşüyor? Eğer düşmüyorsa neden düşmüyor?
Hepimize ortaokul fen dersinde öğretildiği gibi ağaçlar, fotosentez yaparak oksijen üretirler ve bu da onları karadaki ana oksijen üreticilerinden biri konumuna getiriyor. Ancak birçoğumuzun yanlış bildiği şey ise, Dünya’nın tamamı söz konusu olduğunda ağaçların oksijen üretimine olan katkı yüzdesi.
Zira bildiğiniz gibi ağaçlar, sonbaharda yaprak dökerler. Bu da şu soruyu gündeme getiriyor: Yaprakları olmayan bir ağaç nasıl oksijen üretebilir? Ya da üretiyor mu? Üretmiyorsa biz nasıl nefes almaya devam edebiliyoruz? Bu soruların cevabı o kadar basit değil, çünkü küresel oksijen döngüsünü etkileyen birçok faktör var ve ağaçlar bunun sadece ufak bir parçası.
Öncelikle şu şok edici gerçeği bir öğrenelim: Ağaçlar gezegenimizin baş oksijen üreticileri değil.
Sormamız gereken ilk sorulardan biri, ağaçların gerçekte ne kadar oksijen ürettiği ve bunun atmosferdeki toplam oksijen miktarıyla nasıl karşılaştırıldığı. Bazı tahminlere göre ağaçlar, karasal fotosentezin yaklaşık %30’unu üstleniyorlar, yani kara bitkileri tarafından salınan oksijenin yaklaşık %30’unu üretiyorlar. Geri kalanı ise otlar, ekinler, çalılar ve yosunlar gibi diğer bitki türlerinden geliyor.
Daha da önemlisi karasal fotosentez, küresel fotosentezin yalnızca yarısından sorumludur. Diğer yarısı ise okyanuslardaki algler, fitoplanktonlar ve siyanobakteriler tarafından gerçekleştirilen deniz fotosentezinden geliyor. Bu mikroskobik organizmalar genellikle “gezegenin akciğerleri” olarak adlandırılır, çünkü soluduğumuz oksijenin yaklaşık %50’sini üretirler.
Algler, fitoplanktonlar ve siyanobakteriler
Dolayısıyla Dünya’daki tüm oksijen üretim kaynaklarını topladığımızda, kaba bir hesapla ağaçların toplam oksijen kaynağının yaklaşık %15’ine katkıda bulunduğunu söyleyebiliriz. Yani ağaçların yaprak döküp birkaç ay boyunca oksijen üretimini durdurması, oksijen seviyelerinde gözle görülür bir değişikliğe neden olmaz. Ancak bu tabii ki ağaçların önemsiz olduğu anlamına gelmiyor.
Sormamız gereken bir diğer soru da ağaçların ne kadar oksijen tükettiği ve bunun net oksijen dengesini nasıl etkilediği.
Tüm canlı organizmalar gibi ağaçlar da solunum yapmak için oksijene ihtiyaç duyar; bu da şekerleri parçalamak ve büyüme ve bakımları için enerji açığa çıkarmak üzere oksijen kullandıkları anlamına geliyor. Ağaçlar tüm yıl boyunca, kışın uykuda veya yapraksız olduklarında bile solunum yaparlar.
Ağaçların tükettiği oksijen miktarı; büyüklükleri, yaşları, türleri ve çevresel koşullar gibi çeşitli faktörlere bağlı aslında. Ancak genel bir kural olarak ağaçlar, ürettikleri oksijenin yaklaşık yarısını tüketiyorlar. Bu da ağaçların oksijen dengeleri üzerinde net bir pozitif etkiye sahip olduğunu bizlere gösteriyor, ancak düşündüğümüz kadar değil.
Örneğin olgun yapraklı bir ağaç, bir mevsimde 10 kişiye bir yıl boyunca yetecek kadar oksijen üretebilir ancak aynı zamanda bir mevsimde 5 kişiye bir yıl boyunca yetecek kadar oksijeni de tüketecek kapasiteye sahiptir. Yani net etki, bir ağacın oksijen üretimiyle 5 kişiyi bir yıl boyunca destekleyebilmesidir. Ayrıca ağaçlar, kendi solunum hızlarını da düşürüp daha az oksijen tüketerek geçirirler yapraksız dönemlerini. Bu da net oksijen dengesine pozitif etki yapıyor.
Peki ya diğer oksijen üretim ve tüketim kaynakları? Onların da durulduğu bir dönem var mı?
Mevsimlerin onlar üzerinde de benzer bir etkisi olduğu ortaya çıktı. Örneğin, otlar ve ekinler de kışın büyümeyi ve fotosentez yapmayı durduruyorlar ancak aynı zamanda ağaçlar gibi solunum yapmayı da azaltıyorlar. Benzer şekilde okyanuslardaki algler ve fitoplanktonlar da ışık mevcudiyetine ve besin kaynağına bağlı olarak mevsimsel büyüme ve azalma döngülerine sahip.
Dolayısıyla, genel olarak mevsimler hem oksijen üretimini hem de tüketimini dengeli bir şekilde etkiliyor, bu da oksijen seviyelerinin yıl boyunca çok fazla değişmediği anlamına geliyor. Hatta Kaliforniya’daki Scripps Oşinografi Enstitüsü’nün ölçümlerine göre, atmosferik oksijen seviyeleri 1991’den beri nispeten sabit, %20,94 ile %20,96 arasında ufak ufak gidip geliyor.
(Buna da şaşırmayın, Dünya atmosferinin yaklaşık %78’ini azot/nitrojen oluşturuyor.)
Dünya’nın oksijen seviyesini başka hangi faktörler etkiliyor?
Elbette oksijen seviyelerini etkileyen tek faktör mevsimler değil. Volkanik patlamalar, orman yangınları, fosil yakıtların yanması, arazi kullanımı değişikliği ve iklim değişikliği gibi küresel oksijen döngüsünü etkileyen birçok doğal ve insan kaynaklı faktör var. Bu faktörlerden bazıları oksijen seviyeleri üzerinde olumlu bir etkiye sahipken, birçoğu olumsuz bir etkiye sahip.
Volkanik patlamalar
Volkanik patlamalar atmosfere büyük miktarlarda karbondioksit ve sülfür dioksit salabilir, bu da oksijenle reaksiyona girerek oksijen seviyelerini düşürebiliyor. Sadece bununla kalmıyor, patlamada salınan volkanik kül ve tozlar, güneş ışığını engellediğinden dolayı fotosentezi de düşürüyor.
Orman yangınları
Benzer şekilde orman yangınları da biyokütleyi yakarak büyük miktarlarda oksijen tüketebiliyor, ancak ölü odunları temizleyerek ve besin maddelerini serbest bırakarak yeni büyümeyi ve fotosentezi de teşvik edebiliyor. Fosil yakıtların yanması da kömür, petrol ve gaz yakarak büyük miktarlarda oksijen tüketebiliyor fakat aynı zamanda bitki büyümesini ve fotosentezi artırabilecek kadar karbondioksit seviyelerini de artırabilir.
Arazi kullanım değişikliği
Arazi kullanımı değişikliği, Dünya yüzeyindeki bitki örtüsünün miktarını ve türünü değiştirerek de oksijen seviyelerini etkileyebilir. Örneğin ağaç kesmek, oksijen üretimini azaltabilir ancak ayrışan organik maddeyi kaldırarak oksijen tüketimini de azaltabilir. Tersi senaryoda, yani ağaçlandırma ile ağaç dikerek oksijen üretimi artırılabilir, ancak ayrışan organik madde ekleyerek oksijen tüketimini de artırabilir.
İklim değişikliği
Son olarak, iklim değişikliği fotosentez ve solunumu etkileyen sıcaklık, yağış ve rüzgar düzenlerini değiştirerek oksijen seviyelerini de etkileyebilir. Yüksek sıcaklıklar solunum oranlarını artırabilir ve oksijen seviyelerini düşürebilir, ancak aynı zamanda buharlaşma oranlarını ve su buharı seviyelerini de artırabilir, bu da ısıyı hapsedebilir ve fotosentez oranlarını artırabilir.
Gördüğünüz gibi oksijen seviyelerini karmaşık ve bazen mantığa aykırı şekillerde etkileyen birçok faktör var. Ancak, bu faktörlerin genel etkisi atmosferdeki toplam oksijen miktarına kıyasla gerçekten çok az. Hatta öyle ki Michigan Üniversitesi iklim bilimcisi Chris Poulsen tarafından yapılan bir araştırmaya göre, oksijen seviyeleri son 500 milyon yılda %10 ile %35 arasında, son 10 milyon yılda ise çok az değişime uğramış.
Sonuç olarak şunu söyleyebiliriz ki ağaçların yapraklarını dökmesi ve oksijen üretimini azaltması, bizim oksijen dengemizi etkilemiyor.
