Haberler; kuraklık, sıcaklık artışı, barajlardaki su seviyesinin değişmesi, denizlerde yosun artışı ve karbondioksit oranının yükselmesi gibi olayların aslında madde döngülerinin bozulmasıyla ilgili olduğunu gösterir.
1. Su döngüsü ve kuraklık
Su, buharlaşma, yağış ve yüzey suları arasında sürekli dolaşarak su döngüsünü oluşturur.
İklim değişikliği ve yağış azaldığında bu döngü bozulur; kuraklık artar, barajlar dolmaz, içme ve tarım suyu azalır, bitkiler yeterince su bulamaz ve biyoçeşitlilik düşer.
Bu durum, su döngüsünün dengede kalmasının hem ekosistemler hem de insanlar için hayati olduğunu gösterir.
2. Karbon döngüsü ve iklim değişikliği
Karbon döngüsünde; bitkiler, hayvanlar, toprak, okyanuslar ve atmosfer arasında karbon alışverişi vardır.
Fosil yakıt kullanımı ve ormanların yok edilmesiyle atmosfere normalden fazla karbondioksit verildiğinde bu döngü bozulur.
Atmosferde CO₂ birikmesi sera etkisini artırır, sıcaklıklar yükselir, kuraklık ve aşırı hava olayları sıklaşır.
Yani karbon döngüsünün dengesi bozulduğunda iklim sistemi de bozulur.
3. Azot–fosfor döngüsü ve denizlerin “yeşile boyanması”
Azot ve fosfor; gübreler, atık sular ve sanayi kaynaklı kirlilikle deniz ve göllere fazla miktarda karıştığında besin tuzu dengesini bozar.
Bostanlı Sahili’ndeki gibi ortamlarda sudaki azot–fosfor artışı yosun ve alglerin aşırı çoğalmasına neden olur; su yüzeyi yeşile döner.
Daha sonra bu canlılar ölünce ayrıştırma sırasında sudaki oksijen hızla tüketilir ve balık ölümleri, su kalitesinde bozulma görülür.
Bu da azot–fosfor döngülerinin dengede tutulmasının su ekosistemleri ve biyoçeşitlilik için çok önemli olduğunu gösterir.
Sonuç olarak
Su, karbon, azot, fosfor gibi maddelerin doğal döngüleri:
– Canlıların ihtiyaç duyduğu su ve besinlerin sağlanmasını,
– Zehirli madde birikimlerinin engellenmesini,
– İklim ve ekosistem dengesinin korunmasını sağlar.
İnsan etkinlikleri bu döngüleri bozduğunda; kuraklık, sıcaklık artışı, su kirliliği, biyoçeşitlilik kaybı ve sağlık sorunları ortaya çıkar.
Bu nedenle madde döngülerinin korunması, Dünya’nın yaşanabilir kalması ve yaşamın devamı için vazgeçilmezdir.
Madde Döngüleri
► Madde döngüleri (su, karbon, azot vb.), ekosistemlerin dengede kalması için zorunludur.
► Kapalı bir sistemde insan yaşamını test etmek amacıyla Biyosfer-2 projesi 1987–1989 yılları arasında yürütülmüştür.
► Proje, ABD’de Arizona Çölünde dış ortamdan tamamen izole, yaklaşık 12.000 m² büyüklüğünde bir yaşam alanında kurulmuştur.
► Amaç: Su, oksijen, karbon, azot gibi temel maddelerin kendi içinde döngü oluşturması ve içeride 8 insanın iki yıl yaşayabilmesidir (uzay kolonisi fikrine hazırlık).
Biyosfer-2’de Ne Oldu?
► Oksijen oranı %14’e düştü, karbondioksit arttı.
► Azot oksit miktarı insan sağlığını (sinir sistemi) tehdit edecek düzeye yükseldi.
► Su kaynakları kirlendi, göller yosunlarla kaplandı.
► 25 omurgalı türünden 19’u yok oldu; birçok bitki ve tozlaşmayı sağlayan böcekler öldü.
► Karınca, çekirge, hamam böceği gibi bazı canlıların sayısı arttı.
► İnsanlar oksijen yetersizliği yaşamaya başladı.
► Sonuç: Kapalı sistemde madde döngüleri sağlıklı gerçekleşmedi, ekosistem dengesi bozuldu.
Madde Döngüleri Bozulursa Ne Olur?
► Azotlu bileşiklerin artması → asit yağmurları oluşabilir.
► Su döngüsünün bozulması → kuraklık / sel / taşkın gibi aşırılıklar görülebilir.
► Karbon döngüsünün bozulması → sıcaklık artışı ve iklim dengesinin değişmesi yaşanabilir.
► Ekosistem bozulması; çölleşme, su-toprak kirliliği, beslenme sorunları, türlerin zarar görmesi / yok olması / göç etmesi, sağlık problemleri ve tür çeşitliliğinin azalması gibi sonuçlar doğurur.
Çevre Sorunları ve Politikalar
► Bir bölgede başlayan çevre sorunu zamanla küresel etkiler oluşturabilir.
► Çevre, ekonomik açıdan da bir doğal kaynaktır; bu nedenle çevreyi koruyan politikalar önemlidir.
► 1960’lardan itibaren çevre sorunlarına karşı uluslararası önlemler artmıştır.
► Amaç: Sürdürülebilir kalkınma sağlanırken doğal kaynakların korunması ve insan etkisinin azaltılmasıdır.
Uluslararası Anlaşmalara Örnekler
► Viyana Sözleşmesi: Ozon tabakasının korunması
► Paris Antlaşması: İklim değişikliğiyle mücadele
► CITES: Nesli tehlike altındaki türlerin uluslararası ticaretinin düzenlenmesi
► Basel Sözleşmesi: Tehlikeli atıkların sınır ötesi taşınması ve bertarafının kontrolü
12. Karşılaştırmalarınızda bulduğunuz farklılıkları ve bu farklılıkların sebeplerini tabloya yazınız.
| Tespit Ettiğiniz Farklılıklar | Farklılıkların Sebepleri |
|---|---|
| 1. Kendi modelimizde su, azot ve karbon döngülerini daha az basamakla ve tek yönlü oklarla gösterdik; bilimsel modellerde ise çok daha fazla depo (atmosfer, toprak, okyanus vb.) ve çok sayıda ok bulunuyor. | 1. Sınıf ortamında modeli basitleştirmek, zamanı ve kullanılan malzemeyi sınırlı tutmak istedik. Bu nedenle sadece “temel aşamaları” göstermeye çalıştık, ayrıntılı depoları ve tüm geçiş yollarını eklemedik. |
| 2. Su döngüsü modelimizde yalnızca buharlaşma, yoğunlaşma ve yağış basamaklarını çizdik; bilimsel modellerde yer altı suyu, yüzey akışı ve bitkilerden terleme (transpirasyon) gibi süreçler de gösteriliyor. | 2. Su döngüsünün daha çok “yağmur nasıl oluşur?” kısmına odaklandık. Yer altı suyu, akarsu akışı ve bitkilerin terlemesi gibi ayrıntıları yeterince bilmediğimiz için modele eklemedik. |
| 3. Azot döngüsü modelimizde bitkileri, azotu doğrudan havadan alıyormuş gibi çizdik; bilimsel modellerde ise azotun önce bakteriler tarafından amonyum ve nitrat gibi bileşiklere dönüştürüldüğü gösteriliyor. | 3. Azotun N₂ gazı hâlinde bitkiler tarafından kullanılamadığını ve azot tutan/nitrifikasyon yapan bakterilerin rolünü tam olarak kavrayamadığımız için bu basamakları atladık. |
| 4. Karbon döngüsü modelimizde yalnızca fotosentez ve solunumu gösterdik; bilimsel modellerde ise fosil yakıtların yakılması, orman tahribatı, okyanus–atmosfer arasındaki karbon geçişleri ve ayrıştırıcıların rolü de yer alıyor. | 4. İklim değişikliğiyle ilgili insan etkilerini (fosil yakıt kullanımı, ormansızlaşma) modele eklemeyi unuttuk. Daha çok “bitki oksijen verir, hayvan karbondioksit verir” şeklindeki temel ilişkiye odaklandık. |
| 5. Kendi modellerimizde döngüleri tam kapalı daireler gibi çizip tüm okları aynı kalınlıkta gösterdik; bilimsel modellerde ise bazı akışların daha yoğun olduğu, bazılarının daha az olduğu belirtiliyor (örneğin karbonun fosil yakıtlardan atmosfere hızlı, topraktan atmosfere daha yavaş geçmesi gibi). | 5. Döngüde taşınan madde miktarlarının farklı olabileceğini düşünmedik; sadece “madde sürekli dolaşır” fikrini vurgulamak istedik. Bu nedenle miktarsal farkları ve hızları modele yansıtmadık. |
13. Tespit ettiğiniz farklılıkların madde döngülerinin açıklanmasında bilimsel bir hataya sebep olup olmayacağını değerlendiriniz.
– Bazı farklılıklar yalnızca basitleştirme amaçlıdır. Örneğin depoların sayısını azaltmak veya akışların kalınlığını eşit çizmek, madde döngüsünün temel mantığını (maddenin canlı–cansız ortam arasında dolaşması) bozmaz; bu nedenle ciddi bir bilimsel hata sayılmaz, sadece ayrıntı kaybı oluşturur.
– Ancak bazı farklılıklar yanlış bir anlam oluşmasına yol açabilir. Örneğin:
• Bitkilerin azotu doğrudan havadan aldığı şeklinde çizilen bir model, azot döngüsünde bakterilerin rolünü tamamen yok saydığı için bilimsel olarak yanlıştır.
• Karbon döngüsünde fosil yakıtların yakılmasını göstermemek, insan faaliyetlerinin iklim değişikliğindeki etkisini görmezden gelmek anlamına geldiğinden yine önemli bir eksikliktir.
Sonuç olarak, modellerimizdeki basitleştirmeler kabul edilebilir; ancak bitkilerin azotu kullanma biçimi, insan etkinlikleri gibi temel süreçleri yanlış göstermek veya tamamen yok saymak madde döngülerini açıklarken bilimsel hataya yol açabilir. Bu yüzden modellerimizi, bilimsel kaynaklardaki şemalarla karşılaştırıp eksik veya hatalı kısımları düzeltmemiz gerekir.
Öz Değerlendirme Formunu görüntülemek için tıklayın.
Bütüncül Dereceli Puanlama Anahtarını görüntülemek için tıklayın.
Madde Döngüleri
Madde döngüsü nedir?
► Ekosistemdeki maddeler canlı ve cansız ortam arasında sürekli dolaşır.
► Canlılar ortamdan organik–inorganik maddeleri alır; metabolik atık ve ölüm sonrası bu maddeler tekrar ortama döner.
► Yaşamın sürmesi için su, karbon, azot gibi maddelerin devirli (döngüsel) kullanımı şarttır.
► En önemli döngüler: Su döngüsü, Karbon döngüsü, Azot döngüsü.
1) Su Döngüsü
► Su; okyanus, deniz, göl, akarsu, yer altı suları gibi ortamlarda bulunur; kutuplarda ve yükseklerde kar/buz hâlinde olabilir.
► Suyun yeryüzü–atmosfer arasında sürekli dolaşımına su döngüsü denir.
Su döngüsünün temel olayları:
► Buharlaşma: Deniz, göl, akarsu ve karalardan su atmosfere çıkar.
► Terleme/solunum: Canlılar da su buharını atmosfere verir.
► Yoğuşma → Yağış: Su buharı yoğunlaşır; yağmur/kar/dolu olarak yeryüzüne iner.
► Akış ve sızma: Suyun bir kısmı nehirlerle denizlere taşınır; bir kısmı toprağa sızıp yer altı sularını oluşturur.
Döngü, suyun tekrar buharlaşıp atmosfere çıkmasıyla sürer.
2) Karbon Döngüsü
► Karbon, canlıların yapısındaki organik moleküllerin temel elementidir.
► Karbonun atmosfer, su, toprak ve canlılar arasında dolaşımına karbon döngüsü denir.
► Karbonun bulunduğu yerler: Atmosferde CO₂, Suda CO₂ ve bikarbonat, Karada kömür, petrol, doğal gaz, kireç taşı
Döngünün temel basamakları:
► Fotosentez: Bitkiler ve fitoplanktonlar CO₂’yi kullanır → organik madde + O₂ oluşur.
► Solunum: Bitki ve hayvanlar organik maddeyi kullanır → CO₂ atmosfere geri verilir.
► Besin zinciri: Karbon üreticiden tüketiciye aktarılır.
► Ayrışma: Ölü ve atık maddeler ayrıştırıcılarca parçalanır → karbon tekrar atmosfere döner.
► Yanma: Odun ve fosil yakıtların yanmasıyla CO₂ atmosfere verilir.
► Kireç taşı: Karbonu depolar; zamanla aşınma ile karbon tekrar döngüye katılabilir.
3) Azot Döngüsü
► Azot; amino asit, protein, nükleik asit, hormon, vitamin gibi önemli moleküllerin yapısına katılır.
► Atmosferde azot gazı (N₂) havanın yaklaşık %78’ini oluşturur.
► Azotun atmosfer–toprak–su–canlılar arasındaki dolaşımı azot döngüsüdür.
► Bitkiler N₂’yi doğrudan kullanamaz; azotun amonyum (NH₄⁺) ve nitrat (NO₃⁻) hâline gelmesi gerekir.
Azot döngüsünün temel süreçleri
Azot fiksasyonu (bağlanma): Toprakta ve baklagillerin kök nodüllerindeki azot bağlayıcı bakteriler N₂’yi bağlar. Yıldırım/şimşek gibi yüksek enerjili olaylarla da azot toprağa geçebilir.
Asimilasyon (bitkilerde kullanma): Bitkiler NH₄⁺ ve NO₃⁻’u alır → protein vb. organik maddeleri sentezler. Hayvanlar azotu beslenme ile alır.
Amonifikasyon: Ölüler ve atıklardaki azotlu bileşikler ayrıştırıcılarla → NH₃ / NH₄⁺’a dönüşür.
Nitrifikasyon: NH₃/NH₄⁺ → bakterilerle NO₂⁻ (nitrit) → NO₃⁻ (nitrat) dönüşümü.
Denitrifikasyon: NO₃⁻ / NO₂⁻ → bazı bakterilerle N₂ gazına dönüşür → atmosfere geri verilir.
Konu İle İlgili Sorular