15 Milyon Yıldır Dünya'dan İzole Olan Devasa Buzulaltı Gölü: Vostok
antarktika'da keşfedilen 400'e yakın buzulaltı gölün en büyüğü olan vostok gölü; dünya'nın da en büyük, en derin ve üzerinde en çok çalışılan buzulaltı gölüdür. doğu antarktik buz kalkanı'nın ~3750 - 4200 metre altında konumlanan vostok gölü'nün ~15 milyon yıldır atmosferden izole durumda olduğu tahmin edilmektedir.
vostok gölü; adını bulunduğu konumdan dolayı rusça'da "doğu" anlamında gelen vostok kelimesinden almaktadır.
vostok gölü'nün keşif hikayesi, antarktika'nın yüksek kesimleri üzerinde uçan bir grup araştırmacının oldukça geniş ve anlam verilemeyen bir düzlük keşfetmesiyle başlamıştır. her ne kadar 60'lı yıllarda antarktika gibi dünya'nın en düşük sıcaklık değerlerine sahip bir yerde sıvı halde su bulunamayacağına inanılsa da, radioechosounding yötemi kullanılarak bu anlam verilemeyen düzlük üzerinde araştırmalar yapılmaya başlanmıştır. teoride; eğer buz kalkanının altında bir göl var ise, gönderilen ses dalgaları iki farklı yüzeyden yansıyarak alıcıya ulaşacaktır. bu yüzeylerin ilki gölün yüzeyi, ikincisi ise gölün tabanıdır. çalışmalar sonuç verir ve dünya'nın en derin dördüncü gölü olan vostok gölü keşfolunur. keşfin ne denli büyük olduğu ise 90'lı yıllarda radar-altimetre sistemlerinin kullanılmasıyla algılanmıştır.
vostok gölü; 250 kilometre uzunluğa ve 50 kilometre genişliğe sahiptir. 1000 metreyi aşkın bir derinliği olduğu tahmin edilmektedir. su hacmi 5400 kilometre küp; yüzey alanı 14000 kilometre kare'dir. kıyı şeridi uzunluğu 1030 kilometredir. gölün boyutlarının daha iyi anlaşılması adına bir betimleme yapmak gerekirse; `gölün bir ucu izmir saat kulesi'nde olsaydı, diğer ucu bursa'nın merkezinde olacaktı`.
vostok gölü'nü atmosferden izole eden buz kalkanı; gölün güneyinde 3750 metre kalınlığındayken, vadi yapısının derinleşmesiyle gölün kuzeyinde 4200 metre kalınlığa ulaşır. bu durum, göl suyu ve onu örten buzul tabakası arasındaki yüzeyi güneyden-kuzeye eğimli bir yapı almaya zorlar. bu da vostok gölü'nün yüzeyinin eğimli olduğu anlamına gelmektedir.
vostok gölü havzası; kıtasal bir çarpışma zonunun bütünleşik yapısı içerisindeki küçük bir tektonik hat üzerindedir. her ne kadar antarktika'nın sismik olarak aktif olmadığı yahut buz kalkanları tarafından sismik aktivitenin baskılandığı düşünülse de, 5 ocak 2001 tarihinde moment büyüklüğü 3.2 olan küçük bir deprem kaydedilmiştir. bu depremi 3 dakika 51 saniye sonra bir artçı sarsıntı izlemiştir.
vostok gölü'nün bir yarık vadisi içerisinde konumlanması, proksimal deprem kayıtları ve gölün kuzeyinde keşfedilen erime zonları; gölün kuzeyinin jeotermal açıdan aktif olduğuna işaret etmektedir. konu ile ilgili bir diğer gösterge ise, katılım buzulu izolatlarında termofilik ve termotolerant yaşam formlarına rastlanmasıdır.
vostok gölü üzerindeki buzul örtü, kuzeybatı-güneydoğu yönünde yılda 2 metre hareket etmektedir. erime noktası basınç ile değişebilir, fakat erime zonu temelde buz tabakasının daha kalın olduğu kuzey bölgesidir. bu erime gölü besler. göl suyu ise gölün güneyindeki donma zonunda donar ve katılım buzulu adı verilen buzul katmanını oluşturur. katılım buzulu, buzul örtünün hareketiyle gölün dışına sürüklenir. bu döngü, göl suyunun 40.000-80.000 yıl içerisinde yenilenmesini sağlar.
vostok gölü bir tatlı su gölüdür. akıntı hızı 0,3 mm/s'dir. göl yaklaşık 400 bar gibi yüksek bir atmosfer basıncına maruz kaldığından dolayı göl suyu yaklaşık olarak -2,6 °c’de donar. göl atmosferden yaklaşık 15 milyon yıldır izole durumda olduğu için tam karanlık hüküm sürer, enerji kaynakları aşırı ölçüde sınırlıdır ve çözünmüş organik karbon içeriği aşırı düşüktür. buzul erime faaliyetleri; oksijen ve nitrojen kaynağı olmasının yanı sıra besin ve organik madde kaynağıdır. göl suyundaki çözünmüş oksijen değerleri ise normalden 50 kat fazladır.
vostok gölü üzerindeki buz çekirdeğinin son 210 metrelik kısmı farklı bir kimyaya ve kristalografiye sahiptir. buzulların genellikle iyon konsantrasyonları düşüktür fakat atmosferden hava kabarcıkları taşırlar. katılım buzulu ise iyon konsantrasyonu bakımından yüksek değerlere sahiptir ve hiç gaz taşımaz. bunun sonucunda tek ve büyük buz kristalleri oluştururlar.
vostok gölü bilimsel etik gereği penetre edilememektedir, yani gölün sıvı suyundan örnek alınamamaktadır. bunun sebebi ise teknolojik yetersizliktir. 15 milyon yıldır tabiri caizse laboratuvar koşullarında korunmuş izole bir ekosistemi sondaj gibi kirli bir çalışma ile kirletmek, bilimsel açıdan felaketin tanımıdır. sondaj işleminde yağ bazlı kerosen kullanılmaktadır. kerosen halk dilinde gaz yağı olarak da isimlendirilir. bu petrol türevi sıvı, pek çok organizmayı göle taşıyabileceği gibi; yağ bazlı olmasından mütevellit göl ile temas ettiği anda göl yüzeyini kısmen örtebilir. ayrıca kerosen'in göle temas etmesi durumunda izole durumdaki göle farklı türler de karışabileceğinden, tespit edilme ihtimali olan organizmaların hangisinin göle ait olduğu konusunda sıkıntılar doğabilir. gölün muazzam bir basınçla eziliyor olduğu gerçeği ise bir diğer sondaj problemidir.
vostok gölü'nün tam anlamıyla penetre edilememesi, gölün örneklenemeyeceği anlamına gelmemektedir. göl suyunun donmasıyla oluşan katılım buzulu katmanları, gölü penetre etmeden gölden örnekler alınmasına imkan tanımaktadır.
güneş doğrudan ya da dolaylı olarak dünya üzerindeki çoğu organizmanın temel enerji kaynağıdır. buzulaltı göllerinin üzerindeki kalın buzul katmanları, fotonların göle nüfuz etmesini engeller. nihayet; vostok gölü 15 milyon yıllık izolasyonuyla mutlak oligotrofik yapıdadır.
güneş ışığının yokluğunda, buzulaltı göllerde yaşayabilecek organizmalar biyolojik proseslerinin enerji kaynağı olarak kimyasal enerjiyi kullanır. bu sebeple, gaz hidratlarından temin edilen çözünmüş oksijen bilhassa çok önemlidir. çözünmüş oksijen, mikroorganizmalar tarafından organik maddelerin ve sülfitlerin oksidasyonunda kullanılır.
vostok gölü kontaminasyon riskleri ve yüksek basıncın oluşturebileceği sorunlar nedeniyle penetre edilemediğinden dolayı, örnekler donmuş göl suyu tabakaları olan 210 metre kalınlığındaki katılım buzulu tabakalarından yapılır. katılım buzulu limnetik zon ile ilgili bilgiler verebilir, fakat bentik zon için özellikle talus ve profundal zon hakkında ancak varsayımlarda bulunulabilir.
katılım buzulu izolatlarının incelenmesiyle, vostok gölü'nde %94'ü bacteria'ya, %6'sı eukarya'ya ve yalnızca 2 tanesi archaea'ya ait olmak üzere toplamda 3507 benzersiz gen dizisi listelenmiştir. bu dizilerin sadece 1623 tanesi taksonomik sınıflandırmaya elverişlidir.
vostok gölü'ne ait ilk yaşam belirtilerini bulan john charles priscu'nun, bu muhteşem durumu kutlamak için cebinden çıkarıp ateşe verdiği bir yüz dolarlık banknot ile laboratuvar çalışanlarının sigaralarını yaktığı rivayet edilir.
vostok gölü'nde keşfedilen organizmaların içerisinde aerobik, anaerobik, psikrofilik, termofilik, halofilik, alkalifilik, asidofilik, kurumaya karşı dirençli, ototrofik ve heterotrofik karakterli, hatta denizel organizmalara ait gen dizileri bulunmaktadır.
denizel genlerin bulunmasının sebebi, jeolojik devirlerden eosensırasında (yaklaşık 35 myö) vostok bölgesi de dahil olmak üzere antarktika'nın çoğunda kıtasal buzulların az olmasıdır. bu dönemde deniz seviyesi, günümüzden 50-100 metre yüksektir. deniz seviyesinin yüksek olması, antarktika'nın eosen'de çok daha kompleks ekosistemlere sahip olabileceğine işaret etmektedir. ekosistemlerin bu uzun ve kompleks yapısı, eosen'de vostok gölü'nü okyanusa bağlamış olabilir.
vostok gölü; buzul yüzeyinin altında sıvı halde su bulunduğuna dair ciddi bulgular olan europa'nın dünya üzerindeki en iyi uygulama alanıdır. jupiter'in 4 büyük uydusundan biri olan europa'da yaşamın ayak izlerini aramak; oldukça zor, pahalı ve atılacak her adımdan %100 emin olunması gereken bir projedir. vostok gölü'nü penetre edecek temiz teknolojilerin geliştirilmesi ve nihayetinde gölün bir bütün olarak keşfi, europa'ya uzanan yola ışık tutabilir.
kaynak: bu yazı, ağırlıklı olarak rus bilim insanlarının yazdığı yüzü aşkın makalenin derlemesini yaptığım bir tez çalışmasının ana hatlarıyla özetidir.