Kızıldağ’ın Görünmeyen Kimyası: Arsuz’un Dağları Yakıt Üretiyor Olabilir mi?

Kızıldağ’daki manto kayaçları suyla karşılaştığında hidrojen doğurabilen, karbondioksiti ise minerallerin içine kilitleyebilen sıra dışı bir kimyanın parçası olabilir.

Bir kayanın suyla temas ederek yakıt üretebildiğini söylesek?

Üstelik aynı kayaçların karbondioksiti taşa dönüştürebildiğini ve bu kimyasal olayın, bilim insanlarına Dünya dışındaki yaşam ihtimali hakkında ipuçları verdiğini eklesek?

İlk bakışta bunun Arsuz ile ilgisi yokmuş gibi görünebilir.

Fakat Kızıldağ’ın derin geçmişinden gelen kayaçlar, gezegenimizdeki en sıra dışı kimyasal süreçlerden birinin gerçekleşebileceği türdendir.

Bu sürecin adı:

Serpantinleşme.

Kısaca anlatmak gerekirse, Dünya’nın üst mantosundan gelen bazı kayaçlar suyla buluştuğunda dönüşmeye başlar. Bu dönüşüm sırasında ısı açığa çıkabilir, kayaçların hacmi değişebilir, manyetit gibi yeni mineraller oluşabilir ve belirli koşullarda moleküler hidrojen ortaya çıkabilir.^[3]

Böylece sıradan görünen bir dağın içinde, çok yavaş çalışan doğal bir kimya laboratuvarı kurulmuş olur.

Kızıldağ yalnızca eski bir okyanusun kalıntısı değil

Kızıldağ üzerine yapılan jeolojik çalışmalar, kütlenin Güney Neotetis Okyanusu’ndan kalan bir okyanusal litosfer parçası olduğunu gösteriyor.

Bölgede harzburgit olarak adlandırılan manto kayaçları bulunuyor. Bunlar Dünya yüzeyinde yaygın olarak gördüğümüz tortul kayaçlardan oldukça farklıdır. Normal koşullarda gezegenin daha derin kesimlerinde bulunmaları beklenir.

Kızıldağ’daki bu kayaçlarda farklı derecelerde serpantinleşme izleri de tespit edilmiştir.^[1][2]

Yani buradaki manto kayaçlarının geçmişte suyla kimyasal tepkimeye girdiğini biliyoruz.

Fakat asıl şaşırtıcı soru bundan sonra başlıyor:

Bir manto kayacı suyla karşılaştığında tam olarak ne olur?

Taşın içindeki demir, suyun hidrojenini ayırıyor

Manto kökenli kayaçlar olivin ve piroksen gibi demir ve magnezyum bakımından zengin mineraller içerir.

Su bu kayaçların içindeki çatlaklara girdiğinde, mineraller yavaş yavaş dönüşür. Serpantin mineralleri oluşurken kayanın içindeki demirin bir bölümü oksitlenir ve manyetite dönüşebilir.

Basitleştirerek söylersek, kaya paslanmaya benzer bir süreç geçirirken suyun kimyası değişir.

Bu sırada su moleküllerindeki hidrojenin bir bölümü serbest kalabilir ve H₂, yani moleküler hidrojen oluşabilir.^[3]

Burada bir yanardağ patlaması ya da dev bir yeraltı makinesi yoktur. Yalnızca kaya, su ve yeterince uzun zaman vardır.

Fakat ortaya çıkabilecek hidrojen, yalnızca enerji sektörü açısından ilginç değildir.

Bazı mikroorganizmalar için hidrojen doğrudan bir enerji kaynağıdır.

Güneş ışığı olmadan yaşayan bir dünya

Atlantik Okyanusu’nun ortasında, denizin yaklaşık 700–800 metre altında Lost City adı verilen sıra dışı bir hidrotermal alan bulunuyor.

Buradaki bacalar, klasik siyah dumanlı hidrotermal bacalardan farklıdır. Sistem, büyük ölçüde deniz suyunun manto kökenli kayaçlarla reaksiyona girmesiyle çalışır. Başka bir ifadeyle Lost City’nin görünmeyen motorlarından biri serpantinleşmedir.^[5]

Bu süreç hidrojen bakımından zengin, oldukça bazik akışkanlar oluşturur. Güneş ışığının ulaşmadığı bu ortamda yaşayan mikroorganizmalar, enerjilerini fotosentezden değil hidrojen ve metanla bağlantılı kimyasal tepkimelerden sağlayabilir.^[6]

Yeryüzündeki yaşamın büyük bölümünün Güneş’e bağlı olduğunu düşünürüz.

Bitkiler ışığı kullanır. Hayvanlar bitkileri ya da başka hayvanları yer. Böylece neredeyse bütün besin zinciri dolaylı olarak Güneş’le başlar.

Lost City gibi yerlerde ise hikâye farklıdır.

Burada yaşamın başlangıcında ışık değil, kaya ile suyun karşılaşması bulunabilir.

Bu nedenle serpantinleşme görülen hidrotermal sistemler, yaşamın Dünya’da nasıl başlamış olabileceğini araştıran bilim insanlarının özellikle ilgisini çekiyor.^[4]

Arsuz’dan Mars’a uzanan beklenmedik bağlantı

Kızıldağ’daki kayaçlarla Mars araştırmalarının aynı bilimsel cümlede yer alabileceği kolay kolay insanın aklına gelmez.

Ancak bağlantı tam olarak burada kuruluyor.

Olivin bakımından zengin kayaçların bulunduğu ve geçmişte sıvı suyun dolaştığı bir gezegende serpantinleşme gerçekleşmiş olabilir. Böyle bir reaksiyon hidrojen üretebilir; hidrojen de uygun koşullarda mikroorganizmaların kullanabileceği kimyasal enerji sağlayabilir.^[3]

Bu, Mars’ta yaşam bulunduğu anlamına gelmez.

Fakat bilim insanlarının yalnızca “Burada su var mıydı?” diye sormadığını gösterir. Bir diğer önemli soru şudur:

Su, hangi kayaçlarla temas etti ve bu temas nasıl bir enerji üretti?

Dünya’daki serpantinleşmiş kayaçların incelenmesi bu nedenle yalnızca jeoloji değildir. Aynı zamanda başka gezegenlerde geçmiş yaşamın izlerini nerede aramamız gerektiğini anlamaya yönelik bir çalışmadır.

Kızıldağ’da yürürken karşılaşılan koyu renkli bir kaya, kimyasal açıdan bakıldığında Mars’taki olası yaşam alanlarını anlamaya yarayan doğal laboratuvarların uzak bir akrabası olabilir.

Aynı kaya karbondioksiti taşa çevirebilir mi?

Hikâyenin belki de en şaşırtıcı bölümü burada başlıyor.

Manto kökenli peridotitler yalnızca suyla tepkimeye girmez. Uygun koşullarda karbondioksitle de reaksiyona girebilir.

Karbondioksit, bu kayaçlardaki magnezyum ve kalsiyum gibi elementlerle birleşerek karbonat mineralleri oluşturabilir. Böylece gaz halindeki karbondioksit, katı bir mineralin içine hapsolur.

Bu yöntem karbon mineralizasyonu olarak bilinir. Süreç sonunda oluşan karbonatlar, uygun jeolojik koşullarda uzun süre kararlı kalabilir. Başka bir ifadeyle karbondioksit yalnızca yeraltındaki boşluklara doldurulmaz; kimyasal olarak taşa dönüştürülür.

Umman’daki büyük ofiyolit kütleleri, bu konuda dünyanın önemli araştırma alanlarından biridir. Bilim insanları peridotitlerin doğal karbonatlaşma hızını ve bu sürecin karbondioksiti kalıcı biçimde depolamak için kullanılıp kullanılamayacağını araştırıyor.^[7]

Ortaya olağanüstü bir karşıtlık çıkıyor:

Aynı kaya ailesi bir taraftan hidrojen üretebilen reaksiyonlara katılırken, diğer taraftan karbondioksiti minerallerin içine kilitleyebilir.

Biri geleceğin temiz yakıtı olarak görülen bir gaz.

Diğeri atmosferde birikmesi azaltılmaya çalışılan bir sera gazı.

İkisinin hikâyesi de Dünya’nın derinliklerinden gelen benzer kayaçlarda kesişiyor.

Peki Kızıldağ’da kullanılabilir hidrojen var mı?

Burada bilimsel olarak önemli bir sınır koymak gerekiyor.

Kızıldağ’da serpantinleşmiş manto kayaçlarının bulunması, bölgede ekonomik olarak işletilebilecek bir doğal hidrojen yatağının keşfedildiği anlamına gelmez.

Bunun söylenebilmesi için sahada hidrojen ölçümleri yapılması, gaz çıkışlarının araştırılması, yeraltındaki sıcaklık ve akışkan sisteminin belirlenmesi, geçirgen kaya katmanlarının incelenmesi ve hidrojenin birikebileceği jeolojik kapanların bulunması gerekir.

Aynı şekilde, Kızıldağ’ın doğrudan karbondioksit depolamak için uygun olduğunu söylemek de bugünkü bilgilerle mümkün değildir. Böyle bir uygulamanın su kaynakları, kırık sistemleri, ekoloji ve deprem riski açısından çok ayrıntılı biçimde değerlendirilmesi gerekir.

Şimdilik bildiğimiz şey daha temel ama yine de heyecan vericidir:

Kızıldağ’da, dünyanın başka yerlerinde hidrojen oluşumu ve karbon mineralizasyonuyla ilişkilendirilen türden manto kayaçları ve serpantinleşme izleri bulunmaktadır.

Bilmediğimiz ise bu kimyasal sistemin bugün ne ölçüde etkin olduğudur.

Belki de Kızıldağ’a yöneltilecek yeni bilimsel soru şudur:

Bu dağın altında hâlâ çalışan bir kaya-su kimyası var mı?

Bir dağın içinde üç farklı hikâye

Kızıldağ’a yalnızca yüzeyden bakıldığında karşımızda ormanlarla, madenlerle ve dik yamaçlarla kaplı büyük bir dağ kütlesi bulunur.

Kimyasal gözle bakıldığında ise aynı yerde üç farklı hikâye belirir.

Birincisi, kapanmış bir okyanusun ve Dünya’nın üst mantosunun hikâyesidir.

İkincisi, kaya ile suyun hidrojen oluşturabildiği ve Güneş’e ihtiyaç duymayan yaşam biçimlerine enerji sağlayabildiği hikâyedir.

Üçüncüsü ise atmosferdeki karbondioksitin yeniden taşa dönüşebileceği uzun jeolojik döngüdür.

Bu üç hikâye, Arsuz’un arkasında yükselen aynı dağın içinde buluşuyor.

Belki Kızıldağ’ın en şaşırtıcı özelliği, geçmişte bir okyanusun parçası olması değildir.

Belki asıl şaşırtıcı olan, bu eski okyanus tabanının bugün bize geleceğin enerji kaynaklarını, iklim krizine karşı geliştirilen yöntemleri ve başka gezegenlerde yaşamın nasıl aranacağını aynı anda düşündürmesidir.

Bir dahaki sefere Arsuz’dan Kızıldağ’a baktığınızda şu soruyu hatırlayın:

Karşımızdaki yalnızca eski bir okyanusun kalıntısı mı, yoksa milyonlarca yıldır sessizce çalışan doğal bir kimya fabrikası mı?