{"id":298,"date":"2018-08-09T01:53:14","date_gmt":"2018-08-08T22:53:14","guid":{"rendered":"http:\/\/blog.metu.edu.tr\/muyucel\/?p=298"},"modified":"2022-01-14T16:27:29","modified_gmt":"2022-01-14T13:27:29","slug":"serpentinlesme-yasamin-dunu-bugunu-ve-yarini","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blog.metu.edu.tr\/muyucel\/2018\/08\/09\/serpentinlesme-yasamin-dunu-bugunu-ve-yarini\/","title":{"rendered":"Serpentinle\u015fme: Ya\u015fam\u0131n D\u00fcn\u00fc, Bug\u00fcn\u00fc ve Yar\u0131n\u0131"},"content":{"rendered":"

-Serhat<\/span><\/em><\/p>\n

Art\u0131k Atlantik seferimizin son g\u00fcnlerindeyiz. \u0130\u015fte yakla\u015f\u0131k bir ay boyunca birlikte \u00e7al\u0131\u015ft\u0131\u011f\u0131m\u0131z bilim ekibiyle birlikte ROV Victor\u2019un \u00f6n\u00fcndeki foto\u011fraf\u0131m\u0131z. Bu foto\u011fraf biriktirdi\u011fimiz an\u0131lar\u0131n bir yans\u0131mas\u0131 niteli\u011finde. Ayr\u0131ca, g\u00fclen y\u00fczler uzun ve me\u015fakkatli bir seferin sorunsuz bir \u015fekilde bitiyor olmas\u0131n\u0131n da bir g\u00f6stergesi.<\/span><\/p>\n

\"\"<\/p>\n

<\/p>\n

Buradan tekrar Faial adas\u0131na, oradan da geldi\u011fimiz yolu izleyerek T\u00fcrkiye\u2019ye d\u00f6nece\u011fiz. Bu d\u00f6n\u00fc\u015f yolculu\u011fu s\u0131ras\u0131nda blog ar\u015fivimize hem jeokimyasal hem de ekolojik anlamda ne kadar \u00f6nemli oldu\u011funu anlad\u0131\u011f\u0131m \u2018serpentinle\u015fme\u2019 ile ilgili derli toplu bir yaz\u0131 eklemek istedim. Jeoloji e\u011fitimim s\u0131ras\u0131nda serpentinitleri T\u00fcrkiye\u2019nin \u00e7e\u015fitli b\u00f6lgelerinde kat\u0131ld\u0131\u011f\u0131m arazi \u00e7al\u0131\u015fmalar\u0131 s\u0131ras\u0131nda g\u00f6zlemleme \u015fans\u0131m oldu. Fakat, o zamanlar benim i\u00e7in sadece bir grup mineralden olu\u015fmu\u015f bir ta\u015f olmaktan \u00f6te gidemeyen serpentinitler, Atlantik derin deniz seferi sonras\u0131nda D\u00fcnya\u2019daki (veya ba\u015fka bir gezegendeki\/uydudaki) ya\u015fam\u0131n d\u00fcn\u00fc, bug\u00fcn\u00fc ve yar\u0131n\u0131 i\u00e7in ne kadar \u00f6nemli bir jeokimyasal s\u00fcre\u00e7 olduklar\u0131n\u0131 bana \u00f6\u011fretmi\u015f oldular. \u00d6nceki yaz\u0131larda yer yer bu s\u00fcrece ziyaret etti\u011fimiz hidrotermal alanlar\u0131n \u00f6zelinde de\u011finmi\u015ftik. \u015eimdi ise hem o de\u011findi\u011fimiz k\u0131s\u0131mlar\u0131 tek bir yaz\u0131 alt\u0131nda \u00f6zetlemek hem de dikkatlerinizi serpentinle\u015fmenin ya\u015fam i\u00e7in ne kadar \u00f6nemli oldu\u011fu ger\u00e7e\u011fine \u00e7ekmek istiyorum.<\/span><\/p>\n

Serpentinle\u015fme, mantoda bulunan demir ve magnezyumca zengin ultramafik kayalar\u0131n \u00e7e\u015fitli nedenlerle okyanus taban\u0131na veya yery\u00fcz\u00fcne yak\u0131n b\u00f6lgelere ta\u015f\u0131nmas\u0131 sonucunda y\u00fczey sular\u0131yla girdi\u011fi etkile\u015fim olarak tan\u0131mlanan jeokimyasal bir s\u00fcre\u00e7. Asl\u0131nda temelde basit gibi g\u00f6r\u00fcnen bu olay nas\u0131l oluyor da ya\u015fam\u0131n jeolojik zamandaki yay\u0131l\u0131m\u0131nda bu kadar etkili olabiliyor?<\/span><\/p>\n

Atlantik derin deniz seferinde Rainbow ve Lost City hidrotermal alanlar\u0131nda okyanusun metrelerce alt\u0131nda bu s\u00fcreci yerinde g\u00f6zlemleme f\u0131rsat\u0131m\u0131z oldu. Bu s\u00fcre\u00e7 s\u0131ras\u0131nda ger\u00e7ekle\u015fen redoks tepkimeleriyle ultramafik kayac\u0131n i\u00e7inde yo\u011fun olarak bulunan demir ve magnezyumca zengin olivine ve pyroxene gibi minerallerin belirli bir s\u0131cakl\u0131k alt\u0131nda suyla girdikleri tepkime\u00a0sonucunda kayac\u0131m\u0131zda, Serpentine, Brucite (Mg(OH)2<\/sub>), Magnetite (Fe3<\/sub>O4<\/sub>) gibi minerallerin\u00a0ve molek\u00fcler hidrojenin (H2<\/sub>) olu\u015ftu\u011funu g\u00f6r\u00fcyoruz.<\/span><\/p>\n

\"\"\u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u015eekil 1: Serpentinle\u015fme sonras\u0131nda olu\u015fan mineralleri g\u00f6steren bir ince kesit (Schulte et. al, 2006)<\/span><\/p>\n

Olu\u015fan hidrojen daha sonra sistemdeki karbondioksit ile tepkimeye girerek metan olu\u015fumuna neden oluyor. Ayn\u0131 zamanda sadece serpentinle\u015fmenin etkisinin g\u00f6zlemlendi\u011fi sistemlerde (Lost City gibi) y\u00fcksek pH\u2019a sahip kalsiyumca zengin s\u0131v\u0131larda elde etmek m\u00fcmk\u00fcn.<\/span><\/p>\n

Olivine + Pyroxene + H2<\/sub>O \u2192 Serpentine \u00b1 Brucite \u00b1 Magnetite + H2<\/sub><\/span><\/p>\n

CO2<\/sub> + 4H2<\/sub> \u2192 CH4<\/sub> + 2H2<\/sub>O<\/span><\/p>\n

Peki hidrojen ve metan\u0131n yo\u011fun \u015fekilde \u00fcretilmesi neden bu kadar \u00f6nemli. Serpentinle\u015fme sonucunda \u00fcretilen y\u00fcksek orandaki hidrojen ve metan mikroorganizmalar taraf\u0131ndan fotosentezin olmad\u0131\u011f\u0131 veya g\u00f6rece s\u0131n\u0131rl\u0131 oldu\u011fu sistemlerde enerji \u00fcretmek i\u00e7in kullan\u0131l\u0131yor. \u00d6rne\u011fin baz\u0131 kemosentetik canl\u0131lar hidrojeni veya metan\u0131 oksitleyerek (methanotrophy), baz\u0131lar\u0131 hidrojen ve karbondioksitin tepkimesinden metan \u00fcreterek (methanogenesis), baz\u0131lar\u0131 ise sistemdeki s\u00fclfat\u0131 indirgeyerek enerji \u00fcretebiliyor. Elde edilen bu metabolik enerjiyi kullanarak da kemosentez sayesinde biyok\u00fctle \u00fcretimini ger\u00e7ekle\u015ftirebiliyorlar. Bu kemosentetik birincil \u00fcretim, besin zincirinde yer alan di\u011fer canl\u0131lar taraf\u0131ndan (karidesler, yenge\u00e7ler ve midyeler gibi) kendi metabolizmalar\u0131 i\u00e7in kullan\u0131l\u0131yor ve ekolojik sistem serpentinle\u015fme reaksiyonlar\u0131 temelinde olu\u015fturulmu\u015f oluyor.<\/span><\/p>\n

\"\"\u00a0 \u00a0 \u00a0\u015eekil 2: Ultramafik bir kayac\u0131n jeokimyasal olarak alterasyonu sonucunda olu\u015fmu\u015f serpentinit (wikipedia.org)<\/span><\/p>\n

Peki serpentinle\u015fmeyi sadece derin deniz sistemlerinde mi g\u00f6r\u00fcyoruz? Cevab\u0131m\u0131z hay\u0131r! Bunu daha iyi anlayabilmek i\u00e7in jeolojideki ofiyolit kavram\u0131na de\u011finmemiz gerekiyor. Ofiyolit ad\u0131 verilen sekanslar okyanus kabu\u011fu ve mantonun \u00fcst k\u0131sm\u0131n\u0131n jeolojisini tan\u0131mlamak i\u00e7in kullan\u0131l\u0131rlar. Bu sekanslar\u0131n i\u00e7inde temel olarak derin deniz sedimanlar\u0131, bazaltik lav ak\u0131nt\u0131lar, \u00e7e\u015fitli dayk sistemleri, gabro ve ultramafik kaya\u00e7lar\u0131 g\u00f6rmek m\u00fcmk\u00fcnd\u00fcr. Jeolojik zaman i\u00e7erisinde D\u00fcnya\u2019da \u00e7e\u015fitli okyanuslar tektonik faaliyetler sayesinde var oldular ve yine ayn\u0131 faaliyetlerle birlikte kapanarak yok oldular. Okyanus tabanlar\u0131n\u0131n jeolojisini olu\u015fturan ofiyolitik sekanslar ise okyanus kapanmalar\u0131 s\u0131ras\u0131nda tektonik kuvvetler vas\u0131tas\u0131yla yery\u00fcz\u00fcne ta\u015f\u0131nd\u0131lar. Yeralt\u0131 sular\u0131n\u0131n bu ofiyolotik birimler i\u00e7inden ge\u00e7mesi sonucunda bar\u0131nd\u0131rd\u0131klar\u0131 ultramafik kayalar\u0131n serpentinle\u015fme reaksiyonlar\u0131na maruz kalmas\u0131n\u0131 D\u00fcnya\u2019n\u0131n \u00e7e\u015fitli yerlerinde g\u00f6zlemleyebiliyoruz. Umman\u2019daki Semail ofiyoliti ve T\u00fcrkiye\u2019deki Tekirova ofiyoloti bunlara \u00f6rnek olarak verilebilir. Tekirova ofiyoloti Antalya yak\u0131nlar\u0131nda bulunan bir sistem ve serpentinle\u015fme sonucunda ciddi oranlarda metan sal\u0131n\u0131m\u0131na sahip.\u00a0 Bu tip sistemlerin de derin deniz e\u015fleniklerinde oldu\u011fu gibi mikroorganizmalar\u0131 \u00e7evrelerinde bar\u0131nd\u0131r\u0131yor olmas\u0131 y\u00fcksek olas\u0131l\u0131k. Tekirova ofiyoloti gibi tabiri caizse elimizin alt\u0131ndaki \u2018ekstrem\u2019 sistemlerin jeolojisini ve biyolojisini daha iyi anlamak i\u00e7in bu b\u00f6lgelerdeki \u00e7al\u0131\u015fmalar\u0131 s\u0131kla\u015ft\u0131rmal\u0131y\u0131z.<\/span><\/p>\n

\u015eu an okyanus tabanlar\u0131n\u0131n y\u00fczeyleri bazaltik kaya\u00e7larla domine edilmi\u015f durumdalar. Bazalttaki olivine ve pyroxene minerallerinin miktar\u0131 bir hayli fazla olmas\u0131na ra\u011fmen bu sistemlerde serpentinle\u015fme g\u00f6zlemleyemiyoruz. Bunun nedeni bazaltik kaya\u00e7lar\u0131n yap\u0131s\u0131nda g\u00f6rece daha fazla bulunan \u2018silica\u2019, reaksiyonun ultramafiklerde bahsetti\u011fimden daha farkl\u0131 bir \u015fekilde evrimle\u015fmesine neden oluyor. Fakat bu durum D\u00fcnya \u00fczerinde t\u00fcm jeolojik zaman i\u00e7erinse b\u00f6yle miydi? Cevab\u0131m\u0131z yine hay\u0131r! Jeolojik zaman\u0131 ilk evrelerinde mantonun daha y\u00fcksek bir s\u0131cakl\u0131\u011fa sahip olmas\u0131ndan dolay\u0131 D\u00fcnya’ da okyanus tabanlar\u0131na bazaltik lavalar yerine ultramafik lavalar\u0131n p\u00fcsk\u00fcrt\u00fclebildi\u011fi d\u00fc\u015f\u00fcn\u00fcl\u00fcyor. Bu y\u00fczden serpentinle\u015fmenin o zamanlarda daha yayg\u0131n oldu\u011funu d\u00fc\u015f\u00fcnmemek i\u00e7in bir nedenimiz yok. Bu s\u00fcre\u00e7 sonucunda \u00fcretilen hidrojen ve metan kemosentetik hayat\u0131n enerji \u00fcretmesine neden olmu\u015f olabilir. Bunlara ek olarak serpentinle\u015fmenin bir ba\u015fka sonucu ise Fisher- Tropsch tepkimeleri ile d\u00fc\u015f\u00fck molek\u00fcl a\u011f\u0131rl\u0131kl\u0131 hidrokarbonlarda \u00fcretilmesi. O d\u00f6nemlerde kaotik say\u0131labilecek bir yery\u00fcz\u00fcne sahip olan D\u00fcnya, ozon tabakas\u0131n\u0131n yoklu\u011funda ultraviyole \u0131\u015f\u0131nlar\u0131n ve ya\u015fam i\u00e7in daha bir \u00e7ok olumsuz etkinin alt\u0131nda \u015fekillenirken, hayat i\u00e7in y\u00fczeyin t\u00fcm olumsuzluklar\u0131na kalkan olan derin denizlerin koruyucu karanl\u0131\u011f\u0131nda serpentinle\u015fme gibi reaksiyonlar sayesinde elimizde organik madde var, enerji \u00fcretmenize neden olabilecek kimyasal bir dengesizlik var ve hidrotermal bacalar\u0131n etraf\u0131nda kimyasal reaksiyonun s\u00fcrd\u00fcr\u00fclmesini sa\u011flayacak belirli bir s\u0131cakl\u0131k profili var. Tek s\u00f6yleyebilece\u011fim: Neden olmas\u0131n!<\/span><\/p>\n

Serpentinle\u015fmenin \u00f6zelinde ya\u015fam\u0131n d\u00fcn\u00fcnden ve bug\u00fcn\u00fcnden bahsettik. \u015eimdi ise s\u0131ra ya\u015fam\u0131n yar\u0131n\u0131 olarak nitelendirdi\u011fim astrobiyoloji \u00e7al\u0131\u015fmalar\u0131na de\u011finmeye geldi. G\u00fcne\u015f sistemimizde bir\u00e7ok gezegenin veya uydunun y\u00fczey sular\u0131 bar\u0131nd\u0131rd\u0131\u011f\u0131n\u0131 ve ayn\u0131 zamanda ultramafik kayalar\u0131n sadece D\u00fcnya\u2019da g\u00f6zlemlenmedi\u011fini biliyoruz. G\u00fcne\u015f sisteminin kompozisyonu d\u00fc\u015f\u00fcn\u00fcld\u00fc\u011f\u00fcnde olivine en \u00e7ok rastlan\u0131lan minerallerden biri. \u015eimdiye kadar D\u00fcnya\u2019ya ula\u015fan bir\u00e7ok Mars meteoru ultramafik \u00f6zellikte olan kayalar. Buna ek olarak neredeyse her y\u0131l Mars\u2019ta yeni su sistemlerinin ke\u015ffedildi\u011fine dair haberler al\u0131yoruz, yani biliyoruz ki Mars\u2019ta su var. \u015eimdi elimizde ultramafik kaya\u00e7lar ve y\u00fczey sular\u0131 var. D\u00fcnya\u2019daki \u00e7al\u0131\u015fmalardan \u00f6\u011frendi\u011fimiz kadar\u0131yla bu tip bir sistemde serpentinle\u015fmeyi g\u00f6rme ihtimalimiz d\u00fc\u015f\u00fck de\u011fil. \u00d6yle ki y\u00f6r\u00fcngedeki uydular yard\u0131m\u0131yla Mars y\u00fczeyince olu\u015fan serpentine mineralleri \u00e7oktan tespit edilmi\u015f durumdalar.<\/span><\/p>\n

\"\"\u00a0 \u00a0 \u00a0\u015eekil 3: Mars y\u00fczeyindeki serpentine i\u00e7eren b\u00f6lgeleri g\u00f6steren harita (Ehlmann et.al, 2010)<\/span><\/p>\n

Bu serpentinelerin hen\u00fcz ne zaman olu\u015ftuklar\u0131n\u0131 bilmiyoruz fakat hem ge\u00e7mi\u015fte olu\u015fmu\u015f olma ihtimalleri hem de \u015fu an y\u00fczey sular\u0131 yard\u0131m\u0131yla olu\u015fuyor olma ihtimalleri bizler i\u00e7in e\u015fit derecede de\u011ferli. Mars\u2019taki ya\u015fam eski Mars okyanuslar\u0131n\u0131n tabanlar\u0131nda var olan hidrotermal sistemlerin etraf\u0131nda geli\u015fmi\u015f olabilir veya \u015fu an serpentinle\u015fmenin ger\u00e7ekle\u015fti\u011fi b\u00f6lgelerde varl\u0131\u011f\u0131n\u0131 s\u00fcrd\u00fcr\u00fcyor da olabilir. Bu konu hakk\u0131nda gelecekte yap\u0131lacak insanl\u0131\/insans\u0131z ara\u015ft\u0131rmalar bizim bu sistemi daha iyi anlamam\u0131za neden olacak. Ayn\u0131 \u015fekilde J\u00fcpiter\u2019in uydusu Europa ve Sat\u00fcrn\u2019\u00fcn uydusu Enceladus\u2019un kal\u0131n buz tabakalar\u0131 alt\u0131nda bulunan okyanuslar da gelecek astrobiyoloji \u00e7al\u0131\u015fmalar\u0131 i\u00e7in \u00e7ok \u00f6nemli. Bu tip sistemlerde ke\u015ffedilen molek\u00fcler hidrojen ve baz\u0131 organik molek\u00fcllerin varl\u0131\u011f\u0131 okyanus tabanlar\u0131nda serpentinle\u015fmenin ger\u00e7ekle\u015fiyor olma ihtimalini kuvvetli k\u0131l\u0131yor.<\/span><\/p>\n

\"\"\u00a0 \u00a0 \u00a0\u015eekil 4: Sat\u00fcrn’\u00fcn uydusu Enceladus’taki hidrotermalizm (NASA)<\/span><\/p>\n

Toparlamak gerekirse serpentinle\u015fme ya\u015fam\u0131n d\u00fcn\u00fcn\u00fc, bug\u00fcn\u00fcn\u00fc ve yar\u0131n\u0131n\u0131 derinden etkileyen bir s\u00fcre\u00e7. D\u00fcnya\u2019daki ya\u015fam\u0131n yakla\u015f\u0131k 4 milyar y\u0131ll\u0131k ser\u00fcveninin bu tip jeokimyasal bir tepkime ile ba\u015flam\u0131\u015f olma ihtimali olduk\u00e7a heyecan verici. Ayr\u0131ca \u00e7ok ge\u00e7meden g\u00fcne\u015f sisteminde D\u00fcnya d\u0131\u015f\u0131 ya\u015fam\u0131n ke\u015ffedilece\u011fini biliyorum. Gelecekte bu konu hakk\u0131nda yap\u0131lacak yeni \u00e7al\u0131\u015fmalar ile serpentinle\u015fmenin dinamikleri daha iyi anla\u015f\u0131lacak ve \u00f6\u011frendi\u011fimiz yeni bilgiler sayesinde ke\u015fiflerimizi daha \u00e7ok geni\u015fletebilece\u011fiz.<\/span><\/p>\n

Yararlan\u0131lan Kaynaklar<\/span><\/p>\n

Ehlmann,B.L.,\u00a0Mustard, J.F.,\u00a0Murchie, S. L., (2010),\u00a0Geologic setting of serpentine deposits on Mars, Geophysical Research Letters, Volume 37, L06201, doi:10.1029\/2010GL04259<\/span><\/p>\n

Schulte, M., Blake, D., Hoehler, T., McCollom, T., (2006), Serpentinization and Its Implications for Life on the Early Earth and Mars. Astrobiology, Volume 6, Number 2<\/span><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

-Serhat Art\u0131k Atlantik seferimizin son g\u00fcnlerindeyiz. \u0130\u015fte yakla\u015f\u0131k bir ay boyunca birlikte \u00e7al\u0131\u015ft\u0131\u011f\u0131m\u0131z bilim ekibiyle birlikte ROV Victor\u2019un \u00f6n\u00fcndeki foto\u011fraf\u0131m\u0131z. Bu foto\u011fraf biriktirdi\u011fimiz an\u0131lar\u0131n bir yans\u0131mas\u0131 niteli\u011finde. Ayr\u0131ca, g\u00fclen y\u00fczler uzun ve me\u015fakkatli bir seferin sorunsuz bir \u015fekilde bitiyor olmas\u0131n\u0131n da bir g\u00f6stergesi.<\/p>\n","protected":false},"author":3466,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":"","_links_to":"","_links_to_target":""},"categories":[6],"tags":[],"class_list":["post-298","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-2018-atlantik-seferi"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/blog.metu.edu.tr\/muyucel\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/298","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/blog.metu.edu.tr\/muyucel\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/blog.metu.edu.tr\/muyucel\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blog.metu.edu.tr\/muyucel\/wp-json\/wp\/v2\/users\/3466"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blog.metu.edu.tr\/muyucel\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=298"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/blog.metu.edu.tr\/muyucel\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/298\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/blog.metu.edu.tr\/muyucel\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=298"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/blog.metu.edu.tr\/muyucel\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=298"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/blog.metu.edu.tr\/muyucel\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=298"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}