İng. Lake Vostok
Arktik keşifler, 20. yüzyılın başından bu yana artarak devam etmiş ve bu zorlu keşif gezileri, başta bilim insanları olmak üzere birçok insanı da peşinden sürükleyen yeni maceraların kapısını aralamıştır. Antarktika’daki bilimsel incelemeler ve bu kalın buz katmanının altında yer alan yaklaşık 400’e yakın buzul göllerinin keşifleriyle beraber, iyi korunmuş olan bu göllerin sırlarına doğru yolculuk da başlamıştır. Bu göller arasından belki de en önemlisi Vostok Gölü’nün keşfidir (Şekil 1). Vostok Gölü adını, üzerinde bulunduğu Rusya Vostok Antarktik İstasyonundan almıştır.1,2,3 İstasyonun kıtadaki konumundan dolayı, Rusça’da “Doğu” anlamına gelen bu kelime istasyona verilmiş ve daha sonra keşfedilen göl, bu istasyonun ismi ile anılmıştır.2 İklim koşullarının zorlu geçtiği bu bölgede, 1957 yılında açılan istasyonun bulunduğu alandaki yıllık ortalama sıcaklık -55,4°C olarak kaydedilirken, yeryuvarının kaydettiği en düşük sıcaklık 1983 yılında -89,4°C olmuştur.2
İlk kez 1996 yılında keşfedilen “Vostok” gölü, kalın buz tabakasının 3740 metre altında, yaklaşık 250 kilometre uzunluğunda, 50 kilometre genişliğinde ve yaklaşık 800 metre derinliğe sahiptir (Şekil 1).1,2 1996’da bilim insanlarının ortak çalışmalarıyla radar sonuçlarının, uzaktan algılama teknikleriyle birleştirilmesiyle, Vostok Gölü hatasız bir şekilde tanımlanmış ve haritalanmıştır.2 Uzun ve dar bir göl olan Vostok Gölü, şekli ile Rusya’daki Baykal Gölü’ne benzerlik sunmasından dolayı bilim insanları, Vostok Gölü’nün Baykal Gölü gibi tektonik açılmaya bağlı olarak gelişen bir rift vadisi içinde oluştuğunu düşünmüşlerdir.1,4
Şekil 1. Antarktika’nın Google Earth uydu görüntüsü ve Antarktika’nın bir RADARSAT veri kümesi kullanılarak donmuş Vostok Gölü’nün uydu görüntüsü, National Snow and Ice Data Center4
Bilim insanları tarafından büyük bir şaşkınlık yaratan ve bu kadar büyük bir tatlı su gölüne rastlamayı beklemeyen bilim insanlarının kafasında, bu yeni keşif ile yanıtlanması gereken birçok soru belirmiştir. Bu sorular;
- Vostok Gölü, bu kadar uzun bir süre sıvı olarak durumunu nasıl korudu?
- Bu kadar derin, soğuk ve karanlık bir ortamda, üzerindeki ağır yük altında hangi tür canlılar, bu zor koşullara uyum sağlayıp yaşamlarını devam ettirebildi?
- Göl henüz buzlarla kaplı değilken ortamın ekosistemi nasıldı?
- Bu buzul tabakasının binlerce metre altından, çevreye hiçbir zarar vermeden hangi tekniklerle ve nasıl hassas örneklemeler yapılabilir?
- Buradan elde edilecek veriler ve kullanılan teknik, başka gezegen veya uydunun (örneğin; Jüpiter’in uydusu Europa veya Satürn’ün uydusu Enceladus gibi) donmuş yüzeyinin altındaki eski denizlerin araştırılmasında işe yarar mı?
Vostok Gölü, yukarıdaki sorulardan da anlaşılacağı üzere, bilim insanları için çözülmesi gereken ve içerisinde birçok gizemi barındıran büyük bir bilmecedir. Projede yer alan Rus bilim adamı Valery Lukin, Vostok Gölü’nde araştırma yapmanın, daha önce hiç kimsenin bulunmadığı yabancı bir gezegende çalışmak gibi olduğunu özellikle vurgulamıştır.5 Antarktika’daki buzul kütlesinin yaklaşık 4 km altında yer alan, dünyanın bilinen en büyük buzulaltı gölü olan bu karanlık, derin ve gizemli Vostok gölü, en az 15 milyon yıldır buzların altında, derinlerinde tüm sırlarıyla aydınlatılmayı beklemektedir.4,5
Vostok Gölü’nün hala sıvı olarak bu kadar süre boyunca korunmuş olması nasıl açıklanabilir? Bazı bilim insanlarına göre buz yalıtkan bir battaniye gibi davranmakta ve böylece yeryuvarı ısısının kaçmasını önleyerek buz tabakasının dibini eritmiş ve buzul altı bir gölün oluşmasına neden olmuş olabilir.5 Daha sonraki zamanlarda bilim insanları, Vostok Gölü’nün, yaklaşık 30 milyon yıl önce daha ılıman bir dönemde oluşmuş tektonik bir açılma gölü (rift gölü) olabileceğini öne sürmüşlerdir.1,5 Eğer bu öne sürülen düşünce doğruysa, 15 milyon yıl önce dünya soğuduğunda göl buzla kaplanmış ve erken yaşam formları da orada hapsolmuştur. Belki de hapsolan bu mikropların, diğer gezegenlerde araştırılan ilkel formlara benzer olması da mümkündür.5 Bilim insanlarından gelen bir diğer görüş ise, yeryuvarının derinliklerinden gelen jeotermal ısının göl suyunun sıcaklığını 27 derece Fahrenheit (eksi 3 santigrat derece) civarında tuttuğunu ve böylece üstteki buzun ağır basıncı, donma noktasının altındaki sıcaklığa rağmen gölü sıvıyı tuttuğu yönündedir.4
Şekil 2. Vostok Gölü’nün yeri (üstteki), Vostok Gölü’nün şematik blok diyagramı, sondaj kuyusu ve elde edilen bakteriler (üstten başlayarak verilen takma isimler; Klingon, artık hindi ve Micky Mouse).5,9,10
Rus Antarktika Araştırma İstasyonu olan Vostok istasyonunda 60 yıldan fazla bir sürede toplam 5 adet derin sondaj gerçekleştirilmiştir (1G, 2G, 3G, 4G ve 5G).6 1970-1989 yılları arasında, termal sondaj teknikleri kullanılarak, derinlikleri 1300 ile 2400 metre arasında değişen 4 kuyuda ilerlemişlerdir.6,7 1989 yılında, ilk kez kullanılan elektromekanik sondaj tekniği ile 2428 -2546 metre inilerek 4G kuyusu açılmıştır. 1990 ile 2015 yılları arasında termal ve elektromekanik sondaj teknikleri birlikte kullanılarak 5G sondaj kuyusu açılmıştır. 2012 yılında Vostok buzulaltı gölüne yapılan 3769,3 metre derinlikteki 5G kuyusu ve 3724 metreden elde edilen yeni karot örnekleri ile Guiness Rekorlar kitabına girmiştir.6,8
Ruslar tarafından alınan karot numunelerde, kubbenin hemen üzerindeki berrak, donmuş göl suyuna gömülü mikroplar, besin maddelerinin ve metan gibi çeşitli gazların varlığı tespit edilmiştir.4,5 Bu tür mikroplar, biyolojik süreçlerin tipik imzalarıdır, bu nedenle Vostok Gölü inanılmaz bir bilimsel bulgunun tüm bileşenlerine sahiptir (su, ısı, solunan gazlar ve mevcut biyolojik aktivite gibi tamamen izole edilmiş bir ekosistem gibi).5 Araştırmacılar, mantarlara ve iki arkeik türüne (sıradışı ortamlarda yaşama eğiliminde olan tek hücreli organizmalar) ek olarak, bazıları balıkların, kabukluların ve annelid solucanların sindirim sistemlerinde yaygın olarak bulunanlar da dahil olmak üzere binlerce bakteri tespit etmişlerdir (Şekil 2).4 Gölün derinliklerinde psikofiller (aşırı soğukta yaşayan organizmalar) ve hidrotermal çıkışların varlığına işaret eden sıcağı seven termofiller keşfetmişlerdir.4 Organizmaların büyük çoğunluğu tatlı su ortamında yaşayan türler olmakla birlikte ayrıca bir kısmı da okyanus veya göl çökeltilerinde yaşayan türler olduğu saptanmıştır. Hem deniz hem de tatlı su türlerinin Vostok Gölü’nde bulunması, gölün bir zamanlar okyanusa bağlı olduğu ve tatlı suyun baskın buzul tarafından sağlandığı teorisini desteklediği belirtilmiştir.4 2012 yılında bir Rus ekibi, yüzeyden 3770 metre derinliğe kadar yapmış oldukları ilk derin sondajdan elde ettikleri su örneklerinin bilinen bakterilerden farklı DNA içerdiğini iddia etmişler ve böylelikle alışılmadık farklı bir yerli tür bulmuş olabileceklerini öne sürmüşlerdir.4
Yapılan derin sondajda, herhangi bir kirliliği ve karışımı önlemek için sondaj boruları buzun içinde olduğu gibi bırakılmış ve sıvının buz haline gelerek bir tıpa görevi görmesi için beklenmiştir. İkinci sondaj denemesinde, aynı sondaj borusu gölün yüzeyine kadar ilerlemiştir. Bu sefer, 2012’de gölün basıncı ve derinliği hakkındaki elde edilen bilgileri kullanarak, sondajda yaşanabilecek bir piston etkisinden kaçınmak için matkabı ne kadar yavaş kaldırmaları gerektiğini hesaplamışlardır.10,11 Böylelikle, göl suyunun aniden yukarı doğru dalgalanarak sondaj sıvılarıyla karışmasını önlenebileceği düşünülmüştür. Rus ekip, gölün yüzeyine girdikten sonra, suyun donduğu sondaj borusunda yükselmesine izin vermişler ve daha sonra bu donmuş göl suyundan bir karot elde etmişlerdir (Şekil 3).10,11
Steril sondaj teknolojisi ile gölün sadece 100 metre yukarısında dondurulmuş buzdan elde edilen karot örneklerinin içerisinde, bazıları şimdiye kadar daha önce hiç görülmemiş, çeşitli türlerde bol miktarda mikroorganizma içerdiği tespit edilmiştir. Ancak bu durum başka bir sorunu da beraberinde getirmiştir. Bu yeni egzotik yaşam türlerinin keşfi ile şimdiye kadar bozulmamış bir ekosistemin kirletilebileceği endişesi, çevre kurulları tarafından gündeme getirilmiştir.10,11
Şekil 3. İçerisinde milyonlarca yılın sırlarını barındıran Vostok Gölü’ne ait sondaj karotlarından elde edilen örnekler10
Yaklaşık 35 milyon yıl önce Vostok Gölü’nün etrafı ormanlık bir ekosistem ile çevriliydi.12 Bu dönemde göl, buzullarla kaplı olmadığı için, gölün atmosfer ile bağlantısı direk olarak mümkündü.12 Buzulla kaplanma süresi jeolojik zaman aralığı olarak oldukça uzun bir süre aldığı için göl içindeki organizma türleri zamanla adaptasyona uğrayıp yeni sistemine uyum sağlamış oldukları düşünülmüş ve 15 milyon yıl önce göl tamamen buzlarla kaplı olduğu için bu türler iyi bir şekilde korunmuşlardır. Ancak diğer taraftan zorlu iklim koşulları içinde çeşitli bakteri ve mantarların korunmuş olması, başka gezegenlerdeki (örnek Jüpiter’in uydusu Europa gibi) yaşam izlerinin araştırılmasında umut ışığı olmuştur.12 Sondaj çalışmaları için kullanılan yeni teknolojik ekipman ile zorlu iklim koşulları altında başarılı bir şekilde karot alımının gerçekleştirilmiş olması, NASA, Vostok Gölü’nü, Jüpiter’in uydusu Europa’nın okyanuslarında arama planları için ideal bir test ortamı olarak görmüştür.5,12 Bu nedenle, tamamen buzlarla kaplı olan Europa’ya 2011 yılında NASA, Gallieo insansız uzay aracını göndermiş ve sonucunda keşfedilen buzulaltı göller ile Vostok Gölü karşılaştırılmıştır.12 2017 yılında bilim insanlarının bir diğer önemli keşfi ise, Europa’nın yüzeyinde bulunan hidrojen peroksitin varlığıdır. Peroksit, okyanusların içeriği ile birleştiğinde önemli bir yaşam kaynağı oluşturması bakımından oldukça önemlidir.12Yaşadığımız bu gezegendeki peroksit ve benzeri oksidanlar incelendiğinde, jeolojik anlamda izler geriye doğru takip edildiğinde, çok hücreli kompleks yaşamın başladığı yerler ile örtüştüğü görülmüştür.12
En merak uyandıran meydan okumalardan biri, Vostok Gölü 30 milyon yıldan fazla bir süredir korunmuş olduğundan, mikrobiyal yaşam (hem aktif hem de fosil) arayışıdır; bu nedenle, şu anda insanlığın bilmediği yaşam formlarının kaynağı burası olabilir ve kalınlığı 100 metreyi geçmeyen dip tortuların içinde korunmuş olabilir.13
Kesin olan bir şey var: Bu keşifle, kayıp bir dünya açığa çıktı. Şu an için, Vostok Gölü, bilim insanları tarafından en çok araştırılan ve diğer 400’e yakın buzul altı gölleri arasında en iyi bilinen göldür. Vostok Gölü’nün tüm gizemli sırları zamanla keşfedilmeye devam edecek ve böylelikle insanoğlunun diğer gezegenlerdeki yaşam formlarına olan merakı da bir nebze olsun giderilmiş olacak. Kim bilir belki de bilinmezliğe olan merakını daha da arttıracak!
