Yaşamım ve hobilerim

Hava ve Ötesi

Bu yazı tarafından 28 Oca 2012 tarihinde Akvaryum, Tatlı Su, Tuzlu Su bölümünde yayınlandı. 0 yorum aldı ve 594 defa okundu.

Üzerinde yaşadığımız yerküre üzerindeki hayatın teorik olarak 3.5 ile 4 milyon yıl önce başladığı düşünülür. O sıralarda atmosfer inceydi ve methan, karbondioksit gibi gazlardan oluşmaktaydı. Dünyanın çok sıcak olduğu bu dönemde, gaz halinde bulunan oksijen, oksidasyon sürecinde kullanılmaktaydı. Soğuyan su, kayalardaki mineralleri çözerek, kürenin çöküntülerinde toplanmaya başladı. Su buharlaştıkça geride kalan sıvı besin açısından çok yoğun olan bir çorbaya dönüştü. Oluşan ilk organizmalar bu zengin çorbadan yararlanarak oldukça rahat bir hayat sürmüş olmalılar. Karışık molekülleri karbondioksit ve su gibi moleküllere ayrıştırarak önemli bir işlevi de yerine getirdiler. Yaşam geliştikçe hem yapısal hem de görevsel açıdan, karışık moleküllerin tekrar yapılmasına gerek duyuldu. Bu ihtiyaçtan dolayı bazı moleküller, güneş enerjisini kullanarak küçük moleküllerden büyük moleküller elde etmeyi öğrendiler. Yaşamın yapı taşlarını oluşturabilen canlılara ototrop denir ve bazı bakteri ve bitki alemini içerir. Güneş enerjisi kullanarak biyolojik sentez yapılan olaya fotosentez denir. Fotosentez belkide yerküre üzerinde sürmekte olan en eski biyolojik olay olsa da, insanoğlu son bir kaç yüzyıla kadar varlığından haberdar değildi. Muhtamelen tam da bu yüzden atmosferi oluşturan madde bir bütün olarak “hava” şeklinde adlandırılıyordu. Çünkü bilim adamlarının kuşkucu bakışlarını “hava” denen maddeye çevirip, içeriği konusunda araştırma yapılmaya başlamaları fotosentez olayının açıklanmaya başlamasını izler.

[nrelate-related]

Bir kimyager ve din adamı olan Joseph Priestly’nin yaptığı basit bir gözlem bu konudaki ilk kıvılcımları yakmayı başarmıştır. Bu deneye göre, yanan bir mumun üzerine bir kavanoz kapatılırsa, mum erimeye fırsat bulamadan hızlı bir şekilde sönmekteydi. Kısa süre sonra, mum gibi, bir farenin de kısa sürede havayı “bozduğunu[1]” gözlemlemişti. Deneylerinin bir sonraki adımı ise gerçekten de “birey için küçük; fakat insanlık için büyük” türünden bir adımdı. Fare ve mumun bozduğu havanın bir bitki tarafından düzeltildiğini gözlemlemişti. Bundan sonraki adımlar hep büyüyerek devam etti ve yaşam için çok önemli olan bu gizem çözülmeye başladı.

 

1778 yılında, Avusturya İmparatorluğunun Kraliyet Fizikçisi olan Jan Ingenhousz, bozulan havanın tekrar düzelmesinin sebebinin güneş ve ışığın bitki üzerindeki etkisi olduğunu buldu. 1796 yılında ise Jean Senebier adındaki Fransız papazı, havadaki bozulma etkisini CO2 gazının sonucu olduğunu ve bitkinin fotosentez sırasında bu gazı alarak havayı düzelttiğini gösterdi. Bu süreç sırasında bitki tarafından O2 üretiliyordu ki; farenin hayatta kalmasının ya da mumun yanmaya devam etmesinin sebebi buydu.

 

Bu deney ve gözlemlerden sonra, “hava” olarak adlandırılan maddenin aslında oksijen, karbondioksit ve diğer bazı gazların bir karışımı olduğu anlaşılmış oldu. Bunun yanında, oksijen ve karbondioksit gazlarının canlılar üzerinde ne kadar önemli bir etkisi olduğu da anlaşıldı. Zira zaman zaman, “canlılar oksijen alıp karbondioksit verir” şeklinde yanlış ifade edilse de, canlılar havadaki oksijeni kullanarak karbondioksit gazı vererek hayatta kalırlar.[2] Bitkiler de bu kurala istisna değildir. Onlar da havadan oksijen alarak karbondioksit verirler ve bu şekilde hayatta kalırlar. Ancak bitkilerin (ve fotosentez yapabilen diğer canlıların) farkı, fotosentez yaptıkları dönemlerde karbondioksit kullanarak tüketebildiklerinden daha çok oksijen üretirler.

 

Canlıların en önemli ihtiyacı olan nefes alıp verebilme olayını, havadaki oksijeni alarak karbondioksit verme olayı olarak açıklamak bir akvariste yeni sorumluluklar yüklemekten geri kalmaz. Bir akvaristin, balıklarının ürediğini ya da bitkilerin çiçek açtığını görebilmesi için önce onları hayatta tutması gerekir. Yani akvaryum suyunun oksijen ve karbondioksit açısından ne durumda olduğunu bilmesi gerekir. Ayrıca, suya oksijen ya da karbondioksit açısından müdahelede bulunan bir kişinin, her iki maddenin azlığında ve ya fazlalığında ne gibi sonuçlrla karşılaşabileceğinin, su kimyasında nasıl değişikliklere yol açacağının farkında olması gerekir.

 

Karbon: Dost mu düşman mı?

 

Karbon, hayatın temel taşıdır. Yaşayan her organizmanın her organik hücresnin temel yapı maddesi karbon elementidir. Çoğu zaman, karbondioksit gazının zehirleyici etkisinden olsa gerek, karbon maddesinin canlı yaşamını olumlu anlamda ne kadar çok desteklediğini unutabiliyoruz, halbuki eksikliği durumunda en çok tedirgin olmamız gereken maddelerden biridir.

 

Bitkiler, fotosentez süreci sırasında çevrelerinden karbondioksit alır ve ışık enerjisini kullanarak suyla birleştirir ve oksijen ile besin üretir.

 

CO2 + H2O + Işık Enerjisi à O2 + CH2O

 

Genellikle oksijen molekülünün (O2), CO2 molekülündeki karbon elementinin (C) ayrılmasıyla oluştuğu sanılır. Karbondioksit ve oksijen moleküllerinin sürekli birlikte anılması bu inanışa yolaçmış olabilir ama aslında oksijen, su molekülünün (H2O) parçalanmasıyla oluşur. Karbondioksit ise, yaşamın yapıtaşı olan şeker besininin yapısında yer alır. Bu yüzden, bitkilerin büyüme hızları karbonun varlığıyla ve bitkilerin karbonu alabilme hızlarıyla çok yakından bağlantılıdır. Çalışmalarla gösterildiği üzere karbon ilgisi yüksek olan bitkiler yüksek büyüme hızları gösterirken; düşük karbon ilgisi olan bitkiler ise yavaş hızlarla büyümektedir.

 

Akvaryumlarda genel olarak büyümeyi kısıtlayan madde karbon olduğu için, karbondioksit gübrelemesi her zaman büyüme hızlarını arttırır. Karbondioksit gübrelemesinin olmadığı durumlarda büyüme hızı atmosferik CO2’in suda çözünme hızına bağlı olur. Çözünme hızı ise hava basıncı, sıcaklık, pH ve suyun karbonat/bikarbonat dengesine bağlıdır. Atmosfer kaynaklı CO2 yeterli miktarda çözünüp doygunluğa ulaştıktan sonra çözünme durur. Bitkiler, atmosferik CO2’in çözünme hızından daha hızlı şekilde CO2 kullandıkları için de bu miktar sürekli azalır.

 

CO2 eksikliği durumunda akvarist dışarıdan müdaheleyle CO2 değerlerini yükseltmeyi tercih edebilir. Akvaristin hedefe hangi sistemle gideceği tercihlerine göre değişebilir. Basınçlı CO2 tüpleri en zahmetsiz yol olsa da pahalıdır. Çok ucuza hazırlanabilecek şeker ve maya yöntemi ise zahmetli olup sık sık yenilenmesi gerekir. Ayrıca bu son yöntemde CO2 çıkışı bir iki haftalık sürede azalacağı için akvaryumda pH salınımlarına yol açabilir. Sistemler arasındaki tercih akvariste kalmış olsa da bu tercihten sonra yapılması gerekenler ortaktır. Akvaryuma verilmesi gereken CO2 miktarı saniyede bir kaç kabarcık mertebesinde olduğu için seçilen sisteme uygun bir ince ayar vanası gereklidir. İnce ayar vanasıyla akvaryum arasına bağlanacak kabarcık sayacı[3] sayesinde vananın ne kadar açılacağı net olarak belirlenebilir. CO2 gazı su içerisine kolay çözünmediği için, verimi artırmak için, çözünmeyi kolaylaştıracak önlemler almak çok yaygındır. Bu sistemler[4], CO2 hortumunu dış filtrenin emiş borusu içine uzatmak kadar basit te olabilir, hızla akan suyun içinden küçük CO2 kabarcıkları geçmesini sağlayan özel hazneler kullanacak kadar ayrıntılı da. Seçim yine akvariste kalmıştır, ama verimsz mümkün olduğunca arttıracak önlemler almak gereklidir.

 

Akvaryumdaki CO2 miktarını arttıralım derken, yüksek CO2 yoğunluklarının balıklarımız için tehlikeli olabileceğini aklımızdan çıkarmamalıyız. Balıklar solungaçlarından CO2 bırakırken, su ile kanlarında ki CO2 yoğunluğu farkından yararlanırlar. Normal şartlar altında kanlarındaki CO2 yoğunluğu daha fazla olduğundan, gaz yüksek yoğunluktan düşük yoğunluğa doğru hareket eder. Fakat, dış ortamın CO2 yoğunluğu artarsa vücuttan dışarı atılan CO2 miktarı azalır ya da durur. Bu durum balıklar için ölümcül olabilir. Bu yüzden CO2 gübrelemesi yapılan akvaryumlarda akvaristin dikkatli olması gerekir. Değişik kaynaklar değişik değerler verse de genellikle CO2 yoğunluğu için 30ppm’lik üst sınır genel kabul görür.

 

Akvaryumdaki kullanımı dışında, CO2 gazının zehirli bir gaz olduğunu kendi sağlığımız adına da unutmamamız gerekmektedir. Yanlış kullanımı kötü sonuçlara yol açabilir.

 

Yani…

 

Akvaryum suyunda çözünmüş olan O2 ve CO2 miktarı gözden kaçırılan fakat dengeli bir sistem kurmak için gerekli olan büyüklüklerdir. O2’nin eksikliği ölümcülken; CO2’nin fazlalığı ölümcüldür. Bitkili akvaryumlarda her ikisini de dengede tutmak için suya bilinçli şekilde CO2 verilebilir. Bu şekilde CO2 miktarı artacaktır. Artan CO2 ile birlikte diğer makro, mikro besinlerin ve aydınlatmanın kısıtlayıcı olmadığı durumlarda, fotosentez hızı artacaktır ve bitkiler yoğun miktarda O2 gazı salmaya başlayacaktır. Bu şekilde O2 de artar.



[1] O devirde oksijen ya da karbondioksidin varlığından haberdar olunmadığı için, mumun sönmesi ya da farenin ölmesinin sebebi havanın bozulmuş olmasıyla açıklanabiliyordu.

[2] Pekala, bu tanıma pekçok canlı girse de hepsi girmez.

[3] Basitçe, renksiz olan CO2 gazının su içerisinde geçmesini sağlayan bir düzenek. Böylece gaz görülebilir.

[4] Sudaki CO2 çözünürlüğünü arttırmak amacıyla yapılan sistemlere CO2 Reaktörü denilmektedir.

Hissiyatınızı paylaşın:

%d blogcu bunu beğendi: