Biyocoğrafik Döngüler: Yeryüzündeki Hayati Elementlerin Sürekli Devir ve Denge Sanatı

Giriş

Biyocoğrafik döngüler, yaşam için elzem olan kimyasal elementlerin ve bileşiklerin, yeryüzünün biyotik (canlılar alemi) ve abiyotik (cansız çevre: litosfer, atmosfer, hidrosfer) katmanları arasında sürekli olarak hareket ettiği, dönüştürüldüğü ve yeniden kullanıma sunulduğu yolları tanımlayan süreçler bütünüdür.1 Dünya, dışarıdan önemli bir madde girişi olmayan kapalı bir sistem olduğundan, yaşamın devamlılığı için gerekli olan sınırlı kaynakların israf edilmeden sürekli olarak devir daim edilmesi zorunludur. Bu döngüler, söz konusu zorunluluğu yerine getiren temel mekanizmalardır. Ekosistemlerdeki işleyişin temel bir prensibi, enerjinin sistemden tek yönlü olarak akıp gitmesi, buna karşın maddenin ise bir zerre dahi israf edilmeden sürekli geri dönüştürülmesidir.3

Bu raporun amacı, yaşamın temelini oluşturan üç hayati döngüyü –su, karbon ve azot– en güncel bilimsel bulgular ışığında detaylı bir şekilde incelemektir. Bu döngülerin işleyişindeki hassas mekanizmalar, birbirleriyle olan karmaşık etkileşimleri ve bu sistemler üzerindeki insan kaynaklı etkiler ele alınacaktır. Raporun devamında, bu bilimsel verilerin işaret ettiği nizam, gaye ve sanatlı yapılar, belirli bir kavramsal çerçeve dahilinde analiz edilecektir. Bu döngülerdeki mükemmel denge (Mizan), raporun ana temasını oluşturmaktadır. Zira bu döngüler olmaksızın, doğal kaynakların yenilenmesi mümkün olmaz; bitkiler, hayvanlar ve insanlar dahil olmak üzere yeryüzündeki yaşamın sürdürülmesi düşünülemezdi.4

Bilimsel Açıklama ve Güncel Bulgular

Bu bölümde, su, karbon ve azot döngülerinin işleyiş mekanizmaları, birbirleriyle olan ilişkileri ve güncel bilimsel bulgular, nesnel ve betimleyici bir dille sunulmaktadır.

Tablo 1: Temel Biyocoğrafik Döngülerin Karşılaştırmalı Özeti

Döngü	Ana Rezervuar (Depo)	Elementin Temel Formları	Anahtar Süreçler	Süreçteki Aracılar
Su Döngüsü	Okyanuslar, Buzullar, Yeraltı Suları	H2O (sıvı, katı, gaz)	Buharlaşma, Yoğunlaşma, Yağış, Akış	Güneş Enerjisi, Yerçekimi
Karbon Döngüsü	Okyanuslar, Litosfer, Atmosfer, Biyosfer	CO2, CH4, Organik Bileşikler, CaCO3	Fotosentez, Solunum, Ayrışma, Yanma	Bitkiler, Hayvanlar, Mikroorganizmalar
Azot Döngüsü	Atmosfer (%78)	N2, NH3/NH4+, NO2−, NO3−	Fiksasyon, Nitrifikasyon, Denitrifikasyon	Azot Bağlayıcı ve Kemosentetik Bakteriler

Bölüm 1: Temel Kavramlar ve İşleyiş Mekanizmaları

1.1. Su (Hidrolojik) Döngüsü: Hayatın Taşıyıcısı

Hidrolojik döngü, suyun yeryüzü, yeraltı ve atmosferdeki mevcudiyetini ve sürekli hareketini tasvir eden bir süreçler bütünüdür.7 Bu döngünün belirli bir başlangıç veya bitiş noktası yoktur; güneş enerjisi tarafından harekete geçirilen ve yerçekimi etkisiyle şekillenen kesintisiz bir sistemdir.4

Buharlaşma (Evaporation) ve Terleme (Transpiration): Döngünün temel hareket mekanizması, güneş radyasyonundan kaynaklanan termal enerji ile başlar. Bu enerji, okyanuslar, denizler, göller ve nehirler gibi yüzey sularındaki su moleküllerinin kinetik enerjisini artırarak sıvı fazdan gaz faza (su buharı) geçmesini sağlar.9 Buna paralel olarak, bitkiler de kökleriyle topraktan aldıkları suyun önemli bir kısmını, yapraklarının yüzeyinde bulunan ve “stoma” adı verilen küçük gözenekler aracılığıyla atmosfere salar. Bu biyolojik sürece terleme (transpirasyon) denir. Buharlaşma ve terlemenin birleşik etkisi olan “evapotranspirasyon”, atmosferdeki su buharının ana kaynağını teşkil eder ve ekosistemlerin nem dengesinde merkezi bir rol oynar.9
Yoğunlaşma (Condensation): Su buharı, atmosferde yükseldikçe daha soğuk hava katmanlarıyla temas eder veya adiyabatik soğuma (basınç düşüşüyle meydana gelen soğuma) neticesinde enerjisini kaybeder. Bu durumda, gaz halindeki su molekülleri tekrar bir araya gelerek sıvı su damlacıklarına veya çok düşük sıcaklıklarda doğrudan buz kristallerine dönüşür. Bu süreç, bulutların ve sisin meydana gelmesini sağlar.4
Yağış (Precipitation): Bulutları oluşturan su damlacıkları veya buz kristalleri, atmosferdeki hareketleri sırasında çarpışarak birleşir ve büyür. Ağırlıkları, havanın kaldırma kuvvetini yenecek bir seviyeye ulaştığında, yerçekimi etkisiyle yeryüzüne inerler. Bu süreç yağış olarak adlandırılır ve yağmur, kar, dolu veya karla karışık yağmur gibi farklı formlarda gerçekleşebilir.4
Yüzey Akışı (Runoff) ve Sızma (Infiltration): Yeryüzüne ulaşan su, birkaç farklı yol izler. Bir kısmı, toprağın eğimi doğrultusunda yüzeyden akarak derelere, nehirlere ve nihayetinde göl veya okyanuslara karışır; bu süreç yüzey akışı olarak bilinir. Diğer bir kısmı ise toprağın gözenekli yapısından sızarak daha derin katmanlara iner ve yeraltı suyu rezervuarlarını (akiferler) besler. Bu sürece sızma (infiltrasyon) denir.8

Su döngüsü, genellikle basit bir dairesel yol olarak tasvir edilse de, gerçekte çok daha karmaşık ve dinamik bir ağ yapısına sahiptir. Bir su molekülü, buharlaştıktan hemen sonra yoğunlaşıp geri dönebileceği gibi, bir buz tabakasında binlerce yıl depolanabilir veya bir bitkinin bünyesi ile atmosfer arasında defalarca gidip gelebilir.2 Bu doğrusal olmayan yapı, sistemin tek bir “yol” üzerinden değil, sayısız potansiyel yol, rezervuar ve farklı zaman ölçekleri üzerinden işlediğini göstermektedir. Bu karmaşıklık, döngünün çeşitli çevresel değişikliklere karşı direncini (rezilyans) temin eder ve suyun gezegenin her köşesine dağıtılmasını sağlayan sağlam bir mekanizma ortaya koyar.

1.2. Karbon Döngüsü: Yaşamın Yapı Taşı

Karbon, proteinler, nükleik asitler ve karbonhidratlar gibi yaşamın temelini oluşturan tüm organik moleküllerin iskeletini teşkil eden bir elementtir. Karbon döngüsü, bu hayati elementin atmosfer, okyanuslar, karasal biyosfer ve litosfer (kayalar ve fosil yakıtlar) gibi ana rezervuarlar arasında sürekli hareketini ve dönüşümünü ifade eder.14 Bu döngü, birbirinden çok farklı zaman ölçeklerinde işleyen iki ana alt sistemden oluşur:

Hızlı (Biyolojik) Karbon Döngüsü: Bu döngü, canlı organizmalar arasındaki karbon alışverişini kapsar ve günler, mevsimler veya yıllar gibi kısa zaman ölçeklerinde işler. Sürecin temelinde fotosentez yer alır. Karasal ve sucul bitkiler ile diğer fotosentetik organizmalar, atmosferdeki veya suda çözünmüş haldeki karbondioksiti (CO2) alarak güneş enerjisi yardımıyla glikoz gibi organik bileşiklere dönüştürür.17 Bu organik bileşiklerde depolanan karbon, besin zinciri yoluyla otçullara ve onlardan da etçillere aktarılır. Canlılar, enerji elde etmek için bu organik bileşikleri hücresel solunum yoluyla parçaladığında, karbon tekrar

CO2 olarak atmosfere salınır. Benzer şekilde, canlılar öldüğünde, ayrıştırıcı mikroorganizmalar organik maddeleri parçalayarak karbonu atmosfere geri döndürür.2 Bu hızlı döngü, biyosferin dinamik dengesini ve yaşamın günlük ritmini sağlar.16

Yavaş (Jeolojik) Karbon Döngüsü: Bu döngü, milyonlarca yıllık zaman ölçeklerinde işleyen jeolojik süreçleri içerir ve gezegenin iklimi için uzun vadeli bir termostat görevi görür. Süreç, atmosferdeki CO2’nin yağmur suyuyla birleşerek zayıf bir karbonik asit (H2CO3) oluşturmasıyla başlar. Bu asit, karalardaki kayaları kimyasal olarak ayrıştırarak kalsiyum ve diğer iyonları serbest bırakır. Nehirler bu iyonları okyanuslara taşır. Okyanuslarda, kalsiyum iyonları bikarbonat iyonlarıyla birleşerek kalsiyum karbonat (CaCO3) meydana getirir. Bu bileşik, mercanlar ve kabuklu deniz canlıları gibi organizmaların iskelet ve kabuklarının yapı taşıdır. Bu canlılar öldüğünde, kalıntıları okyanus tabanına çökerek zamanla sıkışır ve kireçtaşı gibi tortul kayaçları oluşturur. Bu şekilde, karbon milyonlarca yıl boyunca litosferde depolanmış olur.14 Bu depolanmış karbonun tekrar atmosfere dönmesi ise levha tektoniği hareketleri sonucunda bu kayaçların mantoya batması ve erimesiyle açığa çıkan CO2’nin volkanik faaliyetler yoluyla salınmasıyla gerçekleşir.16

Bu iki döngü arasındaki hassas akış hızı dengesi, gezegenin iklimini yaşanabilir sınırlar içinde tutan temel bir mekanizmadır. Hızlı döngü biyosferin anlık ihtiyaçlarını karşılarken, yavaş döngü atmosferdeki CO2 seviyelerini jeolojik zaman ölçeklerinde düzenler. Antropojenik faaliyetler, özellikle fosil yakıtların yakılması, milyonlarca yılda yavaş döngüde depolanmış olan karbonu aniden ve çok büyük miktarlarda hızlı döngüye enjekte etmektedir.14 Bu durum, sadece mekânsal veya kimyasal bir dengeyi değil, aynı zamanda süreçlerin hızları ve zamanlamaları arasındaki kritik bir uyumu da bozmaktadır. Jeolojik zaman ölçeğindeki bir sürecin biyolojik zaman ölçeğine sıkıştırılması, sistemin kendini düzenleme kapasitesini aşan bir şok etkisi oluşturmaktadır.

1.3. Azot Döngüsü: Proteinlerin ve Nükleik Asitlerin Kaynağı

Atmosferin yaklaşık %78’ini oluşturan azot gazı (N2), yaşam için elzem olmasına rağmen, çoğu canlı için doğrudan kullanılamaz bir formdadır. Bunun sebebi, iki azot atomunu bir arada tutan son derece kararlı üçlü kovalent bağdır (N≡N). Bu bağın kırılması ve azotun canlıların kullanabileceği reaktif formlara (amonyak, nitrat gibi) dönüştürülmesi, “azot fiksasyonu” olarak bilinen ve yüksek enerji gerektiren bir süreçtir.20 Su ve karbon döngüleri büyük ölçüde fiziksel süreçlere dayanırken, azot döngüsü neredeyse tamamen özel görevli mikroorganizmaların biyokimyasal faaliyetlerine bağımlıdır.22

Azot Fiksasyonu (Bağlanma): Bu, atmosferdeki inert N2 gazının, biyolojik olarak kullanılabilir amonyağa (NH3) dönüştürüldüğü kritik bir süreçtir. Bu dönüşüm, büyük ölçüde, “nitrojenaz” adı verilen son derece karmaşık bir enzim kompleksine sahip olan belirli bakteri ve arke türleri tarafından gerçekleştirilir. Bu mikroorganizmaların bir kısmı, baklagillerin (fasulye, bezelye, yonca vb.) köklerinde simbiyotik (karşılıklı faydaya dayalı) olarak yaşarken (Rhizobium cinsi gibi), bir kısmı da toprakta veya suda serbest olarak yaşar (Azotobacter cinsi gibi).22 Nitrojenaz enzimi, iki farklı proteinden oluşan ve N2 molekülünün sağlam üçlü bağını kırmak için saniyede defalarca birleşip ayrılarak çalışan, enerji-yoğun bir moleküler makinedir.21 Azot fiksasyonu, daha küçük ölçekte, şimşek ve yıldırım gibi yüksek enerjili atmosferik olaylar yoluyla abiyotik olarak da gerçekleşebilir.24
Nitrifikasyon: Fiksasyon sonucu oluşan amonyak (NH3), toprakta suya karışarak amonyum iyonuna (NH4+) dönüşür. Nitrifikasyon, bu amonyumun bitkiler tarafından en kolay alınabilen form olan nitrata (NO3−) dönüştürüldüğü iki aşamalı bir oksidasyon sürecidir. İlk aşamada, Nitrosomonas gibi bakteri grupları amonyumu nitrite (NO2−) oksitler. İkinci aşamada ise Nitrobacter gibi başka bir bakteri grubu, nitriti nitrata oksitler. Bu kemosentetik bakteriler, bu reaksiyonlar sırasında açığa çıkan kimyasal enerjiyi kendi yaşam faaliyetleri için kullanır.24
Asimilasyon ve Amonifikasyon: Bitkiler, kökleri aracılığıyla topraktan nitrat ve amonyumu alarak bunları amino asitler, proteinler ve nükleik asitler (DNA, RNA) gibi organik moleküllerin yapısına katarlar. Bu süreç asimilasyon olarak adlandırılır. Hayvanlar ise azotu bitkileri yiyerek alır. Canlılar öldüğünde veya organik atıklar (dışkı, idrar) ürettiğinde, ayrıştırıcı bakteri ve mantarlar bu organik maddeleri parçalayarak içerdikleri azotu tekrar amonyağa dönüştürür. Amonifikasyon adı verilen bu süreç, azotu tekrar döngüye kazandırır.
Denitrifikasyon: Toprakta bulunan nitratın bir kısmı, özellikle oksijenin az olduğu (anaerobik) koşullarda, Pseudomonas gibi denitrifikasyon bakterileri tarafından tekrar atmosferik azot gazına (N2) dönüştürülür. Bu süreç, toprağın verimliliğini azaltabilse de, atmosferdeki azot dengesinin korunmasını sağlayarak döngüyü tamamlar.21

Azot döngüsü, cansız madde dünyası ile canlılar alemi arasındaki geçişin ne kadar karmaşık ve özel mekanizmalara bağlı olduğunun en çarpıcı örneklerinden biridir. Atmosferdeki devasa azot rezervuarı, bu mikroskobik canlılar ve onların ürettiği nitrojenaz enzimi gibi son derece özelleşmiş, bilgi-içerikli biyolojik sistemler olmadan kilitli kalırdı. Bu durum, döngünün sadece “olup biten” bir süreç değil, aynı zamanda belirli “araçlar” gerektiren bir operasyon olduğunu ortaya koymaktadır.

Bölüm 2: Güncel Araştırmalardan Bulgular ve Etkileşimler

2.1. Döngüler Arasındaki Bütünleşik İlişki (Sistemik Mizan)

Biyocoğrafik döngüler, birbirinden izole sistemler olarak değil, birbirini etkileyen ve birbirine bağımlı olan bütünleşik bir ağ olarak işler. Su döngüsü, bu entegrasyonda merkezi bir rol oynar. Yağış, yüzey akışı ve sızma gibi hidrolojik süreçler, karasal ekosistemlerdeki karbon, azot, fosfor ve kükürt gibi elementlerin ve besin maddelerinin çözünerek nehirlere, göllere ve okyanuslara taşınmasını sağlayan birincil mekanizmadır.3 Bu olmadan, karasal ve sucul ekosistemler arasında besin alışverişi büyük ölçüde dururdu.

Biyokimyasal düzeyde ise karbon ve azot döngüleri arasında temel bir bağımlılık mevcuttur. Canlı organizmaların yapısını oluşturan proteinler ve nükleik asitler gibi temel moleküllerin sentezi için hem karbon atomlarından oluşan bir iskelete hem de bu iskelete bağlanan azot atomlarına ihtiyaç duyulmaktadır.21 Dolayısıyla, bir ekosistemde azotun sınırlı olması (azot limiti), bitkilerin büyümesini ve dolayısıyla karbon fiksasyonunu yavaşlatabilir. Benzer şekilde, fotosentez yoluyla karbon fiksasyonunun azalması, azotun biyokütleye dahil edilme hızını düşürebilir. Bu sıkı bağlantı, bir döngüdeki aksamanın diğer döngüleri de doğrudan etkileyeceği anlamına gelir.

2.2. Antropojenik Etkiler ve Denge Üzerindeki Baskılar

Son iki yüzyılda, özellikle Sanayi Devrimi’nden bu yana artan insan faaliyetleri, bu hassas dengeler üzerinde ciddi baskılar oluşturmuştur.

Karbon Döngüsü ve İklim Değişikliği: Fosil yakıtların (kömür, petrol, doğal gaz) enerji üretimi için yakılması, ormansızlaşma ve çimento üretimi gibi endüstriyel süreçler, milyonlarca yıldır yavaş karbon döngüsünde depolanmış olan karbonu, jeolojik olarak çok kısa bir sürede atmosfere CO2 olarak salmıştır.14 Bu durum, atmosferdeki CO2 konsantrasyonlarının son 800,000 yıldır görülmemiş seviyelere çıkmasına ve sera etkisinin güçlenerek küresel ısınmaya yol açmasına neden olmuştur.28
Okyanus Asitlenmesi ve Karbon Yutağı Kapasitesi: Atmosferdeki fazla CO2’nin yaklaşık dörtte biri okyanuslar tarafından emilmektedir. Bu emilim, atmosferdeki ısınma hızını yavaşlatırken, okyanus kimyasını değiştirmektedir. CO2 suda çözündüğünde karbonik asit oluşturur, bu da okyanusların pH seviyesini düşürür (asitlenmeye neden olur). Hükümetlerarası İklim Değişikliği Paneli (IPCC) Altıncı Değerlendirme Raporu’na (AR6) göre, bu asitlenme mercanlar, istiridyeler ve planktonlar gibi kalsiyum karbonat temelli kabuk veya iskelet oluşturan deniz canlıları için ciddi bir tehdittir.14 Ayrıca, gelecekte, özellikle yüksek emisyon senaryoları altında, okyanusların ısınması ve kimyasal yapısının değişmesi nedeniyle karbon yutağı kapasitesinin zayıflaması beklenmektedir. Bu durum, atmosferde daha fazla CO2 birikmesine yol açarak ısınmayı daha da hızlandıracak bir geri besleme mekanizmasıdır.30
Permafrost Karbon Geri Beslemesi: Küresel ısınmanın en endişe verici sonuçlarından biri, kutup bölgelerindeki ve yüksek dağlardaki donmuş toprakların (permafrost) çözülmesidir. Permafrost, binlerce yıldır donmuş halde bulunan ve atmosferdeki karbonun yaklaşık iki katı kadar organik karbon depolayan devasa bir rezervuardır.33 IPCC AR6 raporunda yer alan projeksiyonlar, bu toprakların çözülmesiyle birlikte depolanan karbonun mikroorganizmalar tarafından ayrıştırılarak atmosfere CO2 ve metan (CH4) olarak salınacağını öngörmektedir. Bu, ısınmayı daha da hızlandıran pozitif bir geri besleme döngüsü olarak kabul edilmektedir. Rapor, bu geri beslemenin kalan karbon bütçeleri üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğunu ve dikkate alınması gerektiğini vurgulamaktadır.31

Tablo 2: IPCC AR6 Projeksiyonlarına Göre Permafrost Karbon Salınımı Tahminleri

Isınma Senaryosu	2100 Yılına Kadar Tahmini Salınım (PgC CO2 olarak)	2300 Yılına Kadar Tahmini Salınım (PgC CO2 olarak)	Temel Dayanak
Düşük Emisyon (RCP2.6)	20–58 PgC	20–40 PgC (2100-2300 arası)	Schneider von Deimling et al. (2015)
Orta Emisyon (RCP4.5)	28–92 PgC	-14 (kazanç) ile 54 PgC arası (kayıp)	Schneider von Deimling et al. (2015); McGuire et al. (2018)
Yüksek Emisyon (RCP8.5)	92 ± 17 PgC (en iyi tahmin)	81–642 PgC (geniş aralık)	SROCC (2019); McGuire et al. (2018)

Not: PgC, Petagram Karbon anlamına gelir (1 Petagram = 1 Milyar Ton). Tablodaki veriler, IPCC AR6 WG1 Bölüm 5’te atıfta bulunulan çeşitli modelleme çalışmalarından derlenmiştir.31

2.3. Türkiye Özelinde Gözlemlenen Değişimler

Su Stresi ve Kuraklık: Türkiye, iklim değişikliğinin etkilerine karşı oldukça hassas bir coğrafyada yer almaktadır. TEMA Vakfı’nın 2024 İklim Politika Notu’na göre, Türkiye’nin de içinde bulunduğu Akdeniz Havzası, küresel ısınmaya karşı en kırılgan bölgelerden biridir. Yapılan projeksiyonlar, bölgede sıcaklıkların artacağını, yağışların azalacağını ve kuraklık şiddetinin artacağını göstermektedir.34 Tarım ve Orman Bakanlığı tarafından yürütülen bir projeye göre, Türkiye’nin toplam su potansiyelinde 2100 yılına kadar iyimser senaryoda %15-20, kötümser senaryoda ise %40-45’e varan azalmalar öngörülmektedir. Bu durum, ülkenin su güvenliği, tarımsal üretim ve ekosistem sağlığı için ciddi bir tehdit oluşturmaktadır.
Tarımsal Azot Kirliliği: Türkiye’de tarımsal verimi artırmak amacıyla kullanılan azotlu gübrelerin bilinçsiz ve aşırı kullanımı, ciddi bir çevre sorununa yol açmaktadır. Toprağa uygulanan fazla nitrat, bitkiler tarafından alınamamakta ve sulama veya yağmur sularıyla yıkanarak yeraltı sularına karışmaktadır. DergiPark’ta yayınlanan çeşitli bilimsel çalışmalar, Türkiye’nin farklı tarım bölgelerinde bu sorunun endişe verici boyutlara ulaştığını göstermektedir. Örneğin, Antalya’nın Kumluca ilçesinde yapılan ölçümlerde bazı kuyu sularındaki nitrat içeriğinin 164.91 mg/L’ye, Bursa’da ise 150 mg/L’ye kadar çıktığı rapor edilmiştir.35 Bu değerler, Dünya Sağlık Örgütü’nün içme suyu için belirlediği güvenli sınır olan 50 mg/L’nin oldukça üzerindedir. Yüksek nitrat seviyeleri, hem insan sağlığı için riskler taşımakta hem de su ekosistemlerinde ötrofikasyona (aşırı yosunlaşma) neden olarak biyolojik dengeyi bozmaktadır.36

Kavramsal Analiz

Bölüm 3: Nizam, Gaye ve Sanat Analizi

Biyocoğrafik döngülerin bilimsel işleyişi incelendiğinde, süreçlerin ardında hassas bir nizam, belirli bir gayeye yönelik bir işleyiş ve sanatlı yapılar gözlemlenmektedir.

Hassas Ayarlar (İnce Mizan): Döngülerdeki süreçler, belirli fiziksel ve kimyasal koşullara hassas bir şekilde ayarlanmıştır. Örneğin, suyun 0°C’de donup 100°C’de kaynaması ve yoğunluğunun 4°C’de maksimum olması gibi kendine has özellikleri, gezegenimizdeki sıcaklık aralığında suyun üç fazda (katı, sıvı, gaz) da bulunmasını mümkün kılar. Bu özellikler olmasaydı, hidrolojik döngü bugünkü şekliyle işleyemez, göller ve denizler dipten donarak sucul yaşamı imkansız hale getirebilirdi. Benzer şekilde, azot fiksasyonunu gerçekleştiren nitrojenaz enzimi, oksijen varlığında geri dönüşümsüz olarak bozulur. Bu enzimin çalışabilmesi için oksijensiz bir ortama ihtiyaç duyulması ve baklagillerin kök nodüllerinin tam da bu anoksik (oksijensiz) mikro-ortamı sağlaması, biyokimyasal düzeyde dikkat çekici bir uyumdur.38
Sanatlı Yapılar ve Süreçler: Döngülerin temelindeki mekanizmalar, rastgele olaylar dizisinden ziyade, çok adımlı, birbirine bağlı ve son derece düzenli birer fabrika gibi işlemektedir. Fotosentez süreci, ışığa bağımlı ve ışıktan bağımsız reaksiyonlar gibi iki ana aşamadan oluşan, onlarca farklı enzim ve pigment molekülünün görev aldığı karmaşık bir üretim bandına benzer.15 Azot döngüsünde ise farklı mikroorganizma grupları arasında adeta bir “iş bölümü” mevcuttur. Bir grup bakteri atmosferik azotu amonyağa çevirirken, başka gruplar bu amonyağı alıp nitrite ve ardından nitrata dönüştürür. Her bir grup, bir öncekinin ürettiği ara ürünü kendi hammaddesi olarak kullanır.24 Bu şekilde tertip edilmiş bir işleyiş, sanatlı bir düzenlemeye işaret eder.
Gayeye Yönelik İşleyiş: Bu döngülerin tamamında gözlemlenen en temel sonuç, yaşamın devamlılığının temin edilmesidir. Elementler, kullanıldıktan sonra atık olarak birikmek veya sistemden kaybolmak yerine, sürekli olarak arıtılıp (örneğin, denitrifikasyonla atmosferik azota dönüşüm, suyun buharlaşarak saflaşması) tekrar hayatın hizmetine sunulmaktadır. Bu kesintisiz devir daim, bir israfsızlık ve süreklilik gayesine yönelik bir işleyiş olarak yorumlanabilir. Bütün bir sistemin, gezegendeki yaşamın devamlılığını sağlayacak şekilde kurulmuş ve ayarlanmış olması, dikkat çekici bir bulgudur.

Bölüm 4: İndirgemeci ve Materyalist Safsataların Eleştirisi

Biyocoğrafik döngüleri açıklarken kullanılan yaygın dil, bazen olguları sadece isimlendirerek açıkladığı yanılgısına düşmekte veya faili, fiilin gerçekleştiği mefule (nesneye) vermektedir.

Kanunların Fail Değil, Kural Olduğu: “Su döngüsü suyu temizler” veya “Karbon döngüsü iklimi düzenler” gibi ifadeler, süreçlerin kendisine bir irade ve fiil atfetmektedir. Oysa “su döngüsü” veya “doğa kanunu” gibi kavramlar, bir olayın “nasıl” işlediğini tarif eden birer isimlendirme ve tanımdır; sürecin kendisi bir fail olamaz. Bir binanın nasıl yapıldığını anlatan mimari plan, binayı inşa etmez. Benzer şekilde, doğa kanunları da evrendeki işleyişin nasıl olduğunu tarif eden bir “kural cetveli” gibidir; ancak cetvelin kendisi işi yapamaz. Bu dil, bir kısayol olarak kullanışlı olsa da, sürecin ardındaki gerçek nedensellik zincirini perdeleme riski taşır.
Failin Mefule Verilmesi: Popüler veya bazen bilimsel anlatımlarda karşılaşılan “Bitkiler fotosentez yapmayı seçti” veya “Bakteriler azotu bağlamaya karar verdi” gibi ifadeler, varlıklara kasıt, irade ve şuur atfeden bir dil kullanır. Bu dil, olgunun ardındaki gerçek faili, fiilin üzerinde gerçekleştiği varlığın (mefulün) kendisine vermektedir. Bilimsel açıklamanın görevi, bir sürecin mekanizmalarını ve adımlarını tarif etmektir. Ancak bu tarif, felsefi bir nedensellik açıklaması yerine geçemez. Süreçlerin nasıl işlediğini betimlemek, o süreçleri kimin veya neyin işlettiği sorusunu cevaplamaz.

Bölüm 5: Hammadde ve Sanat Ayrımı Analizi

Biyocoğrafik döngülerde hareket eden elementler ile bu elementlerden inşa edilen yapılar arasındaki ilişki, “hammadde” ve “sanat” ayrımı üzerinden analiz edilebilir.

Su Örneği: Hammaddeyi oluşturan hidrojen, normal şartlarda yanıcı bir gazdır; oksijen ise yakıcı bir gazdır. Bu iki elementin bireysel özellikleri, onlardan belirli bir ölçü ve nizamla (H2O) inşa edilen “sanat eseri” olan su molekülünde tamamen ortadan kalkar. Yerine, hayat için vazgeçilmez olan söndürücülük, çözücülük, yüksek yüzey gerilimi, yüksek ısı kapasitesi gibi yepyeni ve üstün özellikler ortaya çıkar. Bu yeni ve hayati özelliklerin kaynağı, atomların kendisinde değil, onların belirli bir plan dahilinde bir araya getirilme biçiminde, yani onlara verilen form ve tertiptedir.
Karbon ve Azot Örneği: Cansız ve tekil olan karbon, hidrojen, oksijen ve azot atomları (hammadde), bir araya getirilerek kendilerinde zerre miktarda bulunmayan özelliklere sahip sanat eserlerini meydana getirir. Örneğin, bu atomlardan inşa edilen proteinler, “enzim” formunda karmaşık biyokimyasal reaksiyonları milyonlarca kat hızlandıran birer katalizör olur. DNA molekülü formunda ise, bir canlının bütün yapı planını taşıyan bir bilgi deposu haline gelir. Hammaddede bulunmayan “bilgi”, “katalizörlük” ve nihayetinde “hayat” gibi özellikler, bu sanat eserlerine nereden gelmiştir? Cansız bileşenlerin, kendilerinde olmayan bir planı ve fonksiyonelliği takip ederek nasıl daha karmaşık ve işlevsel bir bütünü oluşturduğu sorusu, üzerinde düşünülmeye değerdir.

Sonuç

Bu rapor boyunca sunulan bilimsel veriler, su, karbon ve azot döngülerinin, yeryüzündeki yaşamın devamı için hayati elementleri, hassas dengeler, karmaşık mekanizmalar ve birbirine bağlı süreçlerle sürekli olarak devir daim ettiren sanatlı bir sistem olduğunu göstermektedir. Bu sistem, suyun eşsiz fiziksel özelliklerinden, fotosentezin karmaşık biyokimyasına, azot fiksasyonunu mümkün kılan özel enzimlerden, farklı mikroorganizmalar arasındaki iş bölümüne kadar sayısız ince ayar ve düzen içermektedir.

Bu döngülerdeki israfsızlık, hassas ayarlar, çok katmanlı düzen ve hammaddede bulunmayan özelliklerin (suyun hayatı destekleyen özellikleri, DNA’daki bilgi, enzimlerdeki katalitik güç gibi) sanatlı eserlerde ortaya çıkması gibi olgular bir bütün olarak değerlendirildiğinde, bu muazzam sistemin kör tesadüflerin veya kendi kendine işleyen şuursuz süreçlerin bir ürünü olması aklen ve ilmen imkansız olarak görünmektedir. Sunulan bu deliller ve yapılan analizler, hakikate giden yolu aydınlatan birer işaret olarak değerlendirilebilir. Bu deliller ışığında nihai bir sonuca varmak ve bu mükemmel denge ve sanatın ardındaki nihai Fail’i kabul edip etmemek kararı, okuyucunun kendi aklına, vicdanına ve hür iradesine bırakılmıştır.

Kaynakça

Avis, C. A. (2012). The University of Victoria Earth System Climate Model. University of Victoria.

Barbault, R. (1985). Ecologie generale. Masson-Paris.

Çepel, N. (1995). Ekoloji Terimleri Sözlüğü. T.C. Çevre Bakanlığı, Çevre Kirliliğini Önleme ve Kontrolü Genel Müdürlüğü.

Cheek, D. W. (2016). Biogeochemical Cycles. In Encyclopedia of Environmental Issues, Revised Edition. Salem Press.

Güneş, A., Alpaslan, M., & İnal, A. (2004). Bitki Besleme ve Gübreleme. Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Yayınları.

Harper, D. T., Hönisch, B., Zeebe, R. E., et al. (2024). Long- and short-term coupling of sea surface temperature and atmospheric CO2 during the late Paleocene and early Eocene. Proceedings of the National Academy of Sciences, 121(38), e2315000121.

IPCC. (2021). Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press.

Kacar, B. (1984). Bitki Besleme. Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Yayınları.

Kocataş, A. (2008). Ekoloji Çevre Biyolojisi. Ege Üniversitesi Su Ürünleri Fakültesi Yayınları.

MacDougall, A. H. (2021). The effect of the permafrost carbon feedback on the zero emissions commitment. Biogeosciences, 18(16), 4937–4953.

McGuire, A. D., Lawrence, D. M., Koven, C., et al. (2018). Dependence of the evolution of carbon dynamics in the northern permafrost region on the trajectory of climate change. Proceedings of the National Academy of Sciences, 115(15), 3882-3887.

Nebel, I. B., & Wright, R. T. (1996). Environmental science. Prentice Hall.

Odum, E. P., & Barrett, G. W. (2008). Ekolojinin Temel İlkeleri. Palme Yayıncılık.

Öztürk, M., & Seçmen, Ö. (2004). Bitki Ekolojisi. Ege Üniversitesi Fen Fakültesi Yayınları.

Schlesinger, W. H. (1997). Biogeochemistry: An Analysis of Global Change. Academic Press.

Sivri, N. (2008). Akuatik Mikrobiyoloji ve Biyojeokimyasal Döngüler. In N. Başusta & K. Seyhan (Eds.), Kıyısal Ekosistem (ss. 58-69). Nobel Yayın Dağıtım.

Sünal, S., & Erşahin, S. (2012). Türkiye’de Tarımsal Kaynaklı Yeraltı Suyu Nitrat Kirliliği. Türk Bilimsel Derlemeler Dergisi, 5(2), 116-118.

TEMA Vakfı. (2024). İklim Değişikliği ve Türkiye: Politika Notu.

Tohge, T., Watanabe, M., Hoefgen, R., & Fernie, A. R. (2013). The evolution of phenylpropanoid metabolism in the green lineage. Critical reviews in biochemistry and molecular biology, 48(2), 123-152.

Waring, R. H., & Running, S. W. (1998). Forest Ecosystems: Analysis at Multiple Scales. Academic Press.

Alıntılanan çalışmalar

Biyoloji - Vikipedi, erişim tarihi Ağustos 21, 2025, https://tr.wikipedia.org/wiki/Biyoloji
Biogeochemical cycles review (article) - Khan Academy, erişim tarihi Ağustos 21, 2025, https://www.khanacademy.org/science/bmc-grade-9-science/x345505a97fc4a662:energy-flow-in-an-ecosystem/x345505a97fc4a662:bio-geo-chemical-cycle/a/hs-biogeochemical-cycles-review
Intro to biogeochemical cycles (article) | Khan Academy, erişim tarihi Ağustos 21, 2025, https://www.khanacademy.org/science/biology/ecology/biogeochemical-cycles/a/introduction-to-biogeochemical-cycles
Su Döngüsü Nedir: Dünyanın Su Dengesini Anlamak - Ethicwater, erişim tarihi Ağustos 21, 2025, https://www.ethicwater.com.tr/2024/08/03/su-dongusu-nedir-dunyanin-su-dengesini-anlamak/
Biogeochemical Cycles in Plant–Soil Systems: Significance for Agriculture, Interconnections, and Anthropogenic Disruptions - MDPI, erişim tarihi Ağustos 21, 2025, https://www.mdpi.com/2079-7737/14/4/433
Biyolojik Çeşitlilik, erişim tarihi Ağustos 21, 2025, https://cdn-tema.mncdn.com/Uploads/Cms/biyolojikcesitlilik_2014.pdf
Su Döngüsü - The Water Cycle, Turkish | U.S. Geological Survey - USGS.gov, erişim tarihi Ağustos 21, 2025, https://www.usgs.gov/media/images/su-dongusu-water-cycle-turkish
Su döngüsü - Vikipedi, erişim tarihi Ağustos 21, 2025, https://tr.wikipedia.org/wiki/Su_d%C3%B6ng%C3%BCs%C3%BC
Su Döngüsü Nedir? - İnteral, erişim tarihi Ağustos 21, 2025, https://www.interal.com.tr/su-dongusu-nedir
Su ve Döngüsü hakkında herşey - Türkiye Yaban Hayatı, erişim tarihi Ağustos 21, 2025, https://turkiyeyabanhayati.org/blog/detail/su-ve-dongusu-hakkinda-hersey
SU DÖNGÜSÜ, erişim tarihi Ağustos 21, 2025, https://blacksea-cbc.net/wp-content/uploads/2021/05/BSB142_BioLEARN_2a_Water-Cycle_Trainers-Booklet_TR.pdf
Su Döngüsü Nedir? - Blog - Paraf Danışmanlık, erişim tarihi Ağustos 21, 2025, https://parafdanismanlik.com/blog/su-dongusu-nedir/
Su Döngüsü, The water cycle, Turkish - AWS, erişim tarihi Ağustos 21, 2025, https://d9-wret.s3.us-west-2.amazonaws.com/assets/palladium/production/s3fs-public/atoms/files/water-cycle-schools-turkish.pdf
Karbon Döngüsü Nedir? Karbon Döngüsünün Aşamaları ve İşleyişi - Çimsa, erişim tarihi Ağustos 21, 2025, https://cimsa.com.tr/formulhane/surdurulebilirlik/karbon-dongusu-nedir/
Karbon Döngüsü Nedir? Karbon Döngüsünün Aşamaları - Çuhadaroğlu, erişim tarihi Ağustos 21, 2025, https://www.cuhadaroglu.com/karbon-dongusu-nedir-karbon-dongusunun-asamalari
The Carbon Cycle - NASA Earth Observatory, erişim tarihi Ağustos 21, 2025, https://earthobservatory.nasa.gov/features/CarbonCycle
Karbon Döngüsü - EBA, EBATV, Mesleki Gelişim, Eğitim Bilişim Ağı, erişim tarihi Ağustos 21, 2025, https://www.eba.gov.tr/video/izle/36349e25567e35b13f691bcacbb27817946f88d486001
Karbon döngüsü - Vikipedi, erişim tarihi Ağustos 21, 2025, https://tr.wikipedia.org/wiki/Karbon_d%C3%B6ng%C3%BCs%C3%BC
Karbon Döngüsü: Doğadaki Mucizevi Madde Döngüsü - Dilek Aşan, erişim tarihi Ağustos 21, 2025, https://www.dilekasan.com/karbon-dongusu/
Ekosistemler - Azot Döngüsü - YouTube, erişim tarihi Ağustos 21, 2025, https://www.youtube.com/watch?v=AD8BRwhBcdA
Azot döngüsü - Vikipedi, erişim tarihi Ağustos 21, 2025, https://tr.wikipedia.org/wiki/Azot_d%C3%B6ng%C3%BCs%C3%BC
Elementlerin Doğadaki Döngüsü | Karbon Döngüsü Nedir? | Su Döngüsü Nedir? | Azot Döngüsü Nedir? | TÜBİTAK Bilim Genç | TÜBİTAK Bilim Gençö, erişim tarihi Ağustos 21, 2025, https://bilimgenc.tubitak.gov.tr/makale/elementlerin-dogadaki-donusumu
The Science Behind Nitrogen Fixation, erişim tarihi Ağustos 21, 2025, https://www.numberanalytics.com/blog/science-behind-nitrogen-fixation-plant-biology
Karbon Döngüsü: Azot Döngüsü:, erişim tarihi Ağustos 21, 2025, https://ataturkmtl.meb.k12.tr/meb_iys_dosyalar/30/01/153071/dosyalar/2020_04/23132415_20-24_nisan_Madde_Donguleri_ve_HayatYn_SurdurulebilirliYi_ArasYndaki_YliYki__Karbon_Dongusu-Azot_Dongusu.pdf
Azot Döngüsü #sayfa180 - YouTube, erişim tarihi Ağustos 21, 2025, https://www.youtube.com/watch?v=0xvXbVrHlds
MADDE DÖNGÜLERİ VE HAYATIN SÜRDÜRÜLEBİLİRLİĞİ - Biyolojici, erişim tarihi Ağustos 21, 2025, http://biyolojici.net/wp-content/uploads/2020/12/Ekosistem-Ekolojisi-3.pdf
Microfossils reveal abrupt global warming of the past | University of Hawaiʻi System News, erişim tarihi Ağustos 21, 2025, https://www.hawaii.edu/news/2024/09/12/microfossils-abrupt-warming/
Chapter 5: Global Carbon and other Biogeochemical Cycles and Feedbacks | Climate Change 2021: The Physical Science Basis - IPCC, erişim tarihi Ağustos 21, 2025, https://www.ipcc.ch/report/ar6/wg1/chapter/chapter-5/
Special Report on the Ocean and Cryosphere in a Changing Climate — - IPCC, erişim tarihi Ağustos 21, 2025, https://www.ipcc.ch/srocc/
Carbon budgets - IPCC, erişim tarihi Ağustos 21, 2025, https://www.ipcc.ch/report/ar6/wg1/downloads/faqs/IPCC_AR6_WGI_FAQ_Chapter_05.pdf
Chapter 5: Global Carbon and Other Biogeochemical Cycles and Feedbacks - IPCC, erişim tarihi Ağustos 21, 2025, https://www.ipcc.ch/report/ar6/wg1/downloads/report/IPCC_AR6_WGI_Chapter05.pdf
Climate change weakens carbon sinks and further amplifies climate change, erişim tarihi Ağustos 21, 2025, https://tyndall.ac.uk/wp-content/uploads/2023/10/ScienceBrief_Review_FEEDBACK_Oct2021.pdf
Review of permafrost science in IPCC’s AR6 WG1 - Woodwell Climate, erişim tarihi Ağustos 21, 2025, https://www.woodwellclimate.org/review-of-permafrost-science-in-ipccs-ar6-wg1/
TEMA VAKFI İKLİM POLİTİKA NOTU - 2024, erişim tarihi Ağustos 21, 2025, https://cdn-tema.mncdn.com/Uploads/Cms/tema-vakfi-iklim-politika-notu–2024.pdf
GİRİŞ LİTERATÜR BİLGİLERİ Türkiye’de Tarımsal … - DergiPark, erişim tarihi Ağustos 21, 2025, https://dergipark.org.tr/tr/download/article-file/417740
Derim » Makale » KİMYASAL GÜBRELERİN ÇEVRE KİRLİLİĞİ ÜZERİNE ETKİLERİ VE ÇÖZÜM ÖNERİLERİ - DergiPark, erişim tarihi Ağustos 21, 2025, https://dergipark.org.tr/tr/pub/derim/issue/4565/62602
Kimyasal ve Organik Gübrelerin Çevre Üzerine Etkisi Berkay Cüre Effect of Chemical and Organic Fertilizers on the Environmen - DergiPark, erişim tarihi Ağustos 21, 2025, https://dergipark.org.tr/tr/download/article-file/2727667
The Biochemistry of Nitrogen Fixation - Number Analytics, erişim tarihi Ağustos 21, 2025, https://www.numberanalytics.com/blog/biochemistry-nitrogen-fixation-molecular-mechanisms