Dr. Mustafa Yücel'in DeepTrace adını taşıyan proje kapsamında beş yıl boyunca derin denizlerden elde edilen veriler, uzay araştırmalarına yön gösterecek.

Bu yazı Naviga'nın Eylül 2022 sayısında yayınlanmıştır.

Yazı: Ayşegül Bakış

ODTÜ kimya bölümü mezunu Mustafa Yücel, üniversitede yelkenle tanışınca deniz sevgisinin ağır bastığını fark etmiş ve bunu bilimle birleştirip oşinografi alanında yüksek lisans yapmaya başlamış. Avrupa Araştırma Konseyi’nden projesi DeepTrace için destek aldıktan sonra görüştüğümüz Yücel ile sohbetimiz “Denize çıktığım an orada olmak istediğimi anladım” diye başlayıp uzayın derinliklerine ulaştı. 

Oşinografi alanında nerede eğitim gördünüz?

Amerika’dan kabul aldım; yüksek lisans ile doktorayı Amerika’da yaptım ve oşinografi alanına girdim. Asıl alt alanım kimyasal oşinografi. Amerika’dan sonra Fransa ve Almanya’da doktora sonrası araştırma yaptım. Yaklaşık 10 yıllık bir yurt dışı eğitim tecrübesi, deneyim kazanımı ve çalışmanın ardından ODTÜ’nün Mersin’deki Deniz Bilimleri Enstitüsü’ne geri döndüm. 

 

Enstitüde hangi alanda çalışmalar yürütüyorsunuz?

Konu daha çok oşinografinin kimya kısmı ama denizi de çok ayıramıyorsunuz, çok iç içe. Oradaki kimyasal ya da jeokimyasal dediğimiz döngüler, elementlerin birbiriyle birleşmesi, ayrılması ya da denizdeki yaşamı kullanması gibi bütün bu kimyasal reaksiyonun aslında bir besin ağına sebebiyet vermesi söz konusu. Benim esas konum aslında derin deniz araştırmaları, denizin karanlık olduğu, yani ışığın geçmediği yerler. Denizlerde tamamen kimyasal reaksiyonlar tarafından beslenen yerler var. 

Son yıllarda birçok başka konuda da çalışıyoruz. Özellikle oksijenini kaybeden denizlerimiz söz konusu; Marmara Denizi ve Karadeniz gibi. Oksijen kaybı gibi problemlerde derin denizden aşağısına bakıyoruz. Aslında bizim gezegenimizin iç uzayı, keşfedilmeyi bekliyor. Heyecan verici bir yer, bir yandan da bizim yıllar sonra müsilaj gibi gördüğümüz sorunun kaynağı aslında orada başlıyor. 

Dalış da yapıyor musunuz? 

Scuba dalışı hiç yapmadım. Fransız ve Amerikan denizaltılarında beş kere görev aldım. Pasifik Okyanusu’nda 2.500 metreye kadar indim. 2023 ya da 2024’ün ilk aylarında Amerikan denizaltısıyla yine bir seferimiz olacak. Buna pek dalış denemez, daha çok kapsülün içinde yolculuk gibi bir şey. 

 

DeepTrace projesini ve okyanus dünya kavramını anlatabilir misiniz?

Oşinografi dediğimiz deniz biliminin konusu sadece dünyadaki okyanuslar ya da denizlerle sınırlı olmamaya başladı. Çünkü özellikle son on yılda, NASA’nın uzay araçları, Satürn ve Jüpiter sistemini araştıran araçlar, kilometrelerce derinlikte buzla kaplı tuzlu su denizleri olan uydular keşfetti. Jüpiter’in bir uydusunda okyanus olduğu kesin, Satürn’ün de birçok uydusunda bu tip buzaltı okyanusları olduğunu düşünüyorlar. Ensaladus adını taşıyan özellikle öne çıkıyor. Dünyanın nasıl bir çekirdeği varsa içeri doğru gittikçe ısınıyorsa, bu uyduların da bir çekirdekleri var, hâlâ sıcak ve volkanizma söz konusu. Dolayısıyla aslında bir ısı girişi var. Aksi halde bu okyanuslar zaten sıvı halde kalamazdı. Sadece en üst kabukları donmuş durumda. Dolayısıyla tuzlu su okyanuslarının şu an güneş sisteminde olduğunu biliyoruz. Biz okyanus bilimcilerin işi, sadece dünyadaki okyanusları değil, oradaki okyanusları da çalışmak gibi bir yöne doğru evriliyor. Ben de bundan yola çıkarak DeepTrace projesini geliştirdim. Avrupa Araştırma Konseyi öncü ve çığır açabilecek, riskli fikirleri destekler. Onlar da bu projeye destek oldular.

Asıl büyük soru bu okyanusların içinde hayat var mı? Biliyorsunuz Mars’a on yıllardır gidiliyor, müthiş yatırımlar yapıldı. Ama 70’lerdeki Mars misyonunda, uzaylılar filan bulmak hayal edildi. Günümüzde oradaki araştırma eski bir deniz basenine indi. Göl ya da deniz olduğu düşünülüyor. Okyanus dünyalar dediğimiz Jüpiter ve Satürn’ün okyanus içindeki uydularında ise belki balık var (abartıyorum ama), belki eski bir yaşamın bulgusunu değil yaşamın kendisini direkt olarak gözlemleme şansımız mevcut. 

Benim bu projede yapmak istediğim şey, bu uydulara yeni görevler vermek. Önümüzdeki yıl Europa Clipper, 2025’te de Avrupa Uzay Ajansı’nın Jupiter Icy Moons Explorer’ı (JUICE) uçacak. Hatta 2030’larda gönderilecek şeyler de şu an hazırlanmaya başlandı. Onlar gidecek, veri toplayacak. Bu okyanus dünyalarının dışarıya verebileceği bazı izler söz konusu. Volkanizmalı olduğu için buz kabuk içerisinden zaman zaman okyanus dışarı püskürtülüyor. İşte uydular bu püskürtülen verileri inceleyecek. Bu veriler gelene kadar kendi dünyamızda benzer, karanlık, yüksek basınç altındaki okyanuslarda bulunan habitatları incelememiz gerekiyor. Yaşanılabilir olduğuna dair nasıl izler var, kimyasal izleri nasıl üretiyorlar, benim projem biraz bunu anlamaya yönelik. Europa’nın okyanusunda muhtemelen oksijensiz tuzlu bir deniz bulunuyor. Çok derin ve karanlık, yüksek basınç altında, tabanında da derin deniz volkanları var. Çeşitli yerlerden toplayacağımız veriler ile oradaki okyanusun biraz teorik olarak modelini kurmaya başlayacağız. Dünyadaki benzer habitatlardan elde ettiğimiz sonuçlarla uzayda yeni bulduğumuz bu derin okyanusların yaşanabilirliğine dair kimyasal izleri araştıracağız.

 

Bu projedeki çalışmalar hangi denizlerde yapılacak? 

Beş-altı tane örnek pilot olarak seçtiğimiz araştırma alanımız var. Bunların en önemlisi Karadeniz. Proje şöyle bir varsayımla ilerliyor; biz uzay ya da güneş sisteminde yeni bir okyanus bulduğumuzda muhtemelen oksijen olmayacak. Hayat bulduğumuzu varsayarsak, ilkel bir form olacağını düşünüyoruz. Bu nedenle benim araştırma alanı olarak seçtiğim yerler, Karadeniz gibi doğal hali oksijensiz olan denizler. 

Karadeniz, jeolojik olarak dünyanın en eski okyanuslarından hem de uzaydaki okyanuslara benziyor. Marmara Denizi’nin derin yerleri de şu anki oksijensizleşme nedeniyle maalesef bu proje için uygun hale geldi. Onun dışında Atlantik’te, Pasifik’te derin deniz volkanik alanları var. Buralara birkaç ülke, ortak dalışlar ile iniş planlıyoruz. Sığ sularda volkanik, jeotermal girişler olan ve scuba dalışları ulaşabileceğimiz yerler mevcut. İtalya’da oradaki arkadaşımla bildiğimiz bir yeri seçtik, Türkiye’nin Güney Ege kıyılarında benzer bir nokta bulma çabam olacak. Böyle beş-altı tane araştırma alanından elde edilenlerle uzaydaki okyanuslarda nasıl bir kimyasal döngü seti olabilir, bunu öngörmeye çalışacağız. 

 

Türkiye denizlerinde bu araştırmaları yapabilecek teknik altyapı, ekipman var mı elinizde? 

Türkiye’de bu tip bir araştırma için kullanılabilecek denizaltımız yok, dünyada da çok az zaten. Ancak Amerika’da ve Fransa’da araştırma için kullanılan ekipmana erişme şansımız var. Denizin tabanında 2.000-3.000 metrede belirli bir noktaya inecek teknolojimiz yok ama deniz sistemini bütüncül olarak çalışabilecek, su örnekleri, dipten sediman örnekleri ya da biyolojik örnekler gibi şeyleri elde edecek araştırma gemilerimiz bulunuyor. ODTÜ’de bilim gemimiz var, biraz yaşı geçkin de olsa en azından içi yüksek teknolojiye 

sahip. Zaten Karadeniz ve Marmara araştırmalarını onunla yürüteceğiz. 

Karadeniz’e kendi gemimizle çıkacağız ama Atlantik ve Pasifik Okyanusu’ndaki sahalara diğer ülkelerin denizaltıları ile ulaşacağız. 

 

“Derin denizleri anlayabilmemiz gerekiyor ki güneş sisteminin yeni okyanuslarını anlayalım” diyorsunuz. Denizleri anlamak, uzayı anlamak demek mi sizce?

Dünyamızda hayatın başlangıcına derin denizin ev sahipliği yaptığı artık çok güçlü bir biçimde düşünülüyor. Şu an yapılan evrimsel, moleküler biyolojik araştırmalar derin denizde karanlık yüksek basınç altında bir orijine işaret ediyor. Buradan yola çıkarak, başka güneş ve yıldız sistemlerindeki gezegenlerin içerisinde de bir hayat arıyorsak, en çok bakmamız gereken böyle bir okyanusun olup olmadığı. Derinde, karanlık, hayatın evrimine yol açabilecek bir habitat var mı? Bunu araştıracağız.

Uzaydaki yani güneş sistemindeki uydunun içindeki okyanusun derinine inmek şu an mümkün değil. Satürn’ün birçok halkası var, bir halka Ensaladus uydusunun içindeki okyanusun püskürtüsü. Bunu analiz ederek içindeki okyanusa dair neler öğrenebileceğimize bakacağız.

Öte gezegen araştırmaları da çok önem kazandı. James Webb Uzay Teleskobu’nun bir görevi de öte gezegen bulmak. Bulduktan sonra da okyanusları olup olmadığı analiz edilecek. Bütün bunları yapmadan önce kendi gezegenimizin denizlerini öğrenmemiz gerekiyor. Şu büyük bir klişedir; Mars’ın okyanus tabanının çok yüksek çözünürlüklü haritası var elimizde ama kendi okyanuslarımızın en derin yerlerine dair elimizdeki veriler çok sınırlı. Batimetreden bahsediyorum, yani derinlik ya da dip yapısı. Oradaki biyoçeşitlilik ve habitatlar hakkında bilgilerimiz epey sınırlı. 

İlk derin deniz çalışmasını yapan Alvin denizaltısı, 1960’larda daha çok askeri görevler için kullanılıyordu. Derin deniz tabanı volkanlarının keşfi ise 1979 yılında oldu. Aya 1969’da ayak basıldığını düşünürsek derin denizlerimizin çok geç keşfedilmeye başlandığını söyleyebiliriz. 

Herkes şu an yenilenebilir enerjiye geçmek istiyor. Bu dönüşüm için gereken miktarda elementlerin bulunacağı yer bile derin deniz gibi görünüyor şu an. Derin denizin ilerleyen on yıllarda ülkeler arası paylaşımı, parsellenmesi, madenlerin çıkarılması bakımından da önem kazanacağı bir gerçek. 

 

Müsilajla ilgili Marmara’nın dijital bir kopyasının oluşturulup, kirlilik düzeyinin ölçülmesiyle ilgili de bir çalışmanız var. Bu çalışma ne durumda?

Son hızla devam ediyor. Özellikle biz üniversite olarak son bir, bir buçuk yıl Marmara çalışmalarına çok öncelik verdik. Önerilerimizi sunacağımız bilgi birikimimiz, yürüyen de projelerimiz vardı zaten ama müsilaj problemi gelince birçok çalışma hızlandı. Müsilajın yoğun olarak görüldüğü 2021 Nisan ayından beri, bilim gemimiz ile Marmara Denizi’ne sekiz ayrı tur yaptık. Bu çalışma yüzü aşkın ölçüm noktası içeriyor, cihazlar koyuyoruz, kapsamlı veri analizlerimiz sürüyor. Müsilajla ilgili birçok öneri ortaya çıktı ama sorunun asıl çözümü karalardan gelen kirliliğin mümkün olduğunca azalması. Şehirler atık sularını daha iyi arıtacak, sanayi baskısı azalacak, tarımsal uygulamalarda gübre kullanımı azalacak gibi zor ve büyük yatırımlar gereken bir durum var ortada. Marmara Dijital İkizi diye çok karmaşık matematiksel bir modelleme çalışmamız bulunuyor. Marmara’nın, akıntılarla beraber yüzeyini, 1.240 metre derinlikleri üç boyutlu incelemeye dayanıyor. Marmara Dijital İkizi, üç boyutlu olarak oradaki derin deniz süreçlerini, habitatları, su kolonunu, virüslerden balığa kadar tüm ekosistemi içerecek. 

2023’te ilk versiyonu hazır olacak. Sadece bilimsel bir çalışmadan ziyade, Marmara ne zaman iyileşmeye başlayacak, müsilaj riski ne zaman azalacak gibi soruları senaryo olarak, karar vericilerin çalıştırabileceği, sonuçlarını görebileceği, farklı şeyleri test edebileceği, günün sonunda da iş bölümünün bilimsel tabanlı yapılabileceği bir araç sunmuş olacağız. Dijital ikize başlamak için epey bir veri gerekiyor, şu an son bir buçuk yıldır yapılan seferler ile kritik bir veri seviyesine ulaştık. Marmara Denizi’nde kolay bir çözüm yok, bilimsel tabanlı uygulamalarla bu şekilde devam etmemiz gerekiyor.