Bu çalışma, Kadir Has Üniversitesi nde 2012-İK-02 nolu araştırma projesi olarak yürütülmüştür.

1

Bu çalışma, Kadir Has Üniversitesi nde 2012-İK-02 nolu araştırma projesi olarak yürütülmüştür. ISBN NO: 978-605-64066-0-7 Editör: Volkan Ş. Ediger Yazarlar: Attila Çiner, Mehmet Akif Sarıkaya, Volkan Ş. Ediger, İzzet Arı, U. Serkan Ata, Aslı Özçelik Redaksiyon: Pınar Özdemir, Deniz Kozat, Çağrı Yıldırım Fotoğraf ve Şekiller: Alıntılar metin içinde yapılmıştır. Grafik: Fakülte İstanbul Baskı ve Cilt: A4 Ofset Matbaacılık San. ve Tic. Ltd. Şti. / Sertifika No: 12168 Bu kitabın aşağıdaki şekilde atfedilmesi önerilmektedir: Volkan Ş. Ediger, editör, 2013. Türkiye de İklim Değişikliği ve Sürdürülebilir Enerji, İstanbul, ENİVA-Enerji ve İklim Değişikliği Vakfı, 145 s.

ENİVA Enerji ve İklim Değişikliği Vakfı

Tarihçe ENİVA (Enerji ve İklim Değişikliği Vakfı), enerji kaynaklarının aranması, üretimi, nakli ve tüketimi süreçlerinde verimliliğin artırılması, çevrenin korunması ve iklim değişikliğinin önlenmesine yönelik araştırma-geliştirme, bilgilendirme ve kamuoyu oluşturma faaliyetlerini yürütmek ve bu faaliyetlerin sonuçlarını hayata geçirmek amacıyla, Prof. Dr. Volkan Ş. Ediger, Av. Murat Yazıcı, Sn. Rıfat Sinan Erer, Dr. Rıza Kadılar, Sn. Orhan Duran, Sn. Haluk Aydemir ve Sn. Seyfettin Türkekul tarafından 27 Nisan 2010 tarihinde Ankara da kurulmuştur. Faaliyetler Enerji kaynaklarından, kömür, petrol ve doğalgaz gibi geleneksel fosil yakıtlar ile asfaltit, petrol ve gaz şeyili ve petrol kumtaşı gibi geleneksel olmayan fosil yakıtların; biyokütle, hidrolik, jeotermal, hidrojen, rüzgâr, güneş, dalga, akıntı ve benzerlerinden oluşan yenilenebilir enerji kaynaklarının ve bu kaynaklardan ikincil olarak elde edilen elektrik enerjisinin aranması, rezerv ve potansiyellerinin belirlenmesi, geliştirilmesi, üretilmesi, işlenmesi, rafinajı, çevrimi, kara, hava, deniz yolları ve boru hatlarıyla taşınması, iletim ve dağıtım şebekeleriyle nakledilmesi, pazarlanması ve tüketimini kapsayan her türlü enerji faaliyeti ile bu faaliyetlerde verimliliği artırıcı, çevreyi koruyucu ve iklim değişikliğini önleyici tedbirlerin alınması konularında Ar-Ge projelerini yürütmek ve sonuçlarının hayata geçirilmesini sağlamak. Mütevelli Heyeti Prof. Dr. Volkan Ş. Ediger, Kadir Has Üniversitesi Nusret Cömert, Shell Enerji A.Ş. Av. Murat Yazıcı, Yazıcı Hukuk Bürosu Rıfat Sinan Erer, Palet İnşaat ve Ticaret A.Ş. Dr. Rıza Kadılar, Natixis Pramex International Orhan Duran, Genel Enerji A.Ş. Seyfettin Türkekul, Soyak Enerji Yatırım A.Ş. Yeşim Meltem Şişli, Soyak Enerji Yatırım A.Ş. Haluk Aydemir, Opalit Ticaret ve Sanayi Ltd. Şti. Yönetim Kurulu Prof. Dr. Volkan Ş. Ediger, Başkan Nusret Cömert, Başkan Yardımcısı Av. Murat Yazıcı, Sayman Dr. Rıza Kadılar, Üye Yrd. Doç. Dr. Gökhan Kirkil, Üye 5

İÇİNDEKİLER

Önsöz Volkan Ş. Ediger Bölüm I Buzullar ve İklim Değişikliği: Geçmiş, Günümüz ve Gelecek Glaciers and Climate Change: Past, Present and Future Attila Çiner ve Mehmet Akif Sarıkaya Bölüm II İklim Değişikliğinin Türkiye deki Etkileri: Bilimsel Veriler Effects of Climate Change in Turkey: Scientific Evidences Volkan Ş. Ediger Bölüm III Enerji Kaynaklı Emisyonların Tarihsel Gelişimi ve Ekonomisi Historical Development and Economics of Emissions from Energy İzzet Arı Bölüm IV Sürdürülebilir Enerjinin Finansmanı Sustainable Energy Finance U. Serkan Ata Bölüm V Türkiye İçin Karbon Piyasası Modeli Önerisi A Carbon Market Model Proposal for Turkey Aslı Özçelik Bölüm VI Özgeçmişler 9 19 61 81 99 121 141 7

Önsöz Volkan Ş. Ediger 1 1 Prof. Dr., Kadir Has Üniversitesi, Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölüm Başkanı, Strateji Geliştirme ve Araştırma Koordinatörü. ENİVA-Enerji ve İklim Değişikliği Vakfı Kurucu Başkanı. volkanediger@gmail.com, volkan.ediger@khas.edu.tr 9

Küresel iklim değişikliği konusunda günümüze kadar gerçekleştirilmiş en başarılı uluslararası girişim olan Kyoto Protokolü, BMİDÇS (Birleşmiş Milletler İklim Değişikliği Çerçeve Sözleşmesi) kapsamında görüşüldükten sonra 11.12.1997 tarihinde imzalanmış, daha sonra 55 ülkenin onaylamasıyla 16.02.2005 te yürürlüğe girmiştir. İlk defa karbondioksit salımına sınırlama getirerek salım azaltımını sağlayabilmek için çeşitli piyasa mekanizmaları uygulaması getiren bu protokolü günümüzde 191 ülke imzalamış ve parlamentolarında onaylayarak yürürlüğe koymuştur. Fakat bu ülkelerden sadece 37 tanesi sera gazı emisyon azaltma yükümlülüğü almış olup, 2008-2012 döneminde sera gazı emisyonlarını 1990 düzeyine göre toplam olarak %5,2 oranında azaltmayı kabul etmişlerdir. Günümüzde gelinen noktada ise, Ek-1 (Annex I) adı verilen bu sanayileşmiş ülkeler bu dönemde sadece %4,2 lik bir azaltım sağlayabilmişlerdir. Kyoto Protokolü ne göre 2008-2012 protokolün ilk yükümlülük dönemi olup, ikincisi ise 2013-2020 arasında gerçekleşecektir. Fakat, 2012 de ikinci yükümlülük dönemi için protokolde değişiklik yapılmasına rağmen, bu değişiklik ülkelerce onaylanmadığı için henüz yürürlüğe girmemiştir. Üstelik, birinci dönemde yükümlülük altına girmiş bulunan 37 ülkeden Japonya, Yeni Zelanda ve Rusya ikinci dönemde yükümlülük almayacaklarını, Belarus, Kazakistan ve Ukrayna da protokolden çekilebileceklerini ya da ikinci dönemi ülkelerinde yürürlüğe koymayacaklarını açıklamışlardır. Gelişmiş ülkelerden ikinci dönem hedefleri bulunmayan iki ülke ise Kanada ve ABD dir. Bunlardan Kanada, Kyoto Protokolü nden resmen çekilen ilk ülke olmuştur. 13.12.2011 tarihinde Kanada nın Kyoto Protokolü nden 2012 den itibaren çekileceği konusunda bir açıklama yapan Kanada Çevre Bakanı Peter Kent, ülkenin bu kararıyla 7 milyar dolarlık tasarruf sağlayacağını öne sürmüştür. ABD ise protokolü hiçbir zaman onaylamamıştır. Başkan Bill Clinton 1998 deki State of the Union adlı halka seslenişinde, en büyük çevresel sorunun dünya çapındaki küresel iklim değişikliği sorunu olduğunu vurgulayarak protokolü imzalamasına rağmen, ABD Kongresi ekonomik gerekçelerle buna şiddetle karşı çıktığından Clinton tasarıyı hiçbir zaman onay için Senatoya gönderememiştir. Daha sonra göreve gelen Başkan George W. Bush da, ekonomilerini olumsuz yönde etkileyeceği ve işsizliği artıracağı gerekçesiyle, ABD yi protokolden tamamen çekmiştir. Bütün bu olumsuz gelişmelere rağmen, uluslararası topluluğun özellikle AB nin liderliğinde yoluna devam etmesi ilginç bir gelişme olmuştur. ABD gibi dönemin başat gücü konumundaki güçlü bir ülkenin hilafına uluslararası girişimlerde bulunulması hiç de alışılmış bir gelişme olmamış ve protokol ABD siz de yürürlüğe sokularak görüşmeler sürdürülmüştür. Kyoto Protokolü nün sona erdiği bu günlerde gelinen noktanın başarılı olup olmadığı ve iklim değişikliği konusunun geleceğinin ne olacağı geniş kesimlerce tartışılmaktadır. Birinci dönemde 37 ülke tarafından üstlenilen %5,2 lik hedefin %4,2 de kalmasının yanı sıra, salımların 1997 den beri %35 oranında artmış olması 16 yıldır gösterilen gayretlerin sonucu açısından oldukça düşündürücüdür. Söz konusu emisyon artışının nedeninin başta 10

Çin ve Hindistan olmak üzere gelişmekte olan ülkelerin enerji tüketimindeki hızlı artış olması da üzerinde hassasiyetle düşünülmesi gereken önemli bir konudur. Çin, 20. yüzyılın başından beri dünyanın en büyük enerji tüketicisi konumunu koruyan ABD yi Batı dünyasını derinden etkileyen 2008 krizinin hemen ardından tahtından ederek dünyanın en büyük enerji tüketicisi durumuna gelmiş ve sadece enerji tüketiminde değil aynı zamanda büyük oranda kömür kullanımından kaynaklanan- sera gazı salımında da bir numaralı ülke olmuştur. Benzer şekilde Hindistan da sıralamada üçüncü konuma gelmiş, ABD ise her iki kategoride de ikinciliğe itilmiştir. Kyoto Protokolü nün yürürlükten kalktığı 2012 sonrasında ciddi bir karmaşa başlamıştır. 28 Kasım-12 Aralık 2011 tarihleri arasında Durban da gerçekleşen 17. İklim Değişikliği Taraflar Konferansı nda, AB temsilcileri Kyoto Protokolü nü 2017 ye kadar uzatma isteklerini resmen açıklamışlarsa da, diğer ülkelerden yeterli karşılığı bulamamışlardır. Avrupa Birliği, bir yanda büyük bir kararlılıkla önceki tavrını sürdürürken, diğer yanda uluslararası alanda liderlik yapabilecek siyasi ve ekonomik gücünü büyük ölçüde yitirmiş görünmektedir. İklim değişikliği konusunun bir anlamda sahipsiz kaldığı düşünülebilir. Bu kitap işte böyle bir ortamda hazırlanarak Türk kamuoyuna sunulmuştur. İklim değişikliği konusundaki gayretlerin beyhude olduğu, bu tür çalışmaların artık anlamsız ya da gereksiz olduğunu düşünenler olabilir. Hatta, sayıları azınsanmayacak düzeyde olan bir takım görüşler gibi, iklim değişikliği ülke olarak bizim sorunumuz değil, biz kirletmedik ki temizlemeye çalışalım ya da asıl sorumlu olanlar vebalini ödesin, biz zaten dünyanın en az salımlarından birini yapıyoruz tezleri savunulabilir. Gerçekten de, Çin ve ABD atmosferdeki sera gazı salımının aşağı yukarı eşit olarak yaklaşık %40 ından sorumlu iken, Türkiye nin salımı %1 in bile altındadır. Çeşitli kişi ve kuruluşlarca sıkça dile getirilen diğer bir husus da, Türkiye nin önündeki en büyük sorunun enerji tüketerek havayı kirletmekten ziyade tüketecek enerji bulmak olduğudur. 2011 de 32,2 milyon tep (tonpetrol-eşdeğeri) yerli üretime karşılık 90,2 mtep lik enerji ithal edilmiş ve dolayısıyla 114,4 mtep olan birincil enerji arzının % 78,9 u ithalatla karşılanmıştır. Enerji ithalatına ödenen meblağ da 60 milyar doları aşmış bulunmaktadır. Cari açığın enerji ithalatından kaynaklanıp kaynaklanmadığı konusu tartışıla dursun, dış ticaret açığının %70 i enerji ithalatından oluşmaya başlamıştır. Bu kadar büyük orandaki ithal enerjiye bağımlılığın sürdürülebilir bir kalkınmayı imkansızlaştırmasa da çok zorlaştırdığı ortadadır. Türkiye bütün bu gerekçeleri açık veya kapalı bir şekilde düşünerek ya da hissederek ama daha çok OECD ülkesi olmasından dolayı Ek-1 listesine dahil edilmesini gerekçe göstererek, Kyoto Protokolü nü onaylamayan ABD den sonra ikinci ülke olma sıfatını yıllardır korumayı başarmıştır. 2001 yılında Marakeş te gerçekleştirilen 7. Taraflar Konferansı nda (7 th Conference of Parties) Ek-1 listesinden çıkarılmasından üç yıl sonra ancak 24.05.2004 tarihinde BMİDÇS ye taraf olmuştur. 17.02.2009 tarihinde de 5836 sayılı kanunla Kyoto Protokolü nü mecliste onaylamıştır. Onayın Birleşmiş Milletler Genel Sekreterliği ne sunulmasının ardından da 26.08.2009 tarihinde protokole resmen taraf olunmuştur. 11

Kyoto Protokolü ne bu kadar geç taraf olunmasına rağmen ülke olarak iklim değişikliği konusunda bazı önemli adımlar atılmıştır. 2004 te Çevre ve Orman Bakanlığı nın koordinasyonunda İklim Değişikliği Koordinasyon Kurulu nun kurulmasının ardından, BM ye iklim değişikliği konusunda ilk ulusal bildirim 2005 te yapılmış ve ilk Gönüllü Karbon Piyasası projesi gerçekleştirilmiştir. Bir çok benzer girişimden sonra 2010-2020 dönemini kapsayan Ulusal İklim Değişikliği Stratejisi de Mayıs 2010 da tamamlanmıştır. Yapılanlar eksik bulunabilir ama enerjide ithalata bağımlılığı azaltmanın en önemli yollarından biri olan enerjinin etkin ve verimli kullanılması konusunda bazı adımlar atıldığını inkar etmek mümkün değildir. En azından 21. yüzyılda sürdürülebilir bir kalkınma için gerekli olan enerji yoğunluğunun düşürülerek enerjinin daha verimli ve temiz tüketilmesi teşvik edilmektedir. Dolayısıyla, bu konuda yapılanları küresel iklim değişikliği çerçevesi yerine en azından Türkiye özelinde sürdürülebilir enerji gelişimine doğru atılan adımlar olarak değerlendirmek daha doğru olacaktır. Bu çalışma, esas itibarıyla, bu görüşlerin paralelinde hazırlanmış ve özel olarak Türkiye ye özgü verilerin sergilenmesi amaçlanmıştır. Böylece, uluslararası alanda birçok çalışma varken sadece Türkiye ye özgü bir çalışma ilk defa gerçekleştirilmektedir. Bunun için de, kurucu başkanlığını üstlendiğim Enerji ve İklim Değişikliği Vakfı nın (ENİVA) seçilmesi tesadüf değildir. 27.04.2010 tarihinde bir grup arkadaşla birlikte kurduğumuz vakıf, esas itibarıyla Enerji kaynaklarından, kömür, petrol ve doğalgaz gibi geleneksel fosil yakıtlar ile asfaltit, petrol ve gaz şeyili ve petrol kumtaşı gibi geleneksel olmayan fosil yakıtların; biyokütle, hidrolik, jeotermal, hidrojen, rüzgâr, güneş, dalga, akıntı ve benzerlerinden oluşan yenilenebilir enerji kaynaklarının ve bu kaynaklardan ikincil olarak elde edilen elektrik enerjisinin aranması, rezerv ve potansiyellerinin belirlenmesi, geliştirilmesi, üretilmesi, işlenmesi, rafinajı, çevrimi, kara, hava, deniz yolları ve boru hatlarıyla taşınması, iletim ve dağıtım şebekeleriyle nakledilmesi, pazarlanması ve tüketimini kapsayan her türlü enerji faaliyeti ile bu faaliyetlerde verimliliği artırıcı, çevreyi koruyucu ve iklim değişikliğini önleyici tedbirlerin alınması konularında Ar-Ge projelerini yürütmek ve sonuçlarının hayata geçirilmesini sağlamak amacıyla faaliyette bulunmaktadır. Bu çalışmayı gerçekleştirmemize izin veren ENİVA Yönetim Kurulu na ve desteklerini eksik etmeyen Mütevelli Heyeti ne vakfın kurucu başkanı, kitabın editörü ve yazarlarından biri olarak şükranlarımı sunarım. Ayrıca, konuyla ilgili 2012-İK-02 nolu araştırma projesinin oluşturularak, çalışmaların yürütülmesine olanak sağlayan Kadir Has Üniversitesi nin Rektörü Prof. Dr. Mustafa Aydın ve diğer ilgili personeline de teşekkür ederim. Bu değerli çalışmayı yoğun işlerinin arasında gerçekleştirerek, ülkemizin önemli bir açığının kapanması için yoğun emek harcayan, her biri konularında değerli bir uzman olan yazarlara ve editörlük görevim sırasında her konudaki en büyük destekçilerim olan Kadir Has Üniversitesi Strateji Geliştirme ve Araştırma Koordinatörlüğü personelinden Pınar Özdemir ve Deniz Kozat ile Misafir Araştırmacı Çağrı Yıldırım da her türlü övgüye layıktır. Türkiye de İklim Değişikliği ve Sürdürülebilir Enerji başlığını taşıyan bu kitap, esas olarak 12

ülkemizdeki iklim değişikliğini konu edinmektedir. Ian Morris in, tarihin trendlerini inceleyerek geleceğe ışık tuttuğu Why the West Rules~For Now başlıklı kitabında ayrıntılı bir şekilde izah ettiği gibi, insanoğlunun emekleme döneminden modern birey oluşuna doğru gelişiminde iklim değişikliği çok önemli roller üstlenmiştir. 2 Jeologların, 1830 lu yıllarda, Avrupa ve Kuzey Amerika da görülen millerce uzunluktaki sedimanter oluşumların buzulların çekilmesiyle oluştuğunu bulmaları üzerine ortaya çıkan buzul çağı (ice age) kavramı, iklim değişikliği ve bu değişikliğin insanlık üzerindeki etkileri konusunu daha iyi anlamamızı sağlamaktadır. Morris e göre, Sırplı matematikçi Milankoviç ten öğrendiğimiz kadarıyla, diğer gezegenlerin çekim güçleri nedeniyle dünyanın yörüngesi tam daire şeklinde olmayıp, her 100.000 yılda bir devresel olarak daireselden elipsele doğru değişmektedir; yörünge 100.000 yıl önce bugünkü gibi neredeyse daireseldi. Benzer şekilde dünyanın ekseninin açısı her 22.000 yılda, dünyanın eksen etrafındaki dönüş rotası da her 41.000 yılda bir değişmektedir. 100.000 yıllık Milakoviç döngüleri yüzünden dünyanın güneşten aldığı ortalama solar radyasyonun miktarı ve dağılımı değişmektedir. Yerküre, yörüngenin eliptik olduğu durumlarda normalden daha çok radyasyon alıp yeryüzünde düzensiz dağılırken, yörüngenin dairesel olduğu dönemlerdeki radyasyon daha az olup daha düzenli dağılmaktadır. Bu değişimlere iki önemli jeolojik trend eklenenince ortaya ciddi sonuçlar çıkmaktadır. Birincisi, son 50 milyon yılda plaka hareketleri nedeniyle karaların çoğu ekvatorun kuzeyinde toplanmış ve böylece kuzey yarımkürede karaların, güney yarımkürede de denizlerin hakimiyeti artmıştır. Bu durum solar radyasyonun mevsimsel değişiminin etkilerini daha da artırmaktadır. İkincisi de, aynı dönemde volkanik faaliyetlerde görülen azalmalar nedeniyle atmosferdeki CO 2 miktarında kaydadeğer düşüşler görülmüş olup, bu da yerkürenin soğumasını sağlamıştır. Jeolojik zamanın çoğunda, kış aylarında kutuplarda kar yağışıyla buzullar oluşmakta fakat yaz aylarındaki ısı onların hepsini eritecek yükseklikte olmaktadır. 14 milyon yıl önce, güney kutupta yerküre o kadar soğumuştur ki kutuplardaki buzulları yaz güneşi eritemez hale gelmiştir. Daha çok kara olan kuzey kutupta ise, buzullar daha kolay eriyordu ama burada da kış 2,75 milyon yıl önceki iklim buzulların yıl boyunca erimeden kalmasını sağlayacak kadar soğuk geçmişti. Bütün bu değişimlerin sonuçları insanlık için müthiş oldu. Milankoviç döngüleri yeryüzüne daha az solar radyasyon gelmesine ve dengeli dağılmasına neden olunca kuzey kutuptaki buzullar güneye, Avrupa nın kuzeylerine, Asya ya ve Amerika ya doğru ilerlemeye başladı. Dünya artık, sayıları 40-50 yi bulan buzul çağlarına girmişti. Bunlardan, 190.000-90.000 yıl öncesinde görülen iki tanesinin insan evrimi için önemli büyüktü. Oldukça zor şartların oluştuğu bu dönemlerde insansı canlılar yaşamlarını sürdürebilmek için mutasyona tabii kalarak, beyinlerini geliştirmek zorunda kaldılar. Proto-insanların çoğunun yok olması yüzünden az sayıda kalıntı bulabildiğimiz bu dönemde, bazılarına göre 100.000 yıl önce sadece 20.000 civarında Homo sapiens sağ kalmayı başarabilmişti. Fakat Homo sapiens in bu kötü talihi 70.000 yıl önce değişti ve Afrika nın doğusu ve güneyinde 2 Ian Morris, 2010. Why the West Rules~For Now. Profile Books, Londra, s. 64-66. 13

daha sıcak ve yağışlı bir iklim hakim olmaya başladı. Artık avcılık ve toplayıcılık çok kolaydı ve bu sayede birkaç bin yılda ciddi gelişmeler sağlandı. İlk tarım toplumuna da yaklaşık 10.000 yıl önce, Güneydoğu Anadolu nun da içinde olduğu ve Bereketli Hilal (Fertile Crescent) adı verilen bölgede geçildi. Görüldüğü gibi iklim değişiklikleri, özellikle de buzul çağları insanoğlunun ilk günlerinden beri yaşamsal etkilere sahiptir. Bunun için önce genel olarak iklim değişikliği konsepti ile özel olarak jeolojik çağlar boyunca görülen iklim değişiklikleri ele alınmış, Türkiye deki iklimin geçmişi, bugünü ve geleceği değerlendirilmiştir. Günümüzde Türkiye de gözlenen iklim değişiklikleri ile geleceğe muhtemel uzantılarıyla birlikte değişimlerin etkileri de bilimsel veriler ışığında kitabın başlarında verilmiştir. Daha sonra iklim değişikliklerine neden olan sera gazı salımlarının tarihsel gelişimleri enerji tüketimi çerçevesinde incelenerek gelecek trendler hakkında yorumlar yapılmıştır. En sonunda da sera gazı salımlarını azaltacak enerji projelerin finansmanı ile karbon ticareti ayrıntılı biçimde ele alınmıştır. Her bölümün sonunda da sonuç ve önerilere yer verilmiştir. Birinci bölümde Prof. Dr. Atilla Çiner ve Doç. Dr. Mehmet Akif Sarıkaya, Buzullar ve İklim Değişikliği: Geçmiş, Günümüz ve Gelecek konulu çalışmasıyla, jeolojik tarihçe boyunca yerkürenin geçirdiği iklim değişikliklerini buzullar temelinde gözler önüne sermektedir. Bilindiği gibi, buzullar, iklim değişikliklerine verdikleri ilerleme ve çekilme gibi doğrudan ve hızlı tepkilere ilaveten çok yaygın olarak bulunmaları nedeniyle, geçmiş iklim değişikliklerinin anlaşılması açısından çok önemli veriler sunmaktadır. Dünyanın birçok yerindeki buzullarda yapılan sondajlar, özellikle son 700 bin yıllık dönemdeki iklime ışık tutmaktadır. Çiner ve Sarıkaya nın bu çalışması Türkiye nin özellikle son 25 bin yılda geçirdiği iklim değişikliklerini açıklaması bakımından çok önemlidir. Moren adı verilen buzul çökellerinden elde edilen kozmojenik yaş tayinlerine göre, 20-25 byö (bin yıl önce) hüküm süren son buzul maksimumunda ülkemiz, günümüzden 8-11 C daha soğuk bir iklimin etkisi altındadır. Geç Buzul Dönemi nde (14-15 byö) sıcaklıklar, günümüze göre 4,5-6,4 C daha düşük, yağışlar ise günümüzden %50 daha fazladır. Erken Holosen Dönemi nde (8-10 byö) yağış miktarı günümüze göre iki misli daha yüksek olup, sıcaklıklar yüzyılda 1,44 C olacak şekilde çok hızlı bir şekilde yükselmiştir. Son olarak, 4 byö kadar uzanan Geç Holosen Dönemi ise 2,4-3 C lik bir sıcaklık düşüşünü ve günümüz şartlarına yakın bir yağış durumunu ortaya koymaktadır. Çiner ve Sarıkaya nın çalışması bizlere, doğal olarak değişen iklimdeki insan kaynaklı değişimlerin önemine işaret ederek, gelecek planlamalarındaki iklim öngörülerinin ne kadar önemli olduğunu çok açık biçimde göstermektedir. İkinci bölümde Prof. Dr. Volkan Ş. Ediger, İklim Değişikliğinin Türkiye deki Etkileri: Bilimsel Veriler konulu çalışmasında konuyla ilgili olarak Türkiye hakkındaki mevcut bilimsel verileri sunmaktadır. Yazara göre, iklim değişikliği sorununun insan kaynaklı ve küresel olması, ülkeler arasında yardımlaşmanın sağlanmasını kolaylaştırarak uluslararası düzeyde çok önemli işbirliklerinin gerçekleşmesine neden olurken, ortaya çıkacak sorunlarla 14

baş edilmesi esas olarak yerel çözümlerle olmak zorundadır. Olaya yeşil ekonomi çerçevesinden bakıldığında ise, küresel iklim değişikliğinden çok, sürdürülebilirliğin artırılması, doğal kaynakların daha verimli tüketilmesi ve sistemin daha etkin ve verimli işletilmesi konuları ön plana çıkmaktadır. Bu nedenle, her ülke iklim değişikliği konsepti çerçevesinde ortaya çıkacak sosyal ve ekonomik etkileri ayrıntılı olarak değerlendirmek zorundadır. Fakat, Türkiye ye özgü bilimsel veriler değerlendirildiğinde, gelişmiş ülkelere göre zaten az sayıda olan bilgilerin ulusal ve uluslararası dokümanlarda yeterince kullanılmadığı görülmektedir. Mevcut bilgilere göre, iklim değişikliğinden en fazla etkilenecek ülkeler arasında gösterilen Türkiye de bazıları olumlu ama pek çoğu olumsuz etkiler söz konusudur. Olumsuz etkilerin başında, kuraklık ve çölleşmeye bağlı olarak tahıl üretimindeki azalma gelmektedir. Bu nedenle, 21. yüzyılda daha güçlü olabilmek için, bilimsel ve teknik bilgilere dayanılarak oluşturulmuş uzun vadeli stratejilerin geliştirilerek uygulamaya konulması gerekmektedir. İklim değişikliği konusunda yürütülen faaliyetlere bilimsel ekipler de katılmalı ve onların çalışmalarına, belirli bir sistem dahilinde devletçe desteklenerek, strateji dokümanlarında daha fazla yer verilmelidir. İzzet Arı tarafından kaleme alınan Enerji Kaynaklı Emisyonların Tarihsel Gelişimi ve Ekonomisi başlıklı üçüncü bölümde, Türkiye de 1990 2010 yılları arasında kullanılan birincil enerji kaynaklarının değişimi, bu kaynakların sektörel kullanımları ve buna bağlı olarak sera gazı emisyonlarının gelişimi incelenmiştir. Söz konusu dönemde, enerjiyi kullanan üç ana sektör olan çevrim ve enerji, imalat sanayi ve ulaştırmanın emisyon yoğunluğunun değişimi analiz edilmiştir. Ayrıca, ekonomik büyüme, enerji talebi ve nüfus artışının sera gazı emisyonları üzerindeki etkisi de incelenmiştir. Arı nın çalışmasına göre, 1990-2010 döneminde, Türkiye deki sera gazı emisyonlarının %98, enerji tüketiminin %100 ve gayri safi yurtiçi hasılanın da %92 oranında arttığı görülürken, enerji, emisyon ve karbon yoğunluklarında görülen değişim sınırlı olmuştur. Türkiye nin iklim değişikliğiyle mücadelede emisyon ve karbon yoğunluğunu düşürmesi için yenilenebilir enerjiye ve enerji verimliliğine daha fazla yatırım yapması gerekmektedir. Kitabın finansmanla ilgili bölümü U. Serkan Ata tarafından Sürdürülebilir Enerjinin Finansmanı başlığıyla yazılmıştır. Türkiye nin yenilenebilir enerjiye ilişkin hedeflerine ulaşması için önemli bir finansman ihtiyacının karşılanması gerekmektedir. Yazara göre, bunun için sermaye piyasaları, iki ve çok taraflı kalkınma bankaları, kamu finansman mekanizmaları, karbon piyasaları ve iklim değişikliği finansmanı gibi kaynaklar etkin olarak kullanılmalıdır. Özellikle yenilenebilir enerji santrallarının toplam kurulu gücünün artmasına bağlı olarak oluşacak finansman kısıtlarının ortadan kaldırılması ile güneş ve biyokütle enerjisi gibi maliyetleri yüksek teknolojilerin daha yaygın olarak kullanılması için bu tür finansman kaynaklarının ve yeni finansman modellerinin önemli bir katkısı olacaktır. Diğer taraftan, Türkiye deki enerji verimliliği yatırımları her ne kadar yüksek getiri oranlarına sahip olsa da istenilen düzeyde hayata geçirilememektedir. Ata ya göre, bu durumun en önemli nedenlerinden biri de yatırımların finansmana erişiminin kısıtlı olmasıdır. Dolayısıyla, Türkiye nin enerji yoğunluğunun 2023 yılı 15

itibarıyla %20 oranında azaltılmasına yönelik hedefinin hayata geçirilmesi için enerji verimliliği yatırımlarının finansmana erişimine yönelik engellerin ortadan kaldırılması ve E-nerji Verimliliği Danışmanlık (EVD) şirketlerini içeren finansman modellerinin etkin bir şekilde kullanılması gerekmektedir. Kitabın son bölümü ise özel olarak karbon piyasasına ayrılmıştır. Dr. Aslı Özçelik in kaleme aldığı Türkiye İçin Karbon Piyasası Modeli Önerisi başlıklı çalışmada, Türkiye nin özel şartları çerçevesinde ülkeye özgü bir karbon piyasası modelinin neleri içermesi gerektiği ve paydaşların kazanımlarının neler olabileceği sorularına yanıt aranmaktadır. Özçelik e göre, iklim değişikliği çağımızın en ciddi ve karmaşık problemlerinden biri olup, problemin kaynağı olan, insan faaliyetlerinden kaynaklanan sera gazlarının kontrolünde, yasakla ve yönet yaklaşımı yeterli sonuç vermemektedir. Bu nedenle, alternatif ya da paralel olarak kullanılabilecek bir takım piyasa mekanizmaları geliştirilmiştir. Ekonomik göstergeleri aksini işaret ettiği halde, Birleşmiş Milletler İklim Değişikliği Çerçeve Sözleşmesi nin gelişmiş ülkeler listesi olan Ek-1 listesinde yer alan Türkiye, özel şartlara sahip ülke konumunun getirdiği bazı engellemeler nedeniyle, uyum piyasalarından hak ettiği şekilde yararlanamamıştır. Yazara göre, buna rağmen, gönüllü piyasalar için geliştirdiği emisyon azaltımları ile oyunun kuralları hakkında yeterince deneyim sahibi olunmuş ve böylece 2015 sonrası oluşacak yeni dönemde gerekli olabilecek kapasiteyi oluşturabilmiştir. Kyoto Protokolü sonrasındaki yeni döneme hazırlık olması bakımından ve sürdürülebilir bir ülke ekonomisi hedefi doğrultusunda, ülke şartlarına en uygun olan ve gelecekte uluslararası karbon piyasalarına entegre edilebilecek bölgesel bir karbon piyasası mutlaka gereklidir. 16

17

BÖLÜM I Buzullar ve İklim Değişikliği: Geçmiş, Günümüz ve Gelecek Attila Çiner 1 ve Mehmet Akif Sarıkaya 2 1 Prof. Dr., Hacettepe Üniversitesi, Jeoloji Mühendisliği Bölümü, Beytepe, 06800 Ankara, aciner@hacettepe.edu.tr. 2 Yrd. Doç. Dr., Fatih Üniversitesi, Coğrafya Bölümü, Büyükçekmece, 34500 İstanbul, mehmetakifsarikaya@gmail.com 19

Özet Buzullar ve İklim Değişikliği: Geçmiş, Günümüz ve Gelecek Buzullar, iklim değişikliklerine verdikleri doğrudan ve hızlı tepki (ilerleme ve geri çekilme) ve yaygın bulunmaları nedeniyle geçmiş iklim değişikliklerinin anlaşılması açısından en önemli veri kaynağını oluşturmaktadırlar. Bu çalışma kapsamında yerkürenin geçirdiği çeşitli buzul dönemleri ve buna bağlı olarak iklimin değişimi ile gelecekte bizi ne gibi değişikliklerin beklediği konusu ele alınmış, gelecekle ilgili çeşitli önerilerde bulunulmuştur. Gerçekleştirilen buzul sondajları aracılığıyla dünya genelinde iklim değişikliklerinin çok detay bir şekilde ortaya konabildiği 700 bin yıllık dönem gözden geçirilmiş ve Türkiye nin son 25 bin yılda yaşadığı buzul dönemleri ve iklim değişiklikleri açıklanmıştır. Buzul çökellerinden (moren) kozmojenik yüzey yaş tayini yöntemleri ve buzul modellemeleri kullanılarak elde edilen nicel verilere göre 20-25 byö gerçekleşen son buzul maksimumu nda (LGM) ülkemiz, günümüzden 8-11 C daha soğuk bir iklimin etkisi altındadır. Daha sonraki Geç Buzul Dönemi nde (14-15 byö), Erciyes buzul çökellerinden elde edilen verilere göre, sıcaklıklar günümüze göre daha düşük (4,5-6,4 C), yağış koşulları ise günümüzden %50 daha fazladır. Aladağlar da bulunan Hacer Vadisi ndeki buzul çökellerinden elde edilen veriler ise, Erken Holosen Dönemi nde (8-10 byö) yağış miktarının günümüze göre iki misli kadar daha yüksek olduğunu ve sıcaklıkların çok hızlı bir şekilde yükseldiğini (1,44 C/yy) göstermektedir. Bu ısınma hızı, 20. yy da gerçekleşen ve insanlığın CO 2 gibi sera etkisi yapan gazları atmosfere salması sonucu ortaya çıkan yaklaşık 1 C lik sıcaklık artışının bile üzerinde olup doğal sebeplerin de iklimi ne kadar hızlı değiştirebileceğinin önemli bir kanıtıdır. Erciyes buzulundan elde edilen iklim modelleme sonuçları da Geç Holosen Dönemi nde (4 byö), 2,4-3 C lik bir sıcaklık düşüşünü ve hemen hemen günümüz şartlarına yakın bir yağış durumunu ortaya koymaktadır. Günümüzde buzullar çok hızlı bir şekilde alan kaybına uğramaktadır. İklim bilimciler 21. yy ın sonunda sıcaklık artışının en az 1-4 C arasında olabileceğini öngörmekte ve mevcut durumu devam ettirmemiz durumunda çok daha kötümser senaryolara hazır olmamız gerektiği uyarısını yapmaktadırlar. Sera etkisi yapan gazların salınımının hızlı bir şekilde azaltılması ve alternatif enerjilere yönelen insanlığın da küresel ısınmaya ayak uydurarak varlığını sürdürebilmesi dışında başka bir seçenek bulunmamaktadır. 20

Abstract Glaciers and Climate Change: Past, Present and Future Glaciers make up the primary source of information about the climate change because of their relatively fast reaction time (advance and retreat). This study reviews glacial periods and related climate changes that earth has undergone since its formation and tries to forecast expected future changes in the climate. The earth s climatic changes record for the last 700.000 years (700 ka) obtained from glacial drilling programs and Turkey s last 25 ka glacial and climatic fluctuations is also explained. Cosmogenic surface dating of glacial deposits (moraines) indicate that the Last Glacial Maximum (20-25 ka) climates was 8-11 C colder than today. Following Late Glacial (14-15 ka) climate was colder by 4,5-6,4 C and 1.5 times wetter as indicated by Erciyes glacial deposits. Early Holocene (8-10 ka) was twice as wet compared to today and temperature rise was very fast (1,44 C/century) as calculated from Hacer Valley glacier retreat rates in Aladağlar. This is even faster than the 20th century global warming rate (approx. 1 C) presumably created by greenhouse gas emissions such as CO 2 and indicates that natural causes can create fast climatic changes. Modeling results from Erciyes glacier shows that Early Holocene (4 ka) was 2,4-3 C colder and its precipitation amounts approached to similar conditions as today. As of today most of the glaciers around the world are retreating. Climate scientists expect a global warming rate of at least 1-4 C in the 21 st century and warn about the need to reconsider the way we emit greenhouse gases in such unprecedented amounts. It seems that the only way out from a catastrophic scenario is to significantly slow down the greenhouse gas emissions in order to allow humans to cope with this warming trend. 21

1. Giriş Günümüzde bütün insanlığı doğrudan ilgilendiren en önemli kavramlardan biri haline gelen küresel iklim değişikliği, özellikle de küresel ısınma/soğuma, aslında yerkürenin milyarlarca yıldır gündeminde olan bir konudur. Gerçekten de dünya 4,6 milyar yıl öncesine uzanan oluşumundan beri çeşitli değişimlere uğrayarak bugünkü durumuna gelmiş ve bu gelişimi sırasında sadece kayaçların ve canlı hayatının değil iklimlerin de değişerek gelişimine ve çeşitliliğine tanıklık etmiştir. Geçmiş iklim (paleoclimate) ve ortam (environment) değişikliklerini bilim adamları çeşitli yöntemler aracılığıyla tahmin etmeye çalışmaktadırlar. Günümüzde kullanılan teknikler ve yöntemler sayesinde, birkaç bin yıldan (by) milyonlarca yıla (my) kadar uzanan bir veri tabanı oluşturulmuş durumdadır. Bunun yanı sıra, aletsel ölçümlerin alınmaya başlandığı son birkaç yüzyıldır elimizdeki nicel veriler de önemli ölçüde artmıştır. Günümüzün gelişmiş bilgisayar modelleri sayesinde bu verileri kullanan bilim insanları gelecekteki iklimlerin nasıl olabileceği üzerine varsayımlarda bulunabilmektedirler. Bu bölümün amacı geçmişte iklimin doğal nedenlerle nasıl değiştiğininin anlaşılmasına katkıda bulunarak gelecekte insanlığı nelerin bekleyebileceğine ışık tutmaktır. Özellikle 19. yy ın ortalarından itibaren insanlığın iklime gittikçe artan olumsuz müdahalesinin doğurduğu sonuçları gözler önüne sermek ve bu gidişatı önlemek veya hiç değilse yavaşlatmak için yapılması gerekenleri dile getirmek de bir diğer amaçtır. Bu kapsamda giriş bölümünün aşağıdaki kısmında, bilim insanlarının geçmiş iklimi anlamakta ve ge-lecek iklimi öngörmekte kullandıkları yöntemler kısaca anlatılmış ve iklimi değiştiren nedenler tartışılmıştır. Çalışmanın geri kalan bölümlerinde ise, iklim değişikliklerinin etkilerinin en açık biçimde gözlenebildiği buzullardaki değişimler, dünya ve özellikle de Türkiye den verilen çeşitli örnekler aracılığı ile ele alınmıştır. 1.1. Geçmiş İklimi Belirleme Yöntemleri Geçmiş iklim değişikliklerine ışık tutan jeolojik ve biyolojik veriler, öncelikle denizlerde yapılan sondajlar sırasında yüzeye çıkarılan sedimanter kayalardan elde edilmektedir. Bu kayalardan alınan karotlar, sadece sedimanter birimlerin içerdiği litolojiler ve tabaka kalınlıkları değil, bu sedimanların içinde bulunan mikroskopik veya makroskopik (diatom, foraminifera, polen, mercan gibi) canlıların kavkılarında bulunan ve o günün atmosferik koşullarını yansıtan Oksijen ( 18 O) ve Karbon ( 13 C) izotop oranlarının da geçmişteki su kimyası ve sıcaklığı hakkında çok önemli bilgi verdikleri bilinmektedir. Karalardan toplanan veriler de en az denizlerinki kadar önemlidir. Özellikle kireçtaşlarında oluşmuş mağaralarda bulunan sarkıt ve dikit kesitlerinin incelenmesi sonucunda, her yıl oluşan katmanların sayısı ve bunların göreceli kalınlıkları Uranyum-serisi yaş tayin yöntemleri ile tarihlendirilebilmektedirler. Bu yöntemler sayesinde yağış (Fleitmann vd., 2004) ve ortalama sıcaklık (Frisia vd., 2003) ile nemli veya kurak geçen dönemler (Spötl vd., 2002) hakkında bilgi edinmek mümkündür. Ayrıca, 18 O izotop oranlarını kullanarak mağara ısısı ve yağış, 13 C izotop oranlarını kullanarak da bitki örtüsünün türü veya yoğunluğu hakkında veri toplamak olanaklı hale gelmektedir (Dorale vd., 1998). 22

İklim değişikliklerini belirlemede kullanılabilecek karasal verilerden bir diğeri özellikle buzul göllerinde oluşan ve sedimanter çökellerde varv olarak bilinen, lamina adı ince tabakalanmadır (Şekil 1). Yaz aylarında nispeten daha açık renkli ve silt-ince kum boyutundaki malzemeden oluşan varvlar, kış aylarında göllerin donması ve sediman getiriminin azalması sonucu daha koyu renkli ve kil boyutunda olmaktadırlar. Varv çiftlerinin her birinin bir yıllık çökelime işaret etmesi nedeniyle bunların sayımı ve göreceli kalınlıkları, oluşum zamanları ve geçmiş iklimler hakkında çok detay bilgi vermektedir (Wohlfarth, 1996). Şekil 1. Hitchcock Gölü varvları (Connecticut, ABD). S: Yaz ayları çökelimi, W: kış ayları çökelimi. Foto: K. Brickyard. Ülkemizdeki Tuz Gölü gibi kapalı havzalarda oluşmuş göllerin geçmiş kıyı şeridine ait teraslarının ve jeomorfik şekillerinin haritalanması ve çeşitli yöntemlerle yaşlandırılması son birkaç 10 by a ait iklim salınımları hakkında önemli ipuçları vermektedir (Özsayın vd., 2013). Tuz Gölü örneğinde olduğu gibi kurak-yarı kurak göl kıyılarında ve çok kurak karasal ortamlarda oluşabilen çeşitli rüzgar kumulları (Kuzucuoğlu vd., 1998), lösler ile kalişeler (Küçükuysal vd., 2011) ve eski toprak kalıntıları (Küçükuysal vd., 2012) da jeolojide sık kullanılan iklim belirteçleridir. Sadece birkaç bin yıllık da olsa geçmiş iklimler hakkında detay veri sağlayan bir başka yöntem de dendrokronoloji olarak bilinen ağaç halkalarının sayılarına dayanılarak yapılan tarihlendirmedir. Halkaların morfolojik özellikleri o yıl içindeki sıcaklık ve yağış verilerini yansıtması bakımından önemli bilgiler içermektedir. Bunların yanı sıra tarihsel kayıtlar ve bilgisayar yardımı ile yapılan modellemeler de geçmiş iklim hakkında çalışan bilim insanlarının başvurduğu yöntemlerdendir. Yukarıda belirtilen yöntemlere ek olarak hiç kuşkusuz ki buzullar, iklim değişikliklerine verdikleri hızlı yanıt (erime veya buzul ilerlemesi) ve yaygın bulunmaları gibi nedenlerle, geçmiş iklim değişikliklerinin anlaşılması bakımından en önemli veri kaynaklarının başında gelmektedirler. Buzulların yayılımının zaman ve mekan içinde artması veya azalması, günümüzde çeşitli bilimsel yöntemlerle ölçülerek sadece geçmiş iklim değişiklikleri hakkında bilgi edinmemizi sağlamakla kalmayıp, gelecekte insanlığı nelerin beklediğine dair senaryoların geliştirilmesine de olanak sağlamaktadır. Günümüzde, özellikle buzul örtülerinin bulunduğu Antarktika (Vostok Gölü buzul sondajı verileri) veya Grönland da gerçekleştirilmiş olan buzul sondajları aracılığıyla buzun içinde hapsolmuş bulunan hava kabarcıklarının içerdiği gazlar ile duraylı izotop oranlarının, metan yoğunluklarının ve buz tabakalarının içerdiği toz ve polen gibi malzemelerin incelenmesi sayesinde son 800 by a ait çok önemli ve detay iklim bilgilerine ulaşılabilmiştir (Şekil 2). 23

patlamalar yüzünden atmosferin yoğun bir kül tabakasıyla kaplanması sonucunda görülen soğumadır. 1883 yılında Endonezya nın Java adası yakınlarındaki Krakatoa volkanının patlaması sonucunda stratosfere kadar taşınan kül ve gazların rüzgarlar aracılığıyla tüm dünyayı kapladığı, dünyanın ortalama sıcaklığının 1,2 C azaldığı ve normal koşullara dönülmesinin yıllar aldığı bilinmektedir (Self ve Rampino, 1981). Şekil 2. Sondajlardan elde edilmiş buzul karotu. Foto: Emily Stone. Kıtaları kaplayan bu büyük buzul örtülerinin yanı sıra daha küçük boyutlu olmalarına rağmen Türkiye de dahil dünyanın çeşitli bölgelerinde gözlemlenebilen ve bu özelliklerinden ötürü yöresel bir veri kaynağı olan vadi buzulları da, son yıllarda gittikçe artan bir şekilde iklim indikatörü olarak kullanılmaktadırlar (Sarıkaya vd., 2011). Buzulların, iklim şartlarının gelişimine bağlı olarak erimesi ile üzerinde ve önünde taşıdıkları çeşitli boyuttaki sedimanları depolamasıyla oluşan yerşekillerine moren adı verilmektedir. Bir buzul vadi boyunca ne kadar alçak noktalara inmişse, geçmişteki hava sıcaklıkları da günümüze göre o kadar daha soğuk olur varsayımından hareketle morenleri oluşturan ve til olarak bilinen sedimanlar üzerinden yapılan kozmojenik (uzay kökenli) yüzey yaş tayinleri sonucu özellikle son buzul dönemi (takriben 100 by) hakkında çok detay verilere ulaşılmıştır (Sarıkaya vd., 2011). 1.2. İklim Değişiliklerinin Nedenleri İklimler kısa ve uzun dönemlerde çeşitli nedenlerle değişirler. Kısa sürede etkili olan nedenlerin başında güneş lekelerinin sayısının değişimi ve güneş patlamalarının salınımı gelmektedir. Bir başka neden ise, büyük ölçekli volkanik Daha uzun dönemde ise, dünyanın astronomik eksenindeki döngüsel değişiklikler, yeryüzüne ulaşan güneş ışınlarının toplam değerlerini ve ışınların geliş açılarını değiştirerek, iklimlerin değişmesine yol açmaktadır. Milankovitch döngüleri (Milankovitch cycles) olarak da adlandırılan ve geçmiş iklim değişimlerini en iyi açıklayan teorilerden birisi olan Astronomik Döngüler Teorisi ilk defa olarak Sırp matematikçi Milutun Milankovitch tarafından ortaya atılmıştır (Hays vd., 1976). Bu teoriye göre üç farklı döngü söz konusudur. Bunlar, eksen yalpası (precession), eksen eğikliği (obliquity) ve yörünge dış merkezliği (eccentricity) olarak adlandırılırlar. Bu döngüler, sırasıyla her 19-24 by, 41 by ve 100 by da bir gerçekleşmekte olup, bileşkeleri dünyamızın yaklaşık her 100 by da bir soğuyup, tekrar ısınmasına neden olmaktadır (Şekil 3) Yüz milyonlarca yıllık çok daha uzun vadeli iklim değişiklikleri ise, kıtaların biraraya gelmesi ve okyanusların birleşerek hava ve deniz akıntılarının değişmesi sonucunu doğuran plaka tektoniği (plate tectonics) ile oluşurlar. Geçmişte Gondwana ve Pangea gibi süperkıtaların olduğu dönemlerde kıtaların birleşik olmasından dolayı kıta içlerinin genelde çok kurak, tersine okyanusa yakın yerlerde ise daha da nemli olduğu dönemlerin meydana geldiği bilinmektedir. 24

bir süre içinde suyu sıvı halde barındırabilecek derecede soğuduğu tahmin edilmektedir. Günümüzde 15 C olan ortalama yeryüzü sıcaklığının 4 milyar yıl önce 25-28 C kadar olduğu hesaplanmaktadır (Saltzman, 2002). Şekil 3. Milankovitch döngüleri (IPCC, 2007). 2. Dünya nın Geçirdiği Ana Buzul Dönemleri Dünya nın, 4,6 milyar yıl önce oluşumunda çok yüksek olan sıcaklığının 100 milyon yıl (my) gibi jeolojik anlamda nispeten kısa sayılabilecek İnsan kaynaklı küresel ısınmanın yarattığı sorunlar tartışılırken göz ardı edilmemesi gereken çok önemli bir konu, doğanın kendi mekanizmalarını kullanarak ve insana ihtiyaç duymadan da iklimleri değiştirebildiği gerçeğidir (Zreda vd., 2011). Yerkürenin geçirdiği eski buzul dönemlerinden örnekler aşağıda ayrıntılı biçimde verilmiştir. Genel olarak günümüze göre daha sıcak koşullara sahip olunan geçmiş çağlarda, en azından beş büyük buzullaşma oluştuğu bilinmektedir. Bu dönemler, sırasıyla, Huronian, Cryogenian, Geç Ordovisyen, Geç Karbonifer ve son olarak da Kuvaterner de gerçekleşmiştir (Şekil 4). Şekil 4. Yerkürenin yüzey sıcaklığının jeolojik tarihçe boyunca değişimi. Mavi çizgi güncel referans sıcaklık değeri olup yatay eksen ölçeksiz çizilmiştir (Saltzman, 2002). 2.1. Huronian Buzullaşması (2,2 milyar yıl önce) Buzul dönemlerinden en eskisi Huronian Buzullaşması olup, takriben 2,2 milyar yıl öncesine uzanan Erken Proterozoik Devri nde meydana gelmiştir. Bu dönem, Kuzey Amerika daki Büyük Göller Bölgesi ile Avustralya nın batı kesimlerinde gözlenen ve tillit olarak bilinen taşlaşmış ve çok kalın buzul çökelleri ile temsil edilmektedirler. 25

2.2. Cryogenian Buzullaşması (710-640 myö) İkinci olarak meydana gelen ve yerkürenin geçirdiği en uzun ve en sert buzullaşma dönemi olan Cryogenian Buzullaşması da Prekambriyen in sonlarına doğru 800 ile 630 my öncesinde oluşmuştur. Kartopu Dünya (Snowball Earth) olarak da bilinen bu dönemde yerkürenin, ekvatorlar da dahil olmak üzere, tamamen buzul örtüleri ile kaplandığı ve sıcaklıkların ortalama -20 o C lere kadar düştüğü tahmin edilmektedir (Hoffman vd., 1998). Bu konuda karşıt görüşler olmasına rağmen, eldeki çeşitli veriler, zaman içinde gerçekleşen volkanik patlamaların atmosfere bıraktığı CO 2 (karbondioksit) gazının oluşturduğu sera etkisiyle buzulların eriyerek yeryüzünün günümüz koşullarına benzer iklimlere geri döndüğünü göstermektedir (Şekil 5). Buzullaşmanın hemen ardından Kambriyen Patlaması (Cambrian Explosion) olarak bilinen, canlıların hızla çeşitlenmesi ve evrimleşmesi gerçekleşmiştir. Şekil 5. Kartopu Dünya nın oluşumu ve yokoluşu (Kaynak: Addison Wesley, Pearson Education).çizilmiştir (Saltzman, 2002). 2.3. Geç Ordovisiyen Buzullaşması (440-460 myö) Prekambriyen de ortaya çıkan Huronian ve Cryogenian dan sonraki üç buzullaşma Fanerozoyik te görülmüştür (Şekil 6). Üçüncü buzullaşma, Afrika nın merkezde olduğu ve Gondwana olarak bilinen süperkıtada, günümüzden takriben 440-460 my önce, Geç Ordovisiyen Dönemi nde buzullaşmasıdır. Ülkemizde de özellikle Toros Dağları boyunca çeşitli yerlerde gözlenen tillit ile temsil edilen bu dönemin varlığı, Türkiye nin Geç Ordovisyen de Gondwana kıtasının KD kenarında bulunduğunun bir kanıtı olarak kullanılmaktadır (Monod vd., 2003; Ghienne vd., 2010). Şekil 6. Oksijen izotop oranlarının Fanerozoik Devri (son 542 my) boyunca dağılımı (Veizer vd., 1999; 2000). Jeolojik zaman çizelgesi üzerindeki mavi kutular buzul dönemlerini işaret etmektedir. 26

Sahra buzullaşması olarak da bilinen Geç Ordovisiyen Buzullaşması nedeniyle okyanus akıntılarının dolaşımında belirgin değişiklikler meydana gelmiş ve önemli miktarda suyun kara buzullarında depolanması sonucu küresel deniz seviyesi çok hızlı bir şekilde günümüzden 160 m kadar aşağılara düşmüştür. Bunun sonucu olarak kıtalar hızlı ve kuvvetli bir aşınım sürecine girmiş ve bu hızlı değişime ayak uyduramayan canlıların önemli bir kısmı yokolarak Ordovisiyen toplu canlı yokoluşları meydana gelmiştir (Marshall vd., 1997). 2.4. Geç Karbonifer Buzullaşması (290-300 myö) Devoniyen Dönemi ile birlikte gelişimlerini hızlandıran karasal bitkilerin zamanla dünyanın oksijen seviyesini artırıp CO 2 seviyesini düşürmesiyle gelişen bu küresel buzullaşma, Güney Afrika daki Karoo bölgesinde bulunan buzul çökelleri nedeniyle Karoo Buzullaşması olarak da adlandırılmaktadır (Şekil 6). 290-300 my kadar önce gerçekleşen bu buzullaşma Karbonifer Dönemi nin sonuyla Permiyen Dönemi nin başlarında gerçekleşmiş olup, Güney Amerika, Afrika, Arabistan, Hindistan, Antarktika ve Avustralya nın bugünkü Güney Kutbu nun olduğu yerde Gondwana Kıtası olarak birleşmesi sırasında gerçekleşmiştir. Kıtaların önceden birleşik olarak bulunduğunun kanıtlanması, jeoloji biliminde devrim yaratan Levha Tektoniği Teorisi nin ortaya atılmasına neden olacak kadar önemli olmuştur. 2.5. Mesozoyik ve Tersiyer Dönemleri (250-2,58 myö) Dördüncü buzullaşmadan sonra Mesozoik Devri ne giren dünyada, sıcaklıklar artarak iklim daha durağan bir hale gelmiştir. 250 myö ile 2,58 myö arasındaki bu dönemde, zaman zaman soğuk dönemler görülse de, küresel anlamda büyük bir buzullaşma oluşmamıştır (Ehlers vd., 2011). Erken Mesozoik te (Trias Dönemi) tüm kıtaların birleşik halde bulunmasıyla ortaya çıkan süper kıta Pangea nın iç kısımlarının çok kurak ve çöllerle kaplı olduğu düşünülmektedir. Günümüze kıyasla ortalama 10 C kadar daha yüksek olan sıcaklıklara rağmen kıtaların bir arada bulunmasından dolayı küresel deniz seviyesi düşük kalmıştır. Orta Mesozoik te (Jura Dönemi) Pangea parçalanmaya başlamış ve bunun sonucu olarak da okyanus ortası sırtlarından kaynaklanan volkanizma nedeniyle bağıl deniz seviyesi yükselmiştir. Bu dönemde artmaya devam eden sıcaklıklara rağmen denizlerin, kıtaların sığ bölümlerini basması sonucu iklim daha nemli hale gelmiştir. Jura-Kretase geçişinde yaşanan soğumaya rağmen tam bir buzullaşma dönemi oluşmamış, Mesozoik in sonuna doğru (Kretase Dönemi), CO 2 nin günümüze oranla çok daha yüksek seviyelere çıkması nedeniyle yüzey sıcaklıkları önemli ölçüde (ortalama 27-28 C) artmaya başlamıştır. Kretase Termal Optimumu olarak bilinen bu dönemde deniz seviyesinin ve deniz suyu sıcaklıklarının da önemli ölçüde arttığı görülmektedir (Wilson vd., 2002). Isınma, Senozoik boyunca devam etmiş ve Eosen başında maksimuma ulaşmıştır (Eosen Optimumu). Eosen Klimatik Optimum u sırasında kutuplar da dahil olmak üzere buzul örtülerinin bulunmayışı 18 O izotop ölçümlerindeki oynamaların doğrudan sıcaklık değişimleri olarak kabul edilmesine olanak sağlamıştır (Şekil 7). Oligosen de başlayan soğuma eğilimi ise Miyosen boyunca dönemsel olarak devam etmiştir. Miyosen sonunda Güney ve 27

Kuzey Amerika nın birleşerek tek bir kıta halini alması sonucu Atlas Okyanusu ve Büyük Okyanus ayrışmıştır. Bunun sonucu olarak da Gulf Stream deniz akıntısı güçlenmiş ve kuzey yarımküre hızlı bir şekilde soğuyarak bugün Pleistosen Buzul Dönemi ne geçilmiştir. Şekil 7. Son 65 my da iklim değişimi. Veriler bentik foraminiferalarda gözlenen Oksijen izotop ( 18 O) ölçümlerine dayanmaktadır (Zachos vd., 2001). Son 12 my için (sağdaki küçük kutu) Lisiecki ve Raymo (2005) tarafından verilen 18 O izotop ölçümleri, Petit vd., (1999) tarafından verilen Vostok sondajından elde edilen Antarktika sıcaklık verileriyle karşılaştırılmıştır. Günümüz sıcaklığı 0 C olarak verilmiştir. 2.6. Kuvaterner Buzullaşması (2,58 möy - Günümüz) Kuvaterner Buzullaşması olarak bilinen, içinde bulunduğumuz son buzul dönemi 2,58 my önce başlamıştır. Günümüz iklimine ışık tutma potansiyelinin yüksek olması nedeniyle bu dönem aşağıda ayrı bir başlık altında detaylı olarak ele alınmıştır. 3. Kuvaterner Buzullaşmaları ve Günümüz İklimine Etkisi Genel olarak soğumayla karakterize olan yerkürenin bu son 2,58 my lık döneminde buzul devirlerinin etkilerini son 900 by da giderek arttırdığı görülmektedir. Önceleri 41 by lık, daha sonraları ise 100 by lık döngüler şeklinde kendini ifade eden buzul dönemlerinin Kuvaterner süresince toplam 21 kere tekrarlandığı hesaplanmıştır (Şekil 8). Dünya nın güneş ve kendi etrafında dönmesi sırasında gerçekleşen ve Milankovitch Döngüleri olarak tanımlanan bu değişimler sırasında buzulların belirli aralıklarla maksimum seviyelerine ulaşması ile buzul dönemleri (glacial), nispeten daha sıcak dönemlerde geri çekilmeleri ile de ara buzul dönemleri (interglacial) oluşmaktadır. Holosen olarak bilinen son 11,7 by dır bir buzul arası döneminden geçen dünyada hala bir önceki buzul dönemine ait kıta buzullarının kalıntıları (Antarktika ve Grönland) bulunmaktadır. Bazı buzul dönemlerinde kısa süreli (birkaç yüzyıl) ılıman ara dönemler (inter-stadial), buzul arası dönemlerde ise nispeten daha soğuk ara dönemler (stadial) de oluşabilmektedir. Kuvaterner Buzullaşması, Antarktika ve Grönland da 3 km yi bulan kalıcı buzul örtüleri ve Kuzey Avrupa ve Kuzey Amerika da benzer kalınlıklardaki buzul örtüleri ile tipiktir. Bu dönemde, diğer buzul dönemlerine benzer şekilde, suların kara buzullarında toplanmasının sonucu olarak, yaklaşık 21 by önce oluşan Son Buzul Maksimum unda (LGM: Last Glacial Maximum) deniz seviyesinin küresel ölçekte 120 m kadar düştüğü tahmin edilmektedir. Altı bin yıl kadar önce, buzulların erimesiyle deniz seviyesi çok hızlı bir şekilde bugünkü konumuna yakın bir seviyeye geri dönmüştür. Gözlenen diğer morfolojik değişimler ise -Kanada da olduğu gibi- çukur alanların göller tarafından doldurulması, nehirlerin akışlarının değişime uğraması ve buzul örtüsünün kalkması ile azalan basınç sonucu karaların yükselmesidir (isostatic rebound). Son 500 by ın iklim verileri daha önceki dönemlerde olmadığı kadar detaylıdır. Bu veriler, Antarktika Vostok sondajı (2917 m lik sondajda 28

Şekil 8. Son 5,5 my da bentik foraminifer kavkılarından elde edilen 18O izotop değerleri ve eşdeğer sıcaklık verileri. Soğuk dönemler MIS serilerinde çift rakamlarla, ılıman dönemler ise tek rakamlarla ifade edilmektedir (Lisiecki ve Raymo, 2005). 420 by a ulaşan buzul delinmiştir; Petit vd., 1999) ve bundan 560 km uzakta EPICA (European Project for Ice Coring in Antarctica) sondajından gelmektedir (3190 m lik sondajda 720 by a ulaşan buzul delinmiştir; Augustin vd., 2004) (Şekil 9). Kuvaterner Buzul Dönemleri oluştukları zaman ve yere göre çeşitli isimler almaktadır. Örneğin, Alp Dağları nda 200 by ile 130 by arasındaki döneme Riss adı verilirken, Amerika kıtasında benzer dönem İllinoian olarak bilinmektedir (Şekil 9). Kabaca 100 by yaşındaki, Alpler de görülen en son buzul dönemi olan Würm buzullaşması ise, Amerika kıtasında Wisconsin olarak anılır. Buna karşın, kıtasal buzulların doğaları gereği bir önceki buzullaşmanın izlerini önemli ölçüde aşındırarak silmesi ve yeni buzul çökelleri bırakması nedeniyle günümüzde bu tür isimler fazla kullanılmamaktadır. Bunun yerine, deniz tabanında yapılan sondajlardan elde edilen Denizel İzotop Serileri (MIS: Marine Isotope Stage) gerek daha uzun yıllara inebilen eksiksiz kayıtları ve gerekse içerdikleri canlıların kavkılarından kesin yaş verilebilmesi nedeniyle çok daha yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Bu sistemde buzul arası dönemler tek sayılar, buzul dönemleri ise çift sayılarla belirtilmektedir. Günümüz koşullarını, yani Holosen i 1 (MIS1) olarak kabul eden bu sisteme göre Kuvaterner içinde toplam 104 adet MIS ayırt edilmiştir (Andrews, 2000). Buzulların maksimuma ulaştığı ve deniz seviyelerinin düştüğü bu dönemlerde Avrupa kıtası İngiltere ile birleşmiş, Amerika ve Rusya arasındaki Bering Boğazı da kara olarak açığa çıkmıştır. Buzulların 40 o enlemlerine kadar inmesi sonucu Pleistosen sonuna doğru, mamut gibi birçok büyük memeli de yeryüzünden silinmiştir. Kuvaterner Buzullaşması Türkiye de önemli etkiler yaratmıştır. Buzullaşmanın sonucu olarak, İstanbul Boğazı nın Karadeniz ile bağlantısı kesilmiş ve Karadeniz bir tatlı su gölü haline gelmiştir. Holosen de ise iklimin ısınması ile yükselen sular tekrar bu alanları tuzlu deniz suyla kaplamıştır. 29