Güney Yarımküre’de Son 2.000 Yıldaki Ağır Metal Kirliliği İncelendi

Antartika’daki buz çekirdeklerine göre, madencilik faaliyetleriyle bağlantılı zehirli ağır metaller 13. yüzyılda Güney Yarımküre’yi kirletti. 

Fosil yakıtların ve şöminelerin yakılmasından madencilikten kaynaklanan kirlenmiş toza kadar, insan faaliyetleri Dünya atmosferini sayısız şekilde değiştiriyor. Bu olayların zaman içindeki kayıtları, bir zaman kapsülü görevi gören kalıcı kutup buzunda tutuluyor ve bilim insanları ve tarihçilerin Dünya tarihini insan toplumlarının tarihiyle ilişkilendirmesine olanak tanıyor. Yeni bir çalışmada, Antartika’daki buz çekirdekleri, madencilik faaliyetleriyle bağlantılı kurşun ve diğer zehirli ağır metallerin, 13. yüzyılın başlarında Güney Yarımküre’yi kirlettiğini gösteriyor. 

Araştırmanın baş yazarı Joe McConnell, “800 yıl önceki erken And kültürlerinin ve daha sonraki İspanyol Sömürge madenciliği ve metalurjisinin, 9.000 km ötede Antarktika’da tespit edilebilir kurşun kirliliğine neden olduğuna dair kanıtların görülmesi oldukça şaşırtıcı” diyor.

Bilim insanları, Antarktika’daki kurşun kirliliği üzerindeki insan etkilerini 2.000 yıl öncesine kadar ilk kez bu çalışmada değerlendirdi. Bu aynı zamanda talyum, bizmut ve kadmiyum kirliliğinin ilk ayrıntılı değerlendirmesi. Kurşuna ek olarak, bu ağır metallerin (düşük seviyelerdeki bizmut hariç) oldukça toksik olduğu ve insan ve ekosistem sağlığına zararlı olduğu düşünülüyor.

(İlgili: Roma İmparatorluğunun Yükselişi ve Çöküşü Buzullarda Açığa Çıktı)

Ekip, ağır metal kirleticilerindeki (özellikle kurşun) ilk artışın 1.200 yılı civarında başladığını, ve bunun Güney Amerika’nın kuzey kıyısında Chimú halkının kentsel topluluklar kurmasıyla aynı zamana denk geldiğini buldu.

Çalışmanın ortak yazarı Charles Stanish, “Bu yerleşimler, madencilik yoluyla elde edilen büyük miktarda gümüş ve diğer metallere ihtiyaç duyuyordu.” diyor.

Kurşun genellikle gümüş cevherlerinde bulunuyor ve Bolivya’nın Potosí bölgesindeki göl çökeltilerinden alınan örnekler de Antarktika buz kayıtlarıyla tutarlı olarak 12. ve 13. yüzyıllar boyunca kurşun emisyonları olduğunu gösteriyor.

Daha kalıcı ve tutarlı bir kirlilik, İspanyol yerleşimcilerin 1532’de Güney Amerika’ya gelişinden kısa bir süre sonra başladı. Potosí, İspanyol İmparatorluğu’nun birincil gümüş kaynağı ve dünyadaki en büyük tek gümüş kaynağı haline geldi.

Buz kayıtları, şiddetli salgınların And topluluklarını kasıp kavurduğu yaklaşık 1585 ila 1591 yılları arasında kurşun kirliliğinde belirgin bir düşüş olduğunu gösteriyor. Ekip, Potosí’deki Sömürge Darphanesi’ndeki gümüş kayıtlarını buz çekirdeği verileriyle karşılaştırabildi ve bunların Antarktika’daki kirlilik düşüşüyle ​​​​uyumlu olduğunu buldu.

Çalışmanın ortak yazarı Sophia Wensman, “Bolivya’da 16. yüzyılda meydana gelen bir salgının Antarktika ve Güney Yarımküre’deki kirliliği değiştirdiğini görmek oldukça şaşırtıcı” diyor.

Çalışmanın bir diğer ortak yazarı Andreas Stohl, “Her ne kadar Antarktika’nın Güney Amerika ve Avustralya’dan binlerce kilometre uzaktaki uzak konumu, buzda yalnızca eser miktarda kirleticinin biriktiği ve korunduğu anlamına gelse de, kesin olarak tarihlenen yıllık kayıtlar, insan kaynaklı kirleticilerin tüm yarıküreyi nasıl ve ne zaman etkilediğine dair fikir verebilir.” diyor.

Beklendiği gibi, sanayileşmenin ardından kirlenme önemli ölçüde arttı; 19. yüzyılın sonlarında Avustralya kurşun madenciliğinin başlangıcında büyük artışlar görüldü. Burada aynı zamanda hem Dünya Savaşları hem de Büyük Buhran’a ilişkin kayıtlarda da belirgin düşüşler görülüyor; bu da Kuzey Yarımküre’deki endüstriyel faaliyetlerin ve siyasi olayların dünya çapındaki etkilerini gösteriyor.

Çalışma, buz ve kardaki eser miktardaki metalleri tespit edebilen cihazlara sahip benzersiz bir tesis olan Buz Çekirdeği Laboratuvarı’nda Doğu Antarktika buz tabakasından çıkarılan beş farklı buz çekirdeğinin analiziyle gerçekleştirildi.

McConnell ve ekibi, insanların zaman içinde Dünya atmosferini nasıl etkilediğine dair bilimsel anlayışı ilerletmek ve Grönland kirlilik seviyelerindeki değişiklikleri kullanarak tarihi salgınları ve savaşları takip etmek için tekniklerini onlarca yıldır geliştiriyor.

Çalışma yazarlarından Nathan Chellman, “Muhtemelen dünyada bu tür çok detaylı ölçümleri rutin olarak yapan tek araştırma grubuyuz, özellikle de bu eser metallerin konsantrasyonlarının son derece düşük olduğu Antarktika buzunda” diyor.

Bu gelişmeler sayesinde, bu çalışma tarihe daha önce mümkün olandan daha derin bir bakış sunuyor. Volkanik patlamalar tarafından üretilen metaller ile insan faaliyetleri tarafından üretilen metaller arasında ayrım yapmak imkansız olduğundan önceki çalışmalar, sanayi çağından önceki ağır metal kirliliğini tanımlayamıyordu. Bu çalışma için ekip, kurşun, bizmut ve kadmiyumun volkanik arka plan seviyelerini tahmin etmek ve çıkarmak için buzda kaydedilen talyum seviyelerini kullandı. Bu da insan kaynaklı kirliliğin ne zaman başladığını ve boyutunu belirlemelerine olanak sağladı.

McConnell, “Kurşun, bizmut ve kadmiyum seviyelerinin sanayileşmeden sonra çok daha fazla arttığını gördük. Fakat talyum aslında hiç değişmedi, bu da insanların talyum emisyonunun çok az olduğunu veya hiç olmadığını gösteriyor. Ve bu da onu son 2.000 yıldaki volkanizmanın bir göstergesi olarak kullanmamıza olanak sağlayan şeydi.” diyor.

McConnell, kendisi ve ekibinin bu çalışmada geliştirilen teknikleri, madencilik ve metalurjinin insanlık tarihinde Güney Amerika’ya göre çok daha erken dönemde belirgin olduğu Kuzey Kutbu’ndaki sanayi öncesi kirlilik seviyelerinin anlaşılmasını geliştirmek için kullanmayı umduklarını söylüyor.

Desert Research Institute. 11 Ocak 2024.

Makale: McConnell, J. R., Chellman, N. J., Wensman, S. M., Plach, A., Stanish, C., Santibáñez, P. A., … & Stohl, A. (2024). Hemispheric-scale heavy metal pollution from South American and Australian mining and metallurgy during the Common Era. Science of The Total Environment, 912, 169431.