Amazon'un Karanlık Toprağı: Terra Preta'nın Sırrı ve İklim Krizine Çözüm Arayışı

Amazon yağmur ormanları, gezegenimizdeki en yeşil ve biyolojik çeşitliliğin en yüksek olduğu yerlerden biridir. Ancak bu ormanların böylesine canlı bir şekilde gelişmesini sağlayan şey, yalnızca doğanın bir armağanı olmayabilir.

Batılı kaşifler 1880'lerden bu yana ormanda yaptıkları incelemelerde, etrafındaki her şeyden farklı olan gizemli, siyah ve besin açısından zengin toprak parçalarına rastladılar. Kasvetli renginden dolayı karanlık toprak (İng: "dark earth") olarak adlandırılan bu lekeler, hem ormanın bitkilerini beslemede hem de kirletici karbonu gezegenin derinliklerine hapsetmede normal topraktan birkaç kat daha başarılıdır.

Buradaki asıl sorun, bu toprağın oraya nasıl geldiğini tam olarak anlayamıyor oluşumuzdur. Çoğu bilim insanı, günümüzde var olmayan antik Amazon topluluklarının, halklarını hayatta tutmak için bu karanlık toprağı kasıtlı olarak yarattığını düşünüyor. Eğer öyleyse, bu geçmişten gelen bir armağandır. Bazı araştırmacılar ise uzun zamandır unutulmuş çevresel olayların bunun yerine çok daha kritik bir rol oynadığını savunuyor.

Karbon emisyonlarımız hızla artarken ve topraklarımız onarılamaz bir şekilde bozulurken, günümüzde bilim insanları gezegeni kurtarma umuduyla bu bin yıllık gizemi gün yüzüne çıkarmak için zamanla yarışıyorlar.

Karanlık Toprağın Özel Nitelikleri

Amazon ormanlarının toprağı, fışkıran yeşilliğine rağmen şaşırtıcı derecede ince, kumlu, soluk ve killi yapısıyla kırmızımsı bir renge sahiptir. Bu bölgede topraktan fışkıran uzun ve geniş ağaçları beslemek için aslında hiç de elverişli değildir. Büyük Amazon fırtınaları orman topraklarına yağdığında, içindeki besin maddeleri süzülür ve şiddetli suyla birlikte akıp gider.

Ancak toprağın diğer her yerden daha koyu, daha kalın ve daha zengin olduğu bazı küçük yamalar da vardır. Ortalama 2.000 yıldan daha eski olan bu yamalar, genellikle sadece birkaç hektar büyüklüğünde ve birkaç metre derinliğindedir. Bu özel bölgeler, başta orta ve doğu bölgelerindeki büyük nehirler boyunca olmak üzere tüm Amazon ormanına yayılmış gibi görünmektedir.

Uzmanlar buna Portekizcede terra preta (Tür: "karanlık toprak") ve hatta bazen siyah altın diyorlar. Çünkü bilimsel analizler, katran renkli bu toprağın modern bilim insanlarının bugüne kadar gördüğü besin açısından en zengin topraklardan biri olduğunu gösteriyor. Bu toprak azot, potasyum ve fosfor açısından son derece zengindir ve çevresindeki topraklardan çok daha yüksek bir pH değerine sahiptir.

Ağaçlar, karanlık toprakta ortalama Amazon toprağına kıyasla altı kat daha uzun büyürler. Brezilya'daki araştırmacılar 2023 yılında yapılan bir deneyde, ekinlerin zar zor büyüdüğü bozulmuş bir toprağa yalnızca oranında terra preta eklediler ve ekinlerin büyüme hızı aynı süre içinde iki katına çıktı. Bilim insanları bunun şaşırtıcı bir sonuç olduğunu düşünüyorlar.

Brezilya'daki São Paulo Üniversitesinde mikrobiyoloji araştırmacısı olan ve çalışmanın yazarlarından Anderson Santos de Freitas bu durumu şöyle açıkladı:

Yerin altında da aynı etkiyi görüyorsunuz. Kökler daha da büyüyor. Yani karanlık topraktaki bir şey bitkilerin daha büyük, daha güçlü ve daha büyük köklere sahip olmasını sağlıyor.

Bu süper verimli toprak aynı zamanda çok miktarda karbonu hapsediyor gibi görünmektedir. Araştırmalar, çevresindeki toprakta kilogram başına 20 ila 30 gram karbon bulunurken, terra preta'nın kilogram başına 150 grama kadar karbon depoladığını göstermektedir.

Bilim insanları Amazon ormanının 24.281 kilometrekarelik bir diliminde, toprağın sadece %3 veya %4'ü terra preta olmasına rağmen muhtemelen 9 milyon metrik tondan fazla karbon depoladığını hesapladılar.

On yıl öncesine ait matematiksel modeller karanlık toprağın ormanın 150.000 kilometrekareden fazlasını oluşturduğunu öngörüyordu. Bu nedenle, bu toprakların dünyanın karbon yutağı üzerindeki etkisinin tahmin edilenden çok daha büyük olması muhtemeldir.

Benzer karanlık topraklar Kuzey Amerika, Avustralya, Asya ve Avrupa'da da keşfedilmiştir. Roma İmparatorluğu'nun bir zamanlar geliştiği birçok şehirde ve Kuzey Almanya'daki antik Slav yerleşimlerinde bu topraklara rastlamak mümkündür. Gine, Çad, Kamerun, Malavi, Kongo-Brazzaville ve Etiyopya'da terk edilmiş köylerin etrafında da karanlık toprak bulunmuştur ve Afrika'daki karanlık topraklar üzerine yapılan araştırmalar giderek artmaktadır.

Ancak bu toprakların hepsi birbirinden biraz farklı kimyasal bileşimlere sahiptir ve birçoğu Amazon kökenli terra preta'dan daha yakın bir tarihe aittir.

Brezilya'daki Rio de Janeiro Eyalet Üniversitesinden agronomist Dr. Wenceslau Geraldes Teixeira, bu fiziksel veya kimyasal izlerin uzun süre dayanıp dayanmayacağının asıl soru olduğunu belirtiyor. Dr. Teixeira bu durumu şöyle açıkladı:

Amazonların karanlık topraklarının verimliliği, topraktaki besinleri tutmanın en zor olduğu ortamlardan birinde yüzyıllar veya binyıllar boyunca devam etmiştir.

Bu karanlık topraklar aynı zamanda Amazon'un dört bir yanındaki birbirinden uzak yerlerde de bulunur. Hatta bazen başka hiçbir yerde görülmeyen büyüklükte alanlarda ortaya çıkarlar ve bu durum karanlık toprakların gizemini daha da cazip hale getirir.

Gizemli Bir Köken

Avrupalılar 1880'lerde Amazon'daki gizemli karanlık toprak parçalarını ilk fark ettiklerinde, bunların volkanik serpinti kalıntıları veya kurumuş antik göller ve göletler olması gerektiği yönünde spekülasyonlar yapmışlardı.

Ancak daha sonra yapılan kimyasal analizler, terra preta'nın birikmiş ve çürümekte olan yiyecek atıkları, gübre, kan, idrar, yakacak odundan elde edilen biraz odun kömürü ve kül, çanak çömlek parçaları ile hayvan kemikleri ve kabuklarından oluşan bir karışımdan meydana geldiğini göstermektedir.

Bu yapı, binlerce yıldır olgunlaşan antik bir kompost yığınına benzemektedir. Bu nedenle günümüzde antropologların ve arkeologların büyük bir kısmı, terra preta'nın insan yapımı olduğunu öne sürmektedir. Onlara göre bu toprak, tarih boyunca bu ormanlarda yaşamış milyonlarca yerli halkın günlük yaşam tortularından ibarettir.

Amazon'daki yerli toplulukların çoğu son 500 yıl içinde Batılıların sömürgecilik faaliyetleri nedeniyle yok edilmiş ve tarımsal uygulamalarına dair hiçbir kayıt bırakmamışlardır. Bu yüzden, bu teoriyi doğrulamak ve terra preta'nın yanlışlıkla mı yoksa kasıtlı olarak mı yapıldığını anlamak oldukça zordur.

Brezilya'daki Santa Catarina Federal Üniversitesinden arkeolog Dr. Morgan Schmidt, işte tam da bu nedenle Orta Brezilya'da yer alan Güneydoğu Amazonlarındaki modern Kuikuro halkının yaşam tarzında ipuçları aramaktadır. Günümüzde Kuikuro halkı, temel mahsulleri olan manyok (İng: "manioc") tarlaları yetiştiriyor ve bunları doğrudan tarlada soyarak artıklarının toprakta çürümesine izin veriyorlar.

Daha sonra diğer manyok artıkları köyün etrafındaki büyük ateşlerde yakılarak odun kömürü haline getirilmektedir. Dr. Schmidt, balık atıkları ve hayvan kemikleri veya kendi dışkıları da dahil olmak üzere gıda artıklarının geri kalanının öylece tek bir büyük yığına atılmadığını veya tek bir çukura gömülmediğini belirtiyor.

Kuikuro halkının bu atıkları köyün dört bir yanına, evlerin arasına, arka bahçelerine ve hatta evlerinin içine, çöp yığınları adı verilen küçük kompost alanlarına yayma alışkanlığı vardır. Dr. Schmidt, organik atıklarını biriktirmedikleri yerlerde bile, bu uygulamalar sonucunda topraktaki besin ve organik karbon seviyelerinin son derece yüksek olduğunu vurguluyor.

Üstelik yerel halk tüm bunları kasıtlı olarak yaptıklarını söylüyor. Yerel yaşlılardan biri bu süreci şöyle açıkladı:

Süpürdüğümüz odun kömürünü ve külü toplar, sonra da güzel bir eegepe'ye dönüşmesi için ekeceğimiz yere atarız. Oraya tatlı patates ekebiliriz. Eegepe olmayan bir yere ekim yaptığınızda toprak zayıf kalır. Külü, manyok kabuklarını ve manyok posasını işte bu yüzden atıyoruz.

Nitekim Dr. Schmidt eegepe'nin bileşimini arkeolojik alanlardaki karanlık toprakla karşılaştırdığında, toprağın çok benzer olduğunu gördü. Toprağın konumu da benzerlik gösteriyordu. Günümüze kadar ulaşan antik köylerin arkeolojik alanlarında karanlık topraklar, tıpkı modern çöp yığınlarında olduğu gibi, antik köyün çekirdeği etrafında radyal bir düzende, küçük tümsekler halinde her yere yayılmış durumdadır.

Dr. Schmidt'e göre Kuikuro'nun yöntemleri, büyük olasılıkla karanlık toprağı ilk ortaya çıkaran bin yıllık geleneğin bir yansımasıdır.

Brezilya'daki Batı Pará Federal Üniversitesinde Amazon arkeolojisi profesörü olan ve Dr. Schmidt'in çalışmalarında yer almayan Prof. Dr. Lilian Rebellato, bunun tesadüfen yaratılmış olabileceğini kabul etmenin zor olduğunu ifade ediyor. Kendisi, terra preta'nın "insan zekası ve yaratıcılığının" bir ürünü olduğunu düşünmektedir. Prof. Dr. Rebellato, karanlık toprağın insan yapımı olduğunu doğrulamak için, bu antik ve süper verimli toprağın bulunduğu tüm Amazon bölgesi boyunca yer alan diğer yerli topluluklarda daha fazla araştırma yapılması gerektiğini belirtiyor.

Ancak ABD'deki Oregon Üniversitesinde toprak bilimci olan Prof. Dr. Lucas Silva, antik Amazon karanlık toprağında bulunan bazı moleküler parçacıkların, her şeyin insan yaratıcılığına dayandığı yönündeki bu köklü inançla uyuşmadığını belirtiyor. Araştırmacılar 2021 yılında yaptıkları bir çalışmada, yerel nemli ormanlardan değil, mısır gibi bitkilerden veya açık savan bölgelerindeki bitkilerden gelen bir karbon türünün izlerini buldular.

Fakat bu bitkiler, karanlık toprağın diğer unsurlarından 7.000 yıldan daha uzun bir süre önce oraya ulaşmışlardı. Ardından, araştırmacılar coğrafi olarak başka bir yerden gelen ve insanlar tarafından yapılmış olması mümkün olmayan daha fazla mineral tespit ettiler.

Ekip dokuz yılı aşkın bir süre boyunca sonuçları defalarca kontrol etti, ancak verileri diğer araştırmaların söyledikleriyle eşleştiremedi. Prof. Dr. Silva, parçaları bir araya getirmeye çalıştıklarını ancak cevaplardan çok soruların olduğunu belirtiyor.

Prof. Dr. Silva'nın düşüncesine göre muhtemelen olan şuydu: Antik karanlık toprağı oluşturmak için gerekli olan bazı temel besin maddeleri şiddetli nehirlerle taşınmış ve kıyılarda birikmiş, yerel halk da bu elementleri kendi faydalarına kullanmıştı.

Prof. Dr. Silva, bunun karanlık toprağın oluşumuna dair gizemin henüz çözülmekten çok uzak olduğu anlamına geldiğini ve köken hikayesini aydınlatmanın, toprağın geleceği için hala büyük bir önem taşıdığını vurgulayarak bunu şöyle açıkladı:

Eğer bunu yeniden yaratmaya çalışacaksanız, en başta nasıl yaratıldığını gerçekten anlamamız gerekir.

Karanlık Toprağı Kopyalamak

Prof. Dr. Silva, bugüne kadar hiç kimsenin karanlık toprağı mükemmel bir şekilde yeniden yaratamamasının nedeninin bu gizem olduğunu düşünüyor. Brezilya'da 2001 yılında Terra Preta Nova adlı bir proje başlatılmıştı. Prof. Dr. Silva, araştırmacıların ne verimlilik ne de karbon konusunda karanlık toprağın yakınına bile yaklaşamadıklarını belirterek, bu toprağın fiziksel ve kimyasal doğasının tamamen farklı olduğunu ifade ediyor.

Yine de bilim insanları eninde sonunda buna benzer bir şey başarabileceklerinden umutlular. En azından modern dünyaya, yani tarımı geliştirmek ve iklim kriziyle mücadeleye yardımcı olmak için uygulanabilecek bazı dersler çıkarabileceklerini düşünüyorlar.

Topraktaki sadece 'lik karanlık toprak oranının bile bitki büyümesini iki katına çıkarabileceğini gösteren araştırmanın arkasındaki isim olan Santos de Freitas, geçmişteki projelerin bu besin açısından zengin toprağı kopyalamada muhtemelen başarısız olduğunu, çünkü formülünde çok fazla bileşen bulunduğunu söylüyor.

Biyokömür (İng: "biochar"), mikroplar, besinler ve coğrafi konum gibi etkenlerin olduğunu belirten Santos de Freitas, taklit edilmesi zor olan pek çok küçük ayrıntının bulunduğunu ifade ediyor.

Santos de Freitas, terra preta'nın sırrının her şeyden çok mikroplarında yattığını düşünüyor. Laboratuvar ortamında toprağın verimliliği için çok önemli olan bir dizi bakteriyi izole etti ve her bir mikrobun ne yaptığını anlamak için çalışıyor. Araştırmacıların elde ettiği sonuçlar henüz başlangıç aşamasında ve yayımlanmamış olsa da, örneğin azotu sabitlemekten sorumlu bazı yeni bakteri türlerini ve besinleri çözmekten sorumlu diğer bazı türleri şimdiden tanımlamayı başardılar.

Santos de Freitas bu durumu şöyle açıkladı:

Nihai ürüne daha çok yolumuz var, ancak bu, toprağa atabileceğimiz ve bitkinin daha iyi büyümesini sağlayacak bir formül, bir mikrop karışımı olacak.

Araştırmacılar, bu karışımın aynı zamanda toprağın daha fazla karbon depolamasına olanak sağlamasını umut ediyorlar.

Cornell Üniversitesinde toprak biyojeokimyacısı olan Prof. Dr. Johannes Lehmann da bu görüşe katılıyor. Prof. Dr. Lehmann, elbette antik karanlık toprakları aynen yaratamayacağımızı, zira onları şimdi yaratırsak artık antik olmayacaklarını belirtiyor. Ayrıca terra preta'nın, günümüzde toprakta istemediğimiz veya taklit etmek istemediğimiz materyaller de içerdiğini vurguluyor. Prof. Dr. Lehmann, "Çanak çömlek yapıp parçalamak istiyor muyuz? Pek sayılmaz," diyerek durumu özetliyor.

Kendisi, 1990'lardan beri terra preta'nın benzersizliğinin içerdiği bol miktardaki odun kömüründen kaynaklandığını ve asıl ders çıkarmamız gereken şeyin bu olduğunu savunuyor. Odun kömürü, yağış olduğunda suyun araziyi seyreltmesi yerine toprağın besin maddelerine tutunmasına yardımcı olmaktadır.

Örneğin odun kömürü bulunan toprakta kalsiyumun birkaç kat daha yüksek olduğunu, ancak buna rağmen kalsiyumun süzülüp gitmesinin çok daha düşük seviyelerde kaldığını belirten Prof. Dr. Lehmann, bunun taklit edilmesi gereken çok ilginç bir özellik olduğunu ifade ediyor.

Odun kömürü yapmak için organik maddelerin yakılması havaya kirletici karbondioksit salınımına neden olduğundan, araştırmacılar biyokömür adı verilen ve odun kömürüne benzeyen bir madde geliştirdiler. Biyokömür, organik atıkların yüksek sıcaklıklı bir fırında olduğu gibi, oksijenle temas ettirilmeden ısıtılmasıyla elde edilmektedir.

Prof. Dr. Lehmann, Kolombiya'daki mısır tarlalarına biyokömürü ilk serptiğinde, bu ekinler biyokömürsüz emsallerine göre dönüm başına 0'a kadar daha fazla mısır verdi. Prof. Dr. Lehmann, topraklardaki karbon içeriğini nasıl artırabileceğimizi çözebilirsek, o zaman gerçekten bir şeyler öğrenmiş olacağımızı belirtiyor.

O günden bu yana biyokömür, Uluslararası Biyokömür Girişimi (İng: "International Biochar Initiative") gibi kuruluşların öncülüğünde, dünya çapında yüzlerce ticari şirket tarafından bahçecilik ve tarım için doğal bir gübre olarak ve iklim krizini hafifletmeye yönelik olası bir strateji olarak kullanılmaya başlandı.

Birleşik Krallık'taki bilim insanları, atmosferden milyonlarca ton karbonu başarılı bir şekilde uzaklaştırıp uzaklaştıramayacağını test etmek ve ülkenin emisyon hedeflerine ulaşmasına yardımcı olmak için tarlalara 200 ton biyokömür gömüyorlar.

Ancak Prof. Dr. Lehmann'ın hala çözemediği büyük bir sorun var: Modern toplumların topraklarımızı temelden değiştirecek ve dünya çapındaki karbon yutma yeteneklerimizde fark yaratacak kadar karanlık toprağa dönüştürmeye yetecek seviyede biyokömürü bugün nasıl üretebileceği henüz tam olarak bilinmiyor.

Terra Preta Nova projesini yürüten toprak araştırmacılarından biri olan Geraldes Teixeira, yığınlarca karanlık toprak yapmanın tek hedef olmaması gerektiğini savunuyor. Belki de karanlık toprak hiçbir zaman bu kadar büyük ölçeklere taşınmak için var olmamıştı.

Sonuçta bu topraklar, tarımı bizim küreselleşmiş, agresif ve endüstriyel çabalarımızdan temelde çok daha farklı bir şekilde uygulayan küçük ve birbirine sıkı sıkıya bağlı yerel topluluklar tarafından yaratılmıştı.

Günümüzde Amazon'daki arkeolojik alanlarda bulunan terra preta'nın büyük bir kısmı muhtemelen devasa miktarlarda organik malzemenin, külün ve uzun süreli yakma işlemlerinden elde edilen odun kömürünün birleşimiyle oluşmuştu. Dr. Teixeira bunun kolay bir iş olmadığını ve küçük çiftçilere yönelik bir fikir olduğunu belirtiyor.

Dahası, terra preta benzeri herhangi bir toprak geliştirme projesi varlığını yerel halkın bilgeliğine borçlu olacaktır. Karanlık toprağı modern bir ticari ürüne dönüştürmenin hem etik hem de pratik sonuçları vardır. Laboratuvarda yeni bir terra preta üretirsek, bu hala terra preta sayılır mı?

Terra preta ticarileştirilir ve karlı hale gelirse bundan kim fayda sağlayacak? Terra preta'nın nereden geldiğini bulamazsak, ortaya çıkışından kim sorumlu tutulacak? Sırları geniş kitlelerle paylaşılırsa, açgözlü şirketlerin antik arkeolojik alanları yok etmesini ve bu antik verimli kalıntıları büyük ölçekli ekonomiler için kazmasını nasıl engelleyeceğiz?

Dr. Teixeira, terra preta'nın dünyanın her yerinde işe yaramayacağını vurguluyor. Farklı ortamlar farklı toprak türlerine sahiptir; bu nedenle, bu benzersiz özellikleri kullanmaya ve topraklarımızda yerel olarak küçük iyileştirmeler yapmaya odaklanmalıyız.

Dr. Teixeira'ya göre, eğer karanlık topraktan gerçekten öğreneceğimiz tek bir şey varsa, o da ekinleri nasıl yetiştirdiğimiz, ormanlarımızı nasıl yaktığımız veya atıklarımızı nasıl yönettiğimiz gibi şu anda kurduğumuz sistemlerin uzun vadede sürdürülebilir olmadığı gerçeği olmalıdır. Bir adım geri çekilip sistemlerimizi nasıl yeniden yapılandırabileceğimizi düşünmemiz gerektiğini belirtiyor.

Dr. Teixeira, "Öğrenebileceğimiz şey şu: İnsanlar sadece çevrelerindeki kaynakları kullanarak daha iyi bir toprak yaratabildiler ve bu uzun ömürlü oldu," diyerek, bunun daha iyisini yapabileceğimize dair güçlü bir örnek teşkil etmesi gerektiğini vurguluyor.