Nefesimizin hesabı çıktı: İnsan metabolizması yılda 2 milyar ton CO₂ üretiyor

Bir dilim ekmek yediğinizde, birkaç ay önce bir buğday tarlasının havadan çektiği karbonu bir süreliğine ödünç almış olursunuz. Vücudunuz o ekmeği enerjiye çevirirken bu karbonu oksijenle birleştirir ve karbondioksit olarak nefesinizle geri verir. Tek bir kişi için önemsiz görünen bu alışverişin bütün insanlık için toplamı ise şimdiye kadar insanların gündelik hayatında yapılmış ölçümlere dayanarak, geniş ölçekte hiç hesaplanmamıştı.

İngiltere'deki Bath Üniversitesi öncülüğünde yürütülen ve The Lancet Planetary Health dergisinde yayımlanan bir çalışma bu boşluğu doldurmaya girişti. Hesaba göre insanların metabolizmasıyla ürettiği karbondioksit 1985'te yılda 1,18 milyar ton iken 2015'te 2,05 milyar tona çıktı; otuz yılda yüzde 74'lük bir artış. Araştırmacılara göre bu artışın yüzde 60'tan fazlası nüfus büyümesinden geliyor.

Rakam ilk bakışta ürkütücü görünebilir, ama çalışmanın asıl mesajı başka: nefesle verdiğimiz karbondioksit, fosil yakıt yakarak havaya saldığımızla aynı türden değil. Çalışmanın değeri, iklimi kimin ısıttığını değil, karbonun nereden gelip nereye gittiğini daha doğru hesaplamakta yatıyor.

Ölçüm nasıl yapıldı: çift işaretli su

Bir insanın gündelik hayatında ne kadar karbondioksit ürettiğini, onu laboratuvarda bir maskeye bağlamadan ölçmenin en güvenilir yolu "çift işaretli su" (doubly labelled water) yöntemi. Katılımcı, hidrojeni ve oksijeni ağır izotoplarla (döteryum ve oksijen-18) işaretlenmiş bir miktar su içer. Hidrojen vücuttan yalnız su olarak atılırken oksijen hem su hem karbondioksit yoluyla çıkar. İdrar örneklerinde iki izotopun ne hızla azaldığı karşılaştırılınca, aradaki farktan kişinin birkaç gün ile birkaç hafta boyunca ürettiği karbondioksit hesaplanabilir. Kişi bu sürede evinde, işinde, sokakta olağan hayatını sürdürür.

Ekip, Uluslararası Atom Enerjisi Ajansı'nın (IAEA) bu yöntemle yapılmış ölçümleri topladığı veri tabanından yararlandı. Makalenin özetine göre 1986-2019 arasında toplanan 9.006 ölçüm, 6.756 kişiden (4.479 kadın, 2.277 erkek) geliyor; katılımcıların yaşı yenidoğandan 101'e kadar uzanıyor. Araştırmacılar önce bu ölçümlerden vücut kütlesi ve cinsiyete göre ayarlanmış bir karbondioksit üretim modeli kurdu. Ardından bu modeli Dünya Sağlık Örgütü, BM Ekonomik ve Sosyal İşler Dairesi ve bulaşıcı olmayan hastalık risk faktörlerini izleyen NCD-RisC işbirliğinin ülke ülke nüfus ve vücut ağırlığı verileriyle birleştirerek 1985-2015 dönemi için dünya toplamını çıkardı.

Tablodaki veriler Bath Üniversitesi'nin duyurusundan ve makalenin PubMed'de yer alan özetinden derlendi.

Artışın asıl nedeni: daha kalabalığız

Çalışmanın başyazarı, Bath Üniversitesi Egzersiz, Beslenme ve Metabolizma Merkezi'nden Prof. Javier Gonzalez, üniversitenin duyurusunda şöyle diyor: "Hepimiz yalnızca besini enerjiye çevirerek karbondioksit üretiyoruz, ama bunun dünya genelinde ne kadara ulaştığı konusunda şimdiye kadar iyi bir fikrimiz yoktu. Bulduğumuz şey, artışın esas olarak sayımızın artmasından kaynaklandığı."

Makalenin özetine göre ortalama vücut kütlesindeki artışın da küçük bir katkısı var, ama belirleyici olan nüfus. Kişi başına düşen değerlerdeki kadın-erkek farkı nüfus düzeyinde dengeleniyor. Kıtalar arasındaki farklar da fizyolojiden değil nüfus dağılımından kaynaklanıyor; dünyadaki metabolik karbondioksit üretiminin çoğunu Asya karşılıyor.

Kaba bir sağlama yapmak mümkün. Dünya Bankası'nın nüfus verisine göre dünya nüfusu 1985'te yaklaşık 4,85 milyar, 2015'te yaklaşık 7,44 milyardı. Çalışmanın toplamlarını bu sayılara bölünce kişi başına yıllık değer 243 kilogramdan yaklaşık 275 kilograma, yani yüzde 13 kadar çıkıyor; aynı dönemde nüfus ise yüzde 53 arttı. Bu bölme işlemi bize ait, ama tablonun neden nüfusla açıklandığını gösteriyor. Bebekler ve çocuklar da ortalamanın içinde olduğu için kişi başına düşen günlük miktar 750 gram civarında kalıyor.

Aynı kaba yöntemle, 2015'te nüfusu Dünya Bankası verisine göre yaklaşık 78,2 milyon olan Türkiye'nin payı 21 milyon ton civarında olurdu. Ancak bu çalışmanın verdiği bir rakam değil; Türkiye'nin yaş yapısı ve ortalama vücut ağırlığı dünya ortalamasından farklı olduğu için gerçek değer bundan sapabilir.

Nefesimiz iklimi ısıtıyor mu?

Kısa cevap: hayır, en azından fosil yakıtların ısıttığı biçimde değil. Bunu anlamak için karbonun iki farklı döngüsünü ayırmak gerekiyor. Bitkiler fotosentezle havadaki karbondioksiti alır ve şekere, nişastaya, liflere dönüştürür. Biz bu bitkileri ya da onlarla beslenen hayvanları yediğimizde, aynı karbon vücudumuzda yakılır ve genellikle birkaç ay ya da birkaç yıl önce alındığı havaya geri döner. Bilim insanları buna hızlı ya da kısa karbon döngüsü diyor. Döngü kapalı olduğu için yeni karbon eklenmez; aynı karbon dolaşır.

Kömür, petrol ve doğal gaz ise milyonlarca yıl önce yer altına gömülmüş karbonu taşır. Bunları yaktığımızda, uzun süredir döngünün dışında kalmış karbonu atmosfere ekleriz. Atmosferdeki karbondioksit birikiminin asıl kaynağı bu ek.

Gonzalez da bu ayrımın altını çiziyor: "Önemli olan şu: nefesle verdiğimiz karbondioksit, fosil yakıt yakmakla aynı şey değil. Nefes almanın iklim değişikliğini sürüklediğini söylemiyoruz." Araştırmacılar bulgunun insanlara daha az egzersiz yapmalarını ya da beslenmelerini değiştirmelerini önermek anlamına gelmediğini, amacın karbon muhasebesini iyileştirmek olduğunu vurguluyor.

Burada bir ayrıntıyı da not etmek gerek: yediğimiz besini yetiştirmek, işlemek ve taşımak için harcanan fosil enerji ayrı bir hesabın konusu. Bu çalışma yalnız vücudun besini yakarken çıkardığı karbondioksiti ölçüyor; tarladan sofraya uzanan zincirin salımları bunun dışında.

Ölçek fikri vermek için bir karşılaştırma: Global Carbon Project verilerini derleyen Our World in Data'nın tablosuna göre 2015'te fosil yakıtlar ve çimento üretiminden kaynaklanan karbondioksit salımı yaklaşık 35,4 milyar tondu. İnsan metabolizmasının 2,05 milyar tonu bunun yaklaşık yüzde 6'sına denk geliyor. Ama yukarıda anlatılan nedenle bu iki sayı aynı terazide tartılacak türden değil; biri döngüye yeni karbon eklerken öteki dolaşan karbonu geri veriyor.

Peki metan ve diğer gazlar?

The Lancet Planetary Health çalışmasının özeti yalnız karbondioksiti ele alıyor; nefesle çıkan öteki sera gazları bu hesabın dışında. Bu gazlara başka bir ekip bakmıştı. Nicholas Cowan ve arkadaşlarının 2023'te PLOS ONE dergisinde yayımladığı çalışmada İngiltere'den 104 gönüllünün 328 nefes örneği incelendi. Katılımcıların yüzde 31'i nefesle ölçülebilir miktarda metan veriyordu; azot oksit (N₂O) ise tüm katılımcıların nefesinde vardı.

Metan, bağırsaktaki bazı mikropların besin artıklarını parçalarken ürettiği bir gaz; bir kısmı kana geçip nefesle dışarı atılıyor. Ekibin hesabına göre İngiltere'de insan nefesi yılda yaklaşık 1,04 bin ton metan ve 0,069 bin ton azot oksit salıyor; bu, ısıtma etkisi bakımından yaklaşık 53,9 bin ton karbondioksite eşdeğer. Rakamlar İngiltere'nin ulusal sera gazı envanterindeki toplam metanın yaklaşık yüzde 0,05'ine, azot oksidin ise yüzde 0,1'ine karşılık geliyor. Yani bu gazlar küçük ama sıfır değil; üstelik metan ve azot oksit karbondioksitten çok daha güçlü sera gazları olduğundan, kısa döngüden gelen karbondioksit gibi "etkisiz" sayılamıyor.

Neden hesaplamaya değer?

Karbon bütçesi, bir muhasebe defterine benzer: hangi kaynaktan ne kadar karbon girip hangi yutağa ne kadar çıktığını bilmek gerekir. Defterde büyük bir kalem eksikse, geri kalan rakamlar da yanlış yorumlanabilir. Araştırmacılara göre insan metabolizması bu hareketin azımsanmayacak bir parçası, özellikle de kalabalık kasaba ve şehirlerde.

Makalenin özetindeki yorum da bu yönde: insan metabolizması hızlı karbon döngüsünün nicel olarak önemli bir bileşeni ve karbon sistemi modellerinde hesaba katılmalı. Gonzalez'e göre bu bilgi, bilim insanlarının karbon azaltma stratejilerinin ne kadar etkili olacağını daha doğru öngörmesine yardım edebilir.

Çalışmanın sınırları

Bu bir modelleme çalışması: dünya toplamı doğrudan ölçülmedi, binlerce kişide yapılan ölçümlerden kurulan bir model ülkelerin nüfus ve vücut ağırlığı verilerine uygulanarak tahmin edildi. Modelin doğruluğu, ölçüm yapılan gönüllülerin dünya nüfusunu ne kadar iyi temsil ettiğine bağlı. Hesap 2015'te bitiyor; son on yılın değerleri henüz yok. Dergideki tam metne erişemediğimiz için ülke ve yaş gruplarına göre ayrıntılı dağılımı ve yazarların kendi belirsizlik aralıklarını burada aktaramıyoruz.

Sırada ne var?

Makalenin özetinde, dünya nüfusunun bu yüzyılın ortası ile sonları arasında zirveye ulaşmasının beklendiği ve metabolik karbondioksitin dünya genelindeki karbon akışlarındaki payının artacağı belirtiliyor. Açık soru, bu kalemin şehir ölçeğindeki karbon izleme çalışmalarına ve dünya ölçeğindeki modellere ne kadar hassas işleneceği. Nefes iklimi ısıtmıyor olabilir; ama ne kadar karbonun döngüde dolaştığını bilmeden, döngüye dışarıdan ne kadar eklendiğini de tam olarak bilemeyiz.

Fotoğraf: Zumrasha, Public domain, Wikimedia Commons