Habere Güven

Son Dakika Hızlı Haber ve Güncel Gelişmeler

Monica Grady: Ay’da bitkiler nasıl yetiştirilir

A+ | A-

Bahçenizi büyütmek için neye ihtiyacınız var? Hafif yağmur sağanakları ile değişen bol güneş ışığının ve bitkileri tozlaştırmak için meşgul arılar ve kelebeklerin yanı sıra, temel mineralleri sağlamak için iyi, zengin toprağa ihtiyacınız vardır. Ama zengin toprağınız, sağanak yağmurlar, arılar ve kelebekler olmadığını hayal edin. Ve güneş ışığı ya çok sert ve doğrudandı ya da yoktu ve bu da dondurucu soğuklara neden oluyordu.

Bitkiler böyle bir ortamda büyüyebilir mi – eğer öyleyse hangileri? Ay’daki (ve Mars’taki) kolonistlerin, gezegen komşularımız üzerinde insan keşfinin devam etmesi durumunda (veya ne zaman) ele alması gereken soru budur. Şimdi Communications Biology’de yayınlanan yeni bir çalışma, cevaplar sağlamaya başladı.

Araştırmanın arkasındaki araştırmacılar , Apollo astronotları tarafından Ay’ın üç farklı yerinden getirilen ay regoliti (toprak) örneklerinde hızla büyüyen Arabidopsis thaliana bitkisini yetiştirdiler.

Kuru ve çorak toprak

Yine de bu, Ay regolitinde bitki yetiştirmeye yönelik ilk girişim değil , ancak neden gelişmediklerini gösteren ilk girişim.

Ay regoliti karasal topraklardan çok farklıdır. Başlangıç ​​olarak, Dünya’daki toprağın özelliği olan organik maddeyi (solucanlar, bakteriler, çürüyen bitki maddeleri) içermez. Ayrıca doğal bir su içeriğine de sahip değildir.

Ancak, karasal topraklarla aynı minerallerden oluşur, bu nedenle su, güneş ışığı ve hava eksikliğinin bir ay habitatında bitki yetiştirerek iyileştirildiğini varsayarsak, o zaman regolit bitki yetiştirme potansiyeline sahip olabilir.

Araştırma, durumun gerçekten böyle olduğunu gösterdi. A. thaliana’nın tohumları, Apollo materyalinde karasal toprakta olduğu gibi aynı oranda çimlendi. Ancak karasal topraktaki bitkiler kök stokları geliştirmeye ve yaprak dökmeye devam ederken, Apollo fideleri bodurdu ve kök büyümesi zayıftı.

Araştırmanın ana itici gücü, bitkileri genetik düzeyde incelemekti. Bu, bilim adamlarının hangi spesifik çevresel faktörlerin strese karşı en güçlü genetik tepkileri uyandırdığını anlamalarına izin verdi. Tüm Apollo fidelerindeki stres reaksiyonunun çoğunun, ay örneklerinde oldukça reaktif olan (son ikisi karasal toprakta yaygın olmayan) tuzlar, metal ve oksijenden geldiğini buldular.

Deneyde yetiştirilen bitkilerin görüntüsü.
Her toprak için farklı kuyularla deneysel sonuçlar. Paul ve ark. , CC BY-SA

Üç Apollo örneği, en yavaş büyüyen Apollo 11 örnekleriyle birlikte, farklı derecelerde etkilendi. Üç Apollo toprağının kimyasal ve mineralojik bileşiminin birbirine ve karasal örneğe oldukça benzer olduğu göz önüne alındığında, araştırmacılar, oyundaki tek kuvvetin besinler olmadığından şüpheleniyorlardı.

JSC-1A olarak adlandırılan karasal toprak, normal bir toprak değildi. Ay yüzeyini simüle etmek için özel olarak hazırlanmış bir mineral karışımıydı ve hiçbir organik madde içermiyordu.

Başlangıç ​​malzemesi, tıpkı ay regolitinde olduğu gibi bazalttı. Karasal versiyon ayrıca, ay regolitinde bol miktarda bulunan “ camsı aglutinatlar ” (erimiş camla karıştırılmış küçük mineral parçaları) için bir analog olarak doğal volkanik cam içeriyordu.

Bilim adamları, aglutinatları, Apollo toprağındaki fidelerin karasal toprağa kıyasla büyüme eksikliğinin ve ayrıca üç ay numunesi arasındaki büyüme modellerindeki farkın potansiyel nedenlerinden biri olarak kabul ettiler.

Aglütinatlar, ay yüzeyinin ortak bir özelliğidir. İronik olarak, bunlar “ay bahçesi” olarak adlandırılan bir süreçle oluşturulurlar. Ay yüzeyinin kozmik radyasyon, güneş rüzgarı ve uzay aşınması olarak da bilinen ufacık göktaşları tarafından bombardımanı yoluyla regolitin değişmesinin yolu budur.

Yüzeye çarpan minik göktaşlarını yavaşlatacak bir atmosfer olmadığı için, çarpma bölgesinde yüksek hızda çarparak erimeye ve ardından söndürmeye (hızlı soğumaya) neden olurlar.

Yavaş yavaş, cam tarafından bir arada tutulan küçük mineral kümeleri oluşur. Ayrıca, uzayda aşınma süreciyle oluşan küçük demir metal parçacıkları (nanofaz demir) içerirler.

Apollo örneklerindeki camsı aglutinatlar ile karasal örnekteki doğal volkanik cam arasındaki en büyük fark bu demirdir. Bu aynı zamanda bitkinin genetik profillerinde tanınan metalle ilişkili stresin en olası nedeniydi.

Bu nedenle, Ay substratlarındaki aglütinatların varlığı, Apollo fidelerinin JSC-1A’da yetiştirilen fidelere, özellikle Apollo-11’e kıyasla mücadele etmesine neden oldu. Bir ay regolit örneğindeki aglütinatların bolluğu, ay toprağının ” olgunluğu ” olarak adlandırılan, malzemenin yüzeyde maruz kaldığı sürenin uzunluğuna bağlıdır .

Çok olgun topraklar uzun süredir yüzeydedir. Bunlar, regolitin kraterler oluşturan daha yakın tarihli çarpma olayları tarafından bozulmadığı yerlerde bulunurken, olgunlaşmamış topraklar (yüzeyin altından) taze kraterlerin etrafında ve dik krater yamaçlarında meydana gelir.

Üç Apollo örneğinin farklı olgunlukları vardı ve Apollo 11 malzemesi en olgun olanıydı. En fazla nanofaz demiri içeriyordu ve genetik profilinde en yüksek metalle ilişkili stres belirteçlerini sergiledi.

Genç toprağın önemi

Çalışma, daha olgun regolitin fide yetiştirmek için daha az olgun topraktan daha az etkili bir substrat olduğu sonucuna varıyor. Bu önemli bir sonuç, çünkü regoliti bir kaynak olarak kullanarak bitkilerin ay habitatlarında yetiştirilebileceğini gösteriyor. Ancak habitatın konumu toprağın olgunluğuna göre yönlendirilmelidir.

Ve son bir düşünce: bulguların dünyamızın bazı yoksul bölgeleri için de geçerli olabileceği aklıma geldi. “Okullara ve hastanelere daha iyi harcanabilecekken neden tüm bu parayı uzay araştırmalarına harcıyorsun?” şeklindeki eski argümanı tekrarlamak istemiyorum. O da ayrı bir yazının konusu olurdu.

Ancak bu araştırmadan ortaya çıkan ve Dünya’da uygulanabilecek teknolojik gelişmeler var mı? Strese bağlı genetik değişiklikler hakkında öğrenilenler, kuraklığa daha dayanıklı mahsuller geliştirmek için kullanılabilir mi? Veya daha yüksek seviyelerde metalleri tolere edebilen bitkiler?

Ay’da bitki yetiştirmenin, Dünya’da bahçelerin daha yeşil olmasına yardımcı olması büyük bir başarı olurdu.

Monica Grady

Professor of Planetary and Space Sciences, The Open University