Mars yüzeyinde radyasyona maruz kalmak bitkilerin büyümesini engelleyebilir
Mars’ta patates yetişmeyecek mi? Mars’ın yüzeyindeki radyasyona maruz kalma, şimdi bir deneyin önerdiği gibi, seralarda bitki yetiştirmek için muhtemelen çok yüksektir. Çavdar ve tere bitkileri, Mars’a özgü bir radyasyon dozu altında filizlendi, ancak kısa bir süre sonra deformasyonlar ve karasal koşullardakinin sadece yarısı kadar biyokütle geliştirdi. Bu deneyim, gelecekteki Mars sakinlerinin gıda bitkilerini yüzey altında veya özel radyasyondan korunma örtüleri altında yetiştirmeleri gerektiği anlamına gelebilir.
İnsanlar gelecekte Mars’ta yaşayacaklarsa, en azından kısmen – örneğin sebze yetiştirerek – kendi geçimlerini sağlayabilmelidirler. İlk testler, bitkilerin organik malzeme ile zenginleştirilmişse Mars regolitinde gelişebileceğini zaten göstermiştir. Antarktika’da ve Uluslararası Uzay İstasyonu ISS’de, marul ve benzerleri için uygun üreme yöntemleri, ay ve Mars’taki koloniler için test ediliyor. Ve Çin ay sondası Chang’e 4’ün içinde bile ilk bitkiler filizlendi.
Ay ve Mars’ta radyasyondan korunma eksikliği
Ancak Ay ve Mars’taki sera planları şu ana kadar bir faktörü büyük ölçüde göz ardı etti: radyasyon. Dünyanın manyetik alanı ve yoğun dünya atmosferi bir radyasyon koruma örtüsü görevi görür ve dünyevi doğayı sert kozmik ve güneş radyasyonundan nispeten iyi korurken, ay ve Mars’ta durum böyle değildir. Her ikisi de koruyucu bir manyetik alandan yoksundur ve Mars atmosferi sadece incedir.
Delft reaktör enstitüsünden Nyncke Tack ve meslektaşları, “Mars gezgini Curiosity tarafından yapılan ölçümlere göre, Mars yüzeyindeki radyasyona maruz kalma günde ortalama 233 mikrogri” diyor. “Bu, dünya yüzeyindeki en yüksek radyasyon dozundan 17 kat daha fazla.” Mars’a bir güneş fırtınası vurursa, ölçümlerin gösterdiği gibi radyasyona maruz kalma tekrar 50 kata kadar artabilir.
Mars radyasyonu altında tere ve çavdar yetiştirmek için kurşun kaplamalı test odası
Kurşun odasında çavdar ve tere
Tack ve ekibi şimdi yetiştirme deneylerinde hem uzun süreli maruz kalmanın hem de ara sıra “güneş fırtınalarının” çavdar ve tere büyümesini nasıl etkilediğini test etti. Bunu yapmak için, test bitkilerini normal saksı toprağına ekti ve içinde radyoaktif kobalt-60 formundaki çeşitli radyasyon kaynaklarının askıya alındığı kurşun kaplı bir test odasında büyümelerine izin verdi.
Bunlar, yaklaşık 270 mikrogrilik tek tip, alan çapında bir doz yayınladı. Araştırmacılara göre bu, merakla ölçülen değerlerden biraz daha yüksek, ancak yine de anlamlı olacak kadar yakın. Bazı test tesisleri ayrıca, Mars’taki güneş fırtınalarından biri sırasında ölçülen dozla kabaca aynı olan, 30 miligray’lik bir ila dört kısa radyasyon patlaması aldı.
Deformasyonlar ve zayıf büyüme
Sonuç: Beklendiği gibi, artan radyasyonun bitkilerin çimlenmesi üzerinde çok az etkisi oldu – benzer bir şey daha önce önerilmişti. Ancak, nispeten yakında, büyüyen bitkiler, Tam’in bildirdiği gibi, yapraklarda ilk bozulmaları ve renk bozulmasını gösterdi ve büyümede sıkıştı. Bu, hem “güneş fırtınası” yaklaşımlarına hem de 270 mikrogride sabit tutulan bitkilere uygulandı.
Etki biyokütle ile daha da belirgindi: çimlenmeden dört hafta sonra, Mars radyasyonu altında büyüyen tere bitkilerinin kuru ağırlığı yüzde 32, çavdar ile yüzde 48 oranında azaldı. Tack ve meslektaşlarına göre, bu, en azından bazı mahsullerin, Marslıların tipik olarak iyonlaştırıcı radyasyona maruz kalmasına önceden varsayıldığından daha duyarlı tepki verebileceğini gösteriyor.
Ekip, kozmik radyasyona özgü özellikle yüksek enerjili parçacık radyasyonunun bir kısmının testlerde eksik olması nedeniyle, gerçek zarar verici etkinin testlerde bulunandan daha büyük olabileceğini yazıyor.
Mars yeryüzü görüntüsü
Bitki yetiştirme sadece yeraltında mı?
Bu sonuç diğer bitkiler için de doğrulanırsa, bunun gelecekteki Mars kolonileri için önemli sonuçları olacaktır. Çünkü taze sebzelerle kendi kendine yeterlilik planları değiştirilmelidir. Tack ve meslektaşları, “Sonuçlar, Mars yüzeyindeki seralarda bitki yetiştirmenin çok başarılı olmayabileceğini öne sürdükleri için, Mars’ta gelecekteki uygarlıklar için endişe kaynağı oluyor” diyor.
Bunun yerine, gelecekteki Mars kolonistleri, ürünlerini Mars yüzeyinin altındaki tesislerde veya özel radyasyon koruma örtüleri altında yetiştirmeye zorlanabilir. Wageningen Üniversitesi’nden ortak yazar Wieger Wamelink, “Bir seçenek, bitkileri ve insanları radyasyona maruz kalmaktan koruyan regolit kaplı bir kubbede bitkileri yetiştirmek olabilir.” diyor. “Bunu başarmak, yüzeydeki bir seradan daha zor.” (Frontiers in Astronomy and Space Sciences, 2021; doi: 10.3389/fspas.2021.665649)
Yorumlar