Mars’ta Tarım Yapmak, Zor Ama İmkânsız Değil!

Birçok bilim-kurgu filminde uzayda bir çiftlik kurulup, uzay kolonisinde insanların ve hatta hayvanların rahatlıkla yaşadığına, besin ihtiyaçlarını karşıladıklarına rastlamışızdır. Yüzyıllar öncesinde uzaya gitmek bile bir hayalden ibaretken, şu an bunun mümkün olduğuna bizzat şahitlik ediyoruz.

Resim-1. Marslı filminde astronot Mark Watney dışkısını kullanarak patates üretiyor. (Image Credit: “The Martian” film.)

Marslı filminde astronot Mark Watney dışkısını kullanarak patates üretiyor.

Bilim-kurgu filmleri/dizileri aslında bize gelecek hakkında bilgiler vermektedir. Örneğin, Jetgiller çizgi dizisinden hatırladığınız birçok detay artık günümüzde yaşamın bir parçası olmuş durumda.

Her geçen gün artan teknoloji ve insanlığın bitmek bilmeyen heyecanı ve merakı bizleri yaşadığımız gezegenin dışına yönelmeye teşvik ediyor.

Gezdiğimiz gezegenlerin atmosferinde, yeryüzünde bulunan en ufak bir yaşam kalıntısının belirtisi hepimizi heyecanlandırıyor. Ay’dan sonra Mars gibi gezegenlere olan ilgi de gün ve gün artmaktadır. Bu ilgi neticesinde Mars’ta yaşam kalıntısı çalışmaları ile beraber Mars’ta kolonileşme ve çiftlik kurma çalışmaları yürütülmektedir.

23 Nisan 2023 tarihinde NASA Perseverance 2020 gezgini tarafından çekilen görüntüler tüm uzay bilimcileri ve uzay meraklılarını heyecanlandırdı. Fotoğraflarda kum bir zemin ve kayaçlar görülüyordu.

Uzay aracı örnekler alarak Dünya’ya gönderdi. Daha önce gelen örnekler ve araştırmalar bize Mars atmosferi ve yeryüzü hakkında birçok bilgi sağlamaktaydı. Yeni gelecek bilgileri ışığında Mars hakkında daha çok bilgi sahibi olacağız.

Resim-2. Nisan-Mayıs 2023 NASA Perseverance 2020 gezgini tarafından çekilen görüntü (Image Credit: NASA/JPL).

1 Mayıs 2023 tarihine kadar Mars’ta tarım hakkında neler biliyoruz bir derleme olarak bakalım.

Marslı filminde astronot Mark Watney, verimsiz Mars toprağında kendi dışkısı ile patates yetiştirerek Kızıl Gezegen’de mahsur kaldıktan sonra hayatta kalıyor. Peki bu güncel bilgilerimiz ile ne kadar mümkün?

Geleceğin Mars astronotları, yalnızca ikmal görevi ile yiyecek beklemeden Mars’ta çeşitli besinler üretmek zorunda kalacaklar. 11 Nisan 2011 tarihinde Science News dergisinde yayınlanan makaleye göre astronotların, farklı gezegenlerin olumsuz koşullarını ekarte edecek yöntemleri kullanarak farklı türlerin verimsiz arazi koşullarında yetiştirebilir olması varsayılmaktadır.

Yine Science News dergisinde 22 Eylül 2015 yılında yayınlanan bir makaleye göre, Marslı filmindeki gibi Kızıl Gezegen’de yalnızca dışkı ile gübrelenmiş sebzeleri yetiştirmekten çok daha karmaşık bir sürece sahip olması gerektiğini gösteriyor.

Bir grup araştırmacı, üç çeşit yapay Mars toprağında marul ve Arabidopsis thaliana otunu ektiler. Mars yüzeyini ve olumsuz koşullarını daha iyi taklit etmek için üçüncü toprak örneğine, NASA’nın Coriosity gezgininin Kızıl Gezegen’de gördüğü volkanik kayalar, killer, tuzlar ve diğer kimyasal bileşenler de eklenerek sıfırdan taklit edildi.

31 Ocak 2019 yılında yayımlanan makale sonucunda hem marul hem de A. thaliana, Mars benzeri doğal topraklarda hayatta kalırken hiçbiri sentetik (yapay) toprakta büyümedi.

Golden’daki Colorado School of Mines’ta çalışan “Sentetik Mars Toprağı” çalışmasında yer alan gezegen bilimci Kevin Cannon, ” Her geçen gün giderek Mars toprağına yakın daha doğru bir yapı elde edildikçe, bitkilerin büyümesinin zorlaşması hiç de şaşırtıcı değil ” diyor.

Gezegenimizdeki topraklarda bitkilerin büyümesi için gerekli olan mikroorganizmalar, mineraller, organik maddeler ve bazı böcekler bulunur. Ama ne yazık ki Kızıl Gezegen’imizde toprağı oluşturan tek şey kayaçların parçalanarak oluşturduğu topraktır.

Toprak içeriğinde bazı mineraller parçaları, volkanik ve buzul kalıntılar bulunsa da tarım için elverişli değildir. Kevin Cannon, Toprak kullanarak Mars’ta bitki yetiştirmek istiyorsanız, bu malzemeyi bitkilerin büyüyebileceği bir şeye dönüştürmek için çok çalışmanız gerekeceğini söylüyor.

Biyokimyacı Andrew Palmer ve Melbourne’daki Florida Institute of Technology’de bulunan meslektaşları, tıpkı astronotların Mars’ta yapacağı gibi, kontrollü aydınlatma ve iç mekan sıcaklığı altında taklit edilen Mars toprağına marul ve A. thaliana tohumları ekti. Bitkiler 22°C sıcaklıkta ve yaklaşık %70 nemde yetiştirildi.

Bitkiler nitrojen, potasyum, kalsiyum ve diğer besinlerden oluşan bir kokteyl ile döllendiği sürece, her iki türün tohumları da Hawaii ve Mojave Çölü’nden çıkarılan toprakta filizlenerek büyüdü.

Palmer, her iki türün de tohumlarının sentetik toprakta çimlenemeyeceğini bu nedenle de bitkileri hidroponik benzeri koşullar altında yetiştireceğimizi ve sonra onları yapay kire aktaracağını söylüyor. Ancak bir sorun vardı; gübre verildiğinde bile bu fideler dikimden sonraki bir hafta içerisinde öldü.

Resim-3. Laboratuar deneylerinde toprak; nitrojen, potasyum, kalsiyum ve diğer besinlerle gübrelendiği sürece Mojave Çölü’nün (resimde görülen) Mars benzeri topraklarında marul büyüyebildi. (Image Credit: Nathan Hadland)

Palmer’ın ekibi, sentetik Mars kiri ile ilgili sorunun yaklaşık 9,5 olan yüksek pH değerinden şüpheleniyordu. İki doğal toprağın pH seviyeleri 7 civarındaydı. Araştırmacılar, pH’ı 7,2’ye düşürmek için sentetik kiri sülfürik asitle işlediklerinde, nakledilen fideler yaklaşık bir hafta daha yaşadı fakat sonrasında yine öldüler.

Ekip başka bir sorunla da karşılaştı; orijinal sentetik kir tarifi, son gözlemlerde öne sürülen Mars yüzeyinin %2’sini oluşturan zehirli bir tuz olan kalsiyum perkloratı içermemekteydi. Palmer’ın ekibi bunu Mars’ta görülenlere benzer konsantrasyonlarda eklediğinde, toprakta ne marul ne de A. thaliana hiç büyümedi.

Pennsylvania’daki Villanova Üniversitesinde çalışmaya dahil olmayan astrobiyolog Edward Guinan, “Perklorat, Mars çiftçiliği için büyük bir sorun. Ancak kalsiyum perkloratın bir gösterici olması gerekmeyebilir. Yeryüzünde yiyecek olarak perkloratlardan hoşlanan bakteriler var. Bu mikroorganizmalar tuzu yedikçe oksijen verirler.” demiştir.

Guinan bu bakterilerin Dünya’dan Mars’a Mars pisliğindeki perkloratları yemek için götürülürse, organizmaların kirin zehirli bir bileşeni topraktan temizlemekten kalmayıp aynı zamanda astronotlar için solunabilir oksijen üretmeye de yardımcı olabileceğini düşünüyor.

Bir dipnot açarak söylemek isterim ki; aslına bakarsanız evrende bulanan hiçbir mikroorganizma boşuna yaşamıyor, hepimizin tek amacı yaşamak ama onlarınki bunun ile sınırlı değil, kusursuz gibi görünen düzenin kusurlar ile var olduğunun bir göstergeleri adeta. İnsanlığın yok ettiği güzellikleri hep bir elden onarıyorlar. Örneğin hayatımızı kolaylaştırdığı ve biraz da düşük maliyetli olduğu için her yerde kullandığımız plastikler.

Doğada yok olmasının milyarlarca yıl aldığını, toprağımızı, suyumuzu ve havamızı kirlettiğini zaten biliyoruz. Bizler hayatımızı kolaylaştırdığı gerekçesi ile Dünya’mıza bu denli zarar verirken mikrop diye küçümsediğimiz bu canlılar Dünya’mızı temizliyor ve yeniliyor.

Şimdi konumuza tekrar dönelim. Araştırmacı Guinan, “Mars toprağını tarıma uygun hale getirmek için gereken tam işlem, astronotların evlerini nereye yaptıklarına bağlı olarak değişebilir. Bu muhtemelen nereye indiğinize, toprağın jeolojisinin ve kimyasının ne olacağına bağlıdır” diyor.

Atina’daki Georgia Üniversitesinden jeokimyacı Laura Fackrell ve meslektaşları, bu çeşitliliğin gelecekteki tarım uygulamalarını nasıl etkileyebileceğini araştırmak için beş yeni sahte Mars kiri türünü karıştırdı. 15 Ocak tarihinde Icarus’ta da bildirilen bu sahte Mars malzemelerinin tarifleri, Curiosity, Spirit ve Opportunity gezicilerinin yanı sıra NASA’nın Mars Global Surveyor uzay aracı ve Mars Reconnaissance Orbiter’dan Mars yüzeyinin gözlemlerine dayanmaktadır.

Her yeni yapay Mars kiri, Kızıl Gezegende bulunabilecek veya üretilebilecek bir malzeme karışımını temsil ediyor. Biri, Cannon’ın ekibi tarafından oluşturulan sentetik malzemeye benzer şekilde, Mars genelindeki ortalama bileşimi temsil edecek şekilde tasarlanmıştır.

Diğer dört çeşit ise özellikle karbonatlar veya sülfatlar açısından zengin olan kir gibi biraz farklı makyajlara sahiptir. Fackrell, bu koleksiyonun tarımsal deneyler için test yatakları olarak mevcut olanların paletini genişlettiğini söylüyor. Şimdi ise ön bitki büyütme deneylerini yürütmek için stokunu kullanıyor.

Şimdiye kadar soya fasulyesine benzer besin içeriğine sahip ve kuraklığa daha dayanıklı olan güve fasulyesi adı verilen bir baklagil en iyi şekilde büyüdü. Fackrell, “Ama mutlaka süper sağlıklı değiller. Gelecekteki deneyler, hangi besin kokteyllerinin bitkilerin çeşitli sahte Mars arazilerinde hayatta kalmasına yardımcı olduğunu keşfedebilir.” diyor ve ekliyor “Marslı’da göründüğü kadar kolay değil.”