Skip to content Skip to navigation

Dünya’da ve Uzayda Biyomadencilik

Dr. Mahir E. Ocak
30/08/2019 - 16:41

Maden cevherlerinden metalleri özütlemek için mikroorganizmalardan yararlanılan yöntemler biyomadencilik olarak adlandırılır. Biyomadenciliğin yeryüzündeki tarihi 1950’lere kadar gider. Günümüzde bazı araştırmacılar Uluslararası Uzay İstasyonu’nda (ISS) uzayda biyomadencilikle ilgili çalışmalar yapıyor.

Modern biyomadencilik sistemlerinin geliştirilmesine yol açan ilk olay, Kenneth Temple’ın 1951 yılında Acidithiobacillus ferrooxidans bakterilerinin demir, bakır ve magnezyum bakımından zengin olan ortamlarda hızla çoğaldığını keşfetmesi oldu. Bakteriler, litrede 2000 ila 26.000 miligram Fe+2 iyonları bulunan ortamlara bırakıldıklarında daha hızlı büyüyor ve daha hareketli oluyordu. Bu durum mikroorganizmaların metalleri algılayabildiğini ve yakalayabildiğini gösteriyordu.

Madencilikte mikroorganizmalardan yararlanılan yöntemlerin bir örneği piritten (FeS2) demir elde edilmesidir. Normal şartlar altında cevherdeki pirit oksijenle ve mikroorganizmalarla temas hâlinde değildir. Ancak cevherin çıkarılmaya başlanmasıyla durum değişir. İlk aşamada pirit oksijen ve suyla tepkimeye girer:

FeS2 + 7/2 O2 + H2O → Fe2+ + 2 SO42- + 2H+

Ortaya çıkan Fe2+ iyonları Acidithiobacillus ferrooxidans bakterileri tarafından enerji üretiminde kullanılır. Bu sırada Fe2+ iyonları Fe3+ iyonlarına yükseltgenir:

Fe2+ → Fe3+ + e-

Ortaya çıkan Fe3+ iyonlarıysa piritle tepkimeye girer:

FeS2 + 14 Fe3+ + 8 H2O → 15 Fe2+ + 2 SO42- + 16 H+

Üretilen Fe2+ iyonları bakteriler tarafından yeniden Fe3+ iyonlarına dönüştürülür, Fe3+ iyonları da yeniden piritle tepkimeye girer. Böylece sürekli tekrar eden bir tepkimeler dizisi ortaya çıkar.

Mikroorganizmalar kullanılarak metallerin özütlendiği tesislerde genellikle kemostat olarak adlandırılan ekipmanlar bulunur. İçinde madeni özütleyen mikroorganizmaların bulunduğu bu ekipman, üst kısmından sürekli olarak maden cevheriyle beslenir. Ekipmanın alt kısmındaysa içinde metaller ve mikroorganizmalar bulunan sıvının toplanarak metalin çökeltileceği ve saflaştırılacağı kısma aktarıldığı bir gider bulunur.

Günümüzde Ay’da ve Mars’ta koloniler kurmanın planları yapılıyor. Ancak bu amaç için gerekli metalleri Dünya’dan taşımak olasılık dışı. Dünya dışında kurulacak koloniler için gerekli metalleri yerinde elde etmenin bir yolu biyomadencilik olabilir. Ancak yeryüzündekinden farklı koşullarda süreçlerin nasıl gerçekleşeceğini tahmin etmek çok zor. Bu yüzden yakın zamanlarda ISS’de biyomadencilikle ilgili araştırmalar yapılmaya başlandı. BioRock adı verilen proje kapsamında, prototip bir biyomadencilik reaktörü kullanılarak ISS’deki gibi ağırlıksız ortamlarda ve Mars’takine benzer büyüklükte kütleçekimine sahip ortamlarda mikroorganizmalarla kayaçların nasıl etkileştiği inceleniyor. Üç ayrı mikroorganizma türünün kullanıldığı deneylerin temel amacı, mikroorganizmaların 20 ayrı türde metali kayaçlardan özütleme konusunda ne kadar yararlı olabileceğini tespit etmek.

Mikroorganizmaların metalleri yakalamasının faydalı olduğu bir başka alan biyosağaltımdır. Kirli topraklardaki veya sulardaki metalleri temizlemek için de bazen mikroorganizmalardan yararlanılır. Üstelik biyosağaltımın kullanım alanı sadece metallerle sınırlı da değildir. Örneğin 2010 yılında Meksika Körfezi’nde yaşanan çevre faciasından sonra körfezdeki petrol sızıntısını temizlemek için mikroorganizmalardan yararlanılmıştı.

İlgili İçerikler

Gökbilim ve Uzay

2011 yılında uzay mekikleri emekliye ayrıldığından beri NASA astronotları Rusya’nın Soyuz uzay araçları ile uzaya gidiyor. SpaceX şirketinin geliştirdiği Dragon uzay aracı ile yakın zamanda bu durum değişebilir.

Gökbilim ve Uzay

Gökbilimciler önümüzdeki yıllarda Güneş ile ilgili araştırmaların altın çağının yaşanacağını düşünüyor. Hem yakın geçmişte hayata geçirilen hem de yakın gelecekte hayata geçirilmesi planlanan projeler sayesinde Güneş bugüne kadar eşi benzeri görülmemiş bir hassasiyetle incelenebilecek.

Gökbilim ve Uzay

1. TÜBİTAK Liseler Arası İnsansız Hava Araçları Yarışması’nın başvuruları başladı. Başvuru için son tarih 23 Mart 2020.

Gökbilim ve Uzay

5. TÜBİTAK Uluslararası İnsansız Hava Araçları Yarışması başvuruları başladı. Başvurular 23 Mart’a kadar devam edecek ve bu yıldan itibaren çevrimiçi olarak yapılacak. Yarışma 15 - 20 Eylül 2020 tarihleri arasında Gaziantep Alleben Göleti’nde gerçekleştirilecek.

Gökbilim ve Uzay

Bu yıl 23.’sü düzenlenen Uluslararası Gökyüzü Gözlem Şenliği’nin başvuruları başladı. Başvurular 31 Mart’a kadar devam edecek. Etkinliğe bu yıl ilk defa yurt dışından da başvuru yapılabilecek. Şenliğe katılacak 1000 kişi nisan ayının ikinci haftasında kura ile belirlenecek.

Gökbilim ve Uzay

Şubat ayında Merkür ve Venüs, Güneş’in batışından sonra gökyüzünde. Mars, Jüpiter ve Satürn ise Güneş’in doğuşundan önce görülebilir. Merkür, şubat ayının ilk yarısında gün batımından sonra Venüs’le birlikte güneybatı ufkunun üzerinde görülebilir. Merkür, 10 Şubat’ta en büyük doğu uzanımı konumuna ulaşıyor. 

Gökbilim ve Uzay

1666 yılının Ocak ayında çevrenizdeki herkesin konuştuğu, Robert Hooke’un bitler, pireler ve benzer canlıların mikroskop altında görünümünü zengin görsellerle anlatan Micrographia kitabını almış olsaydınız muhtemelen yazarın araya sıkıştırdığı birkaç ilgisiz konuya bakıp şaşırabilirdiniz. 

Gökbilim ve Uzay

Çin’in Chang'e-4 uzay aracı geçtiğimiz yıl ocak ayında Ay’ın karanlık yüzüne iniş yaptı. Bugünlerde ise daha ileri bir teknolojiye sahip Chang’e-5 Ay’a yolculuk için gün sayıyor. Chang’e-5, Çin’in Ay’dan örnek getirmek üzere planlanan ilk uzay görevi.

Gökbilim ve Uzay

Nisan 2019’da ilk kez bir karadeliği doğrudan görüntülemeyi başaran 200 kişilik ekipte yer alan Prof. Dr. Feryal Özel ile Bilim Genç ekibi olarak bir söyleşi gerçekleştirdik.

Gökbilim ve Uzay

Erboğa Takımyıldızı’nın bir üyesi olan Proxima Centauri, Güneş Sistemi’ne en yakın yıldızdır. 2016 yılında gökbilim alanında yaşanan en önemli gelişmelerden biri, yıldızın etrafında dolanan bir gezegen keşfedilmesi olmuştu. Üstelik Proxima b adı verilen gezenin yaşama elverişli koşullara sahip olma ihtimali de var.