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

Satürn ve ilkdördün evresindeki Ay 8 Eylül’de gökyüzünde birlikte görülebilir. 20 Eylül’de ise Ay ve Boğa Takımyıldızı’nın en parlak yıldızı Aldebaran yakın görünümde. Her iki gökcismini gece yarısına yakın saatlerde batı ufkunun üzerinde görebilirsiniz. 23 Eylül sonbahar ılımı yani gece ve gündüz sürelerinin eşit olduğu tarih.

Gökbilim ve Uzay

Türkiye’de tasarlanıp üretilen ilk yer gözlem uydusu olan RASAT, sekiz yıldır Dünya’nın çevresindeki yörüngesinde dolanarak görüntü almaya devam ediyor. TÜBİTAK Uzay Teknolojileri Araştırma Enstitüsü (TÜBİTAK UZAY) mühendisleri tarafından tasarlanıp büyük ölçüde ülkemizde üretilen RASAT, 17 Ağustos 2011’de Rusya’daki Yasny Fırlatma Üssü’nden uzaya fırlatılmıştı.

Gökbilim ve Uzay

Gezegenler yıldızların, uydular da gezegenlerin etrafında dolanır. Peki büyük uyduların küçük uydulara sahip olması da mümkün müdür? Eğer bu tür “altuydular” sadece etrafında dolandıkları uydunun kütleçekimi etkisinde hareket etseydi cevap kesinlikle evet olurdu. 

Gökbilim ve Uzay

Merkür, ağustos ayında, yıl içinde gün doğumundan önce gözlemlendiği zamanlar arasında en parlak görünümde. Jüpiter ve Satürn ise Güneş’in batışından sonra gökyüzünde görülebilir.

Gökbilim ve Uzay

Teknoloji mağazalarından bile kolayca satın alınabilen küçük boyuttaki döner kanatlı İHA’ların devasa yolcu uçaklarına büyük hasarlar vererek uçuş güvenliğini tehlikeye atabileceğini biliyor muydunuz?

Gökbilim ve Uzay

Konya Bilim Merkezi tarafından ilki 2018’de düzenlenen Astrofest gökyüzü gözlem etkinliği bu yıl 12-14 Temmuz tarihleri arasında Kapadokya’da gerçekleştirildi. “Herkese biraz gökyüzü!” sloganı ile düzenlenen etkinliğe gençler aileleriyle birlikte katıldı.

Gökbilim ve Uzay

20 yıldır Dünya’nın çevresindeki yörüngesinde dolanan Uluslararası Uzay İstasyonu (ISS) geçmişten günümüze birçok araştırmacı astronota ev sahipliği yapıyor. Çoğunlukla altı ay süren görevleri boyunca Dünya’dan uzakta kalan astronotlar, su ve hava gibi temel ihtiyaçlarını karşılamak için ISS’nin özel sistemlerinden yararlanıyor.

Gökbilim ve Uzay

Şili’deki ALMA teleskoplarıyla gözlemler yapan bir grup gökbilimci, Dünya’ya yaklaşık 1500 ışık yılı mesafedeki genç bir yıldızın etrafında tuz molekülleri tespit etti. Dr. A. Ginsburg ve arkadaşları tarafından yapılan araştırmanın sonuçları Astrophysical Journal’da yayımlandı.

Gökbilim ve Uzay

Ay, Güneş’ten sonra gökyüzündeki en parlak ikinci gökcismi. Ay gökyüzü gözlemcilerine çıplak gözle gerçekleştirebilecekleri birçok gözlem imkânı sunuyor. Örneğin her gece gökyüzünde Ay’ı farklı bir şekilde görürüz. Çünkü Dünya etrafındaki yörünge hareketi sırasında Ay’ın Güneş’e göre konumu sürekli değişir.

Gökbilim ve Uzay

“Şu an saat kaç?” sorusuna saatimize hemen cevap verebiliriz. Geçmişteyse zamanı ölçmek hiç de kolay değildi. Usturlap adı verilen alet, Güneş ve yıldız gibi gökcisimlerinin gökyüzündeki konumuna göre zamanı ölçmeyi sağlıyordu.