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

Haziran ayında çıplak gözle görülebilen tüm gezegenleri gözlemleme fırsatı bulabilirsiniz.

Gökbilim ve Uzay

Uluslararası bir araştırma grubu, nötrinoların ve antinötrinoların birbirlerine dönüşme süreçleri arasında belirgin farklar tespit etti.

Gökbilim ve Uzay

Uluslararası Uzay İstasyonu’nda yapılan çalışmalar sonucunda mezosfer deliklerini aydınlatan yeni bir tür “kutup ışığı” keşfedildi.

Gökbilim ve Uzay

Kaliforniya Teknoloji Enstitüsünde çalışan bir grup araştırmacı da 2012 yılında tamamlanan Rossi X-Işını Zamanlama Kâşifi (RXTE) görevi sırasında toplanan verilerde karadelikler tarafından hareket yönü tersine çevrilen ışık ışınlarının izlerine rastlamışlar. 

Gökbilim ve Uzay

Son günlerde gökyüzünde ip gibi dizilmiş parlak noktaların geçişine tanık olmuş olabilirsiniz. Bu durumun nedeni, fütüristik projeleriyle bildiğimiz Elon Musk’ın sahip olduğu SpaceX şirketi tarafından geliştirilen Starlink projesi.

Gökbilim ve Uzay

Mayıs ayında Merkür ve Venüs’ü gün batımından sonra; Mars, Satürn ve Jüpiter’i ise gün doğumundan sonra gökyüzünde görebilirsiniz.

Gökbilim ve Uzay

TÜBİTAK tarafından düzenlenen canlı bilim söyleşilerinin dördüncüsü, 7 Mayıs 2020 tarihinde saat 17.00’de TÜBİTAK Bilim Genç YouTube kanalında canlı olarak yayınlanacak. 

Gökbilim ve Uzay

Güneş panellerinden yansıyan ışıklar sayesinde uyduları geceleri gökyüzünde rahatça görmek mümkün. Uydulardan yansıyan bu ışık, ışığa duyarlı gözlem aletleri tarafından da algılanıyor ve bu durum bazen verilerde bozulmalara sebep olabiliyor.

Gökbilim ve Uzay

Dünya’dan Mars’a gitmek için neden belirli zamanlar daha uygun diye merak etmiş miydiniz?

Gökbilim ve Uzay

Bu soruyu cevaplayabilmek için ilk olarak ısının nasıl yayıldığını anlamamız gerekir. Isı ışıma, iletim ve konveksiyon olmak üzere üç yolla yayılır.