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 hiç de fotoğrafta görüldüğü gibi sakin bir yer değil. Güneş Sistemi’nin bilinen en fazla uyduya sahip gezegeni olan Satürn’ün atmosferinde devasa fırtınalar gerçekleşiyor.

Gökbilim ve Uzay

Kasım ayında nadir gerçekleşen bir gök olayına tanık olabilirsiniz. Merkür, 11 Kasım’da Güneş’in önünden geçiyor. Ancak unutmayın! Geçişi ister çıplak gözle, ister dürbünle, ister teleskopla gözlemleyin, mutlaka uygun bir güneş filtresi kullanmaya dikkat edin. Çünkü Güneş’e doğrudan bakmak gözünüzde kalıcı hasarlara neden olabilir.

Gökbilim ve Uzay

Hawaii’deki Mauna Kea Dağı’ndaki Subaru Teleskobu’yla yapılan gözemler sonucunda Satürn’ün 20 yeni uydusu keşfedildi. Böylece Satürn’ün bilinen uydularının sayısı 82’ye çıktı.

Gökbilim ve Uzay

Mars, 2 Eylül’de yörünge hareketi sırasında Güneş’in arkasından geçmişti. Bu süreçte Güneş ile aralarındaki açısal mesafe küçük olduğundan Mars’ı Güneş’in parlaklığı nedeniyle birkaç hafta boyunca gözlemlemek mümkün olmadı. Mars ekim ayının ortasından itibaren doğu ufkunun üzerinde tekrar ortaya çıkıyor.

Gökbilim ve Uzay

Trigonometri lisede matematik dersinde karşılaştığınız ve belki de anlamakta zorlandığınız konulardan biri. Dik üçgenlerin iç açıları ve kenar uzunlukları arasındaki bağlantılarla ilgili matematiğin bu dalı size soyut gelebilir. Geçmişte insanlar denizcilikte, haritacılıkta ve astronomi yani gökbilimde karşılaştıkları problemleri çözmek için trigonometriden faydalandı. 

Gökbilim ve Uzay

İlk kez geçtiğimiz yıl düzenlenen TEKNOFEST İstanbul Havacılık, Uzay ve Teknoloji Festivali, 17-22 Eylül tarihleri arasında Atatürk Havalimanı’nda gerçekleştirildi. Bu yıl 1.720.000 kişinin katıldığı etkinlik dünyanın en büyük havacılık, uzay ve teknoloji festivali oldu.

Gökbilim ve Uzay

NASA Space Apps Challenge’ın (NASA Uluslararası Uzay Uygulamaları Yarışması) Türkiye ayağı bu yıl Ankara, Elazığ ve Şanlıurfa’da düzenleniyor. Ankara’daki organizasyona 19-20 Ekim tarihlerinde ODTÜ Genç Girişimciler Topluluğu ev sahipliği yapıyor.

Gökbilim ve Uzay

Geçmişten günümüze birçok araç uçsuz bucaksız evreni keşfetmek için uzaya gönderildi. Bu araçlar Merkür, Venüs, Mars, Neptün, Satürn, Plüton ve Ay hakkında veriler topladı ve bugün de toplamaya devam ediyor. 

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.