مستوطنون القمر: يقول العلماء إن النباتات ستنمو بشكل أفضل في `` التربة '' القمرية من الفوهات الصدمية الجديدة

ماذا تحتاج لتنمو حديقتك؟ بالإضافة إلى الكثير من أشعة الشمس بالتناوب مع هطول أمطار لطيفة - ونحل وفراشات مشغولة لتلقيح النباتات - فأنت بحاجة إلى تربة جيدة وغنية لتوفير المعادن الأساسية. لكن تخيل أنه ليس لديك تربة غنية ، أو زخات مطر ، أو نحل وفراشات. وكانت أشعة الشمس إما قاسية جدًا ومباشرة أو غائبة - مما تسبب في درجات حرارة متجمدة.

هل يمكن للنباتات أن تنمو في مثل هذه البيئة - وإذا كان الأمر كذلك ، فما هي؟ هذا هو السؤال الذي المستعمرون على القمر (والمريخ) سيتعين عليهما معالجة ما إذا (أو متى) استمر الاستكشاف البشري لجيراننا من الكواكب. الآن دراسة جديدة ، نشرت في بيولوجيا الاتصالات، في تقديم إجابات.

قام الباحثون وراء الدراسة بزراعة نبات سريع النمو نبات الأرابيدوبسيس thaliana في عينات من الثرى القمري (التربة) التي أحضرها رواد فضاء أبولو من ثلاثة أماكن مختلفة على سطح القمر.

التربة الجافة والقاحلة

ليست هذه هي المرة الأولى التي بذلت محاولات لزراعة النباتات فيها الثرى القمري، لكنها أول من يوضح سبب عدم ازدهارهم.

يختلف الثرى القمري اختلافًا كبيرًا عن التربة الأرضية. كبداية ، لا تحتوي على مواد عضوية (الديدان والبكتيريا والمواد النباتية المتحللة) التي تميز التربة على الأرض. كما أنه لا يحتوي على محتوى مائي متأصل فيه.

لكنها تتكون من نفس المعادن الموجودة في التربة الأرضية ، لذلك بافتراض أن نقص الماء وضوء الشمس والهواء قد تم تخفيفه عن طريق زراعة النباتات داخل موطن القمر ، فإن الثرى يمكن أن يكون لديه القدرة على زراعة النباتات.

أظهر البحث أن هذا هو الحال بالفعل. بذور أ. ثاليانا نبت بنفس المعدل في مادة أبولو كما فعلوا في التربة الأرضية. ولكن بينما استمرت النباتات في التربة الأرضية في تطوير مخزون الجذور وإخراج الأوراق ، كانت شتلات أبولو تعاني من التقزم وكان نمو جذورها ضعيفًا.

كان الدافع الرئيسي للبحث هو فحص النباتات على المستوى الجيني. سمح ذلك للعلماء بالتعرف على العوامل البيئية المحددة التي أثارت أقوى الاستجابات الجينية للإجهاد. وجدوا أن معظم تفاعلات الإجهاد في جميع شتلات أبولو جاءت من الأملاح والمعادن والأكسجين عالي التفاعل (آخر اثنين منهما غير شائعين في التربة الأرضية) في عينات القمر.

تأثرت عينات أبولو الثلاث بدرجات مختلفة ، حيث كانت عينات أبولو 11 هي الأبطأ في النمو. بالنظر إلى أن التركيب الكيميائي والمعدني لتربة أبولو الثلاثة كانت متشابهة إلى حد ما مع بعضها البعض ، والعينة الأرضية ، فقد اشتبه الباحثون في أن العناصر الغذائية لم تكن القوة الوحيدة المؤثرة.

التربة الأرضية ، المسماة JSC-1A ، لم تكن تربة عادية. كان خليطًا من المعادن أعد خصيصًا لمحاكاة سطح القمر ، ولا يحتوي على مواد عضوية.

كانت مادة البداية من البازلت ، تمامًا كما في الثرى القمري. احتوت النسخة الأرضية أيضًا على زجاج بركاني طبيعي كنظير لـ "تراص زجاجي”- شظايا معدنية صغيرة ممزوجة بالزجاج المصهور - وهي وفيرة في الثرى القمري.

أدرك العلماء أن التراص هو أحد الأسباب المحتملة لقلة نمو الشتلات في تربة أبولو مقارنة بالتربة الأرضية ، وكذلك للاختلاف في أنماط النمو بين العينات القمرية الثلاثة.

التراص هو سمة مشتركة لسطح القمر. ومن المفارقات أنها تتشكل من خلال عملية يشار إليها باسم "البستنة القمرية". هذه هي الطريقة التي يتغير بها الثرى ، من خلال قصف سطح القمر بالإشعاع الكوني ، والرياح الشمسية ، والنيازك الصغيرة ، والمعروفة أيضًا باسم التجوية الفضائية.

نظرًا لعدم وجود جو لإبطاء اصطدام النيازك الصغيرة بالسطح ، فإنها تؤثر بسرعة عالية ، مما يتسبب في الذوبان ثم التبريد (التبريد السريع) في موقع التأثير.

تدريجيًا ، تتراكم مجاميع صغيرة من المعادن متماسكة معًا بالزجاج. كما أنها تحتوي على جزيئات صغيرة من معدن الحديد (الحديد النانوي) التي تشكلت بواسطة عملية التجوية في الفضاء.

هذا الحديد هو أكبر فرق بين التراص الزجاجي في عينات أبولو والزجاج البركاني الطبيعي في العينة الأرضية. كان هذا أيضًا السبب الأكثر احتمالًا للإجهاد المرتبط بالمعادن المعترف به في الملامح الجينية للنبات.

لذلك تسبب وجود التراصات في الركائز القمرية في معاناة شتلات أبولو مقارنة بالشتلات المزروعة في JSC-1A ، وخاصة شتلات Apollo 11. تعتمد وفرة التراص في عينة الثرى القمري على طول الفترة الزمنية التي تعرضت فيها المادة على السطح ، والتي يشار إليها باسم "نضج"من تربة القمر.

كانت التربة الناضجة جدًا على السطح لفترة طويلة. تم العثور عليها في الأماكن التي لم تتأثر فيها الثرى بأحداث التصادم الحديثة التي خلقت حفرًا ، في حين أن التربة غير الناضجة (من تحت السطح) تحدث حول الفوهات الجديدة وعلى منحدرات الحفرة شديدة الانحدار.

كانت لعينات أبولو الثلاث فترات استحقاق مختلفة ، وكانت مادة أبولو 11 هي الأكثر نضجًا. احتوت على الحديد الأكثر نانوًا وأظهرت أعلى علامات الإجهاد المرتبطة بالمعادن في ملفها الجيني.

أهمية التربة الصغيرة

خلصت الدراسة إلى أن الثرى الأكثر نضجًا كان ركيزة أقل فاعلية لزراعة الشتلات من التربة الأقل نضجًا. هذا استنتاج مهم ، لأنه يوضح أنه يمكن زراعة النباتات في الموائل القمرية باستخدام الثرى كمورد. لكن يجب أن يسترشد موقع الموطن بنضج التربة.

وفكرة أخيرة: لقد صدمتني أن النتائج يمكن أن تنطبق أيضًا على بعض المناطق الفقيرة في عالمنا. لا أريد أن أتدرب على الحجة القديمة المتمثلة في "لماذا تنفق كل هذه الأموال على أبحاث الفضاء بينما يمكن إنفاقها بشكل أفضل على المدارس والمستشفيات؟". سيكون هذا موضوع مقال مختلف.

لكن هل هناك تطورات تكنولوجية تنشأ عن هذا البحث يمكن تطبيقها على الأرض؟ هل يمكن استخدام ما تم تعلمه عن التغيرات الجينية المرتبطة بالإجهاد لتطوير محاصيل أكثر مقاومة للجفاف؟ أو نباتات يمكنها تحمل مستويات أعلى من المعادن؟

سيكون إنجازًا عظيمًا إذا كان جعل النباتات تنمو على القمر مفيدًا في مساعدة الحدائق على النمو أكثر اخضرارًا على الأرض.

يتم إعادة نشر هذه المقالة من المحادثة تحت رخصة المشاع الإبداعي. إقرأ ال المقال الأصلي.

الصورة الائتمان: كيفن جيل / فليكر

• كوينسمارت. أفضل بورصة للبيتكوين والعملات المشفرة في أوروبا.
• بلاتوبلوكشين. Web3 Metaverse Intelligence. تضخيم المعرفة. دخول مجاني.
• كريبتوهوك. الرادار. تجربة مجانية.
• المصدر: https://singularityhub.com/2022/05/15/moon-settlers-scientists-say-plants-will-grow-best-in-lunar-soil-from-fresh-impact-craters/