Kuun asukkaat: Tiedemiehet sanovat, että kasvit kasvavat parhaiten Kuun "maaperässä" tuoreista iskukraattereista

Mitä tarvitset, jotta puutarhasi kasvaisi? Sen lisäksi, että runsaasti auringonpaistetta vuorottelee lempeiden sadekuurojen kanssa – ja kiireisten mehiläisten ja perhosten pölyttämiseen kasveja – tarvitset hyvän, runsaan maaperän, joka tarjoaa tärkeitä mineraaleja. Mutta kuvittele, ettei sinulla ollut rikasta maaperää, sadekuuroja tai mehiläisiä ja perhosia. Ja auringonpaiste oli joko liian ankaraa ja suoraa tai poissa - aiheuttaen pakkasen lämpötiloja.

Voisiko kasvit kasvaa sellaisessa ympäristössä – ja jos, niin mitkä? Tämä on se kysymys kolonistit kuussa (ja Marsin) täytyisi puuttua asiaan, jos (tai milloin) ihmisten tutkiminen planeetan naapureistamme etenee. Nyt uusi tutkimus, julkaistu viestintäbiologiassa, on alkanut tarjota vastauksia.

Tutkimuksen takana olevat tutkijat viljelivät nopeasti kasvavaa kasvia Arabidopsis thaliana näytteissä kuun regolitista (maaperästä), jotka Apollo-astronautit toivat takaisin kolmesta eri paikasta kuuhun.

Kuiva ja karu maaperä

Tämä ei ole ensimmäinen kerta yrityksiä on tehty kasvattamaan kasveja kuun regolitti, mutta se on ensimmäinen, joka osoittaa, miksi he eivät menesty.

Kuun regoliitti eroaa hyvin paljon maaperästä. Aluksi se ei sisällä maaperälle ominaista orgaanista ainesta (madoja, bakteereja, lahoavia kasviaineita). Sillä ei myöskään ole luontaista vesipitoisuutta.

Mutta se koostuu samoista mineraaleista kuin maaperä, joten jos oletetaan, että veden, auringonvalon ja ilman puutetta lievitetään viljelemällä kasveja kuun elinympäristössä, regoliitti voisi kasvattaa kasveja.

Tutkimus osoitti, että näin todellakin on. Siemenet A. thaliana itävät samalla nopeudella Apollo-materiaalissa kuin maaperässä. Mutta vaikka maaperän kasvit kehittivät juurikantoja ja laittoivat lehtiä, Apollon taimet olivat kitukasvuisia ja niiden juurten kasvu oli heikko.

Tutkimuksen päätavoitteena oli tutkia kasveja geneettisellä tasolla. Tämän ansiosta tutkijat pystyivät tunnistamaan, mitkä tietyt ympäristötekijät saivat aikaan voimakkaimmat geneettiset vasteet stressiin. He havaitsivat, että suurin osa stressireaktioista kaikissa Apollon taimissa johtui suoloista, metallista ja hapesta, joka on erittäin reaktiivista (joista kaksi viimeistä eivät ole yleisiä maaperässä) kuunäytteissä.

Kolme Apollo-näytettä vaikuttivat eri määrin, ja Apollo 11 -näytteet kasvoivat hitain. Ottaen huomioon, että kolmen Apollo-maan kemiallinen ja mineraloginen koostumus olivat melko samankaltaisia ​​keskenään ja maanäytteen kanssa, tutkijat epäilivät, että ravinteet eivät olleet ainoa vaikutusvalta.

Maaperä, nimeltään JSC-1A, ei ollut tavallista maaperää. Se oli mineraalien seos, joka oli valmistettu erityisesti simuloimaan kuun pintaa, eikä se sisältänyt orgaanista ainetta.

Lähtömateriaalina oli basaltti, aivan kuten kuun regoliitissa. Maanpäällinen versio sisälsi myös luonnon vulkaanista lasia analogina "lasimaiset agglutinaatit”– pieniä mineraalipalasia sekoitettuna sulatettuun lasiin – joita on runsaasti kuun regoliitissa.

Tutkijat tunnistivat agglutinaatit yhdeksi mahdollisista syistä siihen, että Apollo-maaperässä olevat taimet eivät kasvaneet maaperään verrattuna, ja myös kolmen kuun näytteen kasvumallien erot.

Agglutinaatit ovat kuun pinnan yleinen piirre. Ironista kyllä, ne muodostuvat prosessista, jota kutsutaan "kuun puutarhanhoidoksi". Tämä on tapa, jolla regolitti muuttuu pommittamalla kuun pintaa kosmisella säteilyllä, aurinkotuulella ja pienikokoisilla meteoriiteilla, jotka tunnetaan myös avaruussään.

Koska ei ole ilmakehää, joka hidastaisi pintaan osuvia pieniä meteoriitteja, ne törmäävät suurella nopeudella aiheuttaen sulamista ja sitten sammumista (nopeaa jäähtymistä) törmäyskohdassa.

Vähitellen muodostuu pieniä mineraaliaggregaatteja, joita lasi pitää yhdessä. Ne sisältävät myös pieniä rautametallin (nanofaasiraudan) hiukkasia, jotka muodostuvat avaruuden sääprosessista.

Juuri tämä rauta on suurin ero Apollo-näytteiden lasimaisten agglutinaattien ja maanpäällisen näytteen luonnollisen vulkaanisen lasin välillä. Tämä oli myös todennäköisin syy kasvin geneettisissä profiileissa havaittuun metalliin liittyvään stressiin.

Joten agglutinaattien läsnäolo kuun substraateissa sai Apollon taimet kamppailemaan verrattuna JSC-1A:ssa kasvatettuihin taimiin, erityisesti Apollo 11 -taimiin. Agglutinaattien runsaus kuuregoliittinäytteessä riippuu ajasta, jonka materiaali on altistunut pinnalle, jota kutsutaan "kypsyys” kuun maaperästä.

Erittäin kypsät maaperät ovat olleet pinnalla pitkään. Niitä löytyy paikoista, joissa uudemmat kraattereita luoneet törmäystapahtumat eivät ole häirinneet regolittia, kun taas epäkypsää maaperää (pinnan alta) esiintyy tuoreiden kraatterien ympärillä ja jyrkkäillä kraatterinrinteillä.

Kolmella Apollo-näytteellä oli eri maturiteetti, ja Apollo 11 -materiaali oli kypsin. Se sisälsi eniten nanofaasista rautaa ja osoitti korkeimmat metalliin liittyvät stressimerkit geneettisessä profiilissaan.

Nuoren maaperän merkitys

Tutkimuksessa todetaan, että kypsempi regoliitti oli vähemmän tehokas kasvualusta taimien kasvattamiselle kuin vähemmän kypsä maaperä. Tämä on tärkeä johtopäätös, koska se osoittaa, että kasveja voidaan kasvattaa kuun elinympäristöissä käyttämällä regoliittia resurssina. Mutta elinympäristön sijaintia tulisi ohjata maaperän kypsyys.

Ja viimeinen ajatus: hämmästyin, että havainnot voivat koskea myös joitain maailmamme köyhiä alueita. En halua toistaa vanhaa argumenttia "Miksi tuhlata kaikki nämä rahat avaruustutkimukseen, kun ne voitaisiin käyttää paremmin kouluihin ja sairaaloihin?". Se olisi toisen artikkelin aihe.

Mutta onko tästä tutkimuksesta johtuvaa teknistä kehitystä, jota voitaisiin soveltaa maan päällä? Voidaanko stressiin liittyvistä geneettisistä muutoksista opittua hyödyntää kuivuutta kestävien viljelykasvien kehittämiseen? Tai kasveja, jotka voivat sietää korkeampia metalleja?

Olisi suuri saavutus, jos kasvien kasvattaminen kuussa auttaisi puutarhoja kasvamaan vihreämmiksi maan päällä.

Tämä artikkeli julkaistaan ​​uudelleen Conversation Creative Commons -lisenssin alla. Lue alkuperäinen artikkeli.

Kuva pistetilanne: Kevin Gill / Flickr

• Coinsmart. Euroopan paras Bitcoin- ja kryptopörssi.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Tietoa laajennettu. VAPAA PÄÄSY.
• CryptoHawk. Altcoinin tutka. Ilmainen kokeilu.
• Lähde: https://singularityhub.com/2022/05/15/moon-settlers-scientists-say-plants-will-grow-best-in-lunar-soil-from-fresh-impact-craters/