Moon Settlers: Znanstveniki pravijo, da bodo rastline najbolje rasle v lunarni 'prsti' iz svežih udarnih kraterjev

Kaj potrebujete, da raste vaš vrt? Poleg obilice sonca, ki se izmenjuje z rahlim nalivom dežja – ter čebel in metuljev, ki oprašujejo rastline – potrebujete tudi dobro, bogato zemljo, da zagotovite osnovne minerale. Toda predstavljajte si, da nimate bogate prsti ali dežja ali čebel in metuljev. In sonce je bilo premočno in neposredno ali pa ga ni bilo, kar je povzročilo nizke temperature.

Ali lahko rastline rastejo v takem okolju – in če da, katere? To je vprašanje, ki kolonisti na luni (in Mars) bi se morali spopasti, če (ali ko) se bo nadaljevalo človeško raziskovanje naših planetarnih sosedov. Zdaj nova študija, objavljeno v Communications Biology, je začel dajati odgovore.

Raziskovalci, ki stojijo za študijo, so gojili hitro rastočo rastlino Arabidopsis thaliana v vzorcih luninega regolita (zemlji), ki so jih astronavti Apolla prinesli nazaj s treh različnih krajev na luni.

Suha in neplodna prst

To ni prvič poskusov je bilo za gojenje rastlin v lunarni regolit, vendar je prvi, ki dokazuje, zakaj ne uspevajo.

Lunarni regolit se zelo razlikuje od zemeljskih tal. Za začetek ne vsebuje organskih snovi (črvi, bakterije, razpadajoče rastlinske snovi), ki so značilne za prst na Zemlji. Prav tako nima lastne vsebnosti vode.

Vendar je sestavljen iz enakih mineralov kot kopenska tla, tako da ob predpostavki, da se pomanjkanje vode, sončne svetlobe in zraka zmanjša z gojenjem rastlin v luninem habitatu, bi lahko imel regolit potencial za rast rastlin.

Raziskava je pokazala, da je temu res tako. Semena A. thaliana vzklile z enako hitrostjo v Apollovem materialu kot v kopenskih tleh. Toda medtem ko so rastline v kopenskih tleh razvile korenine in pognale liste, so sadike Apolla zaostajale v rasti in so imele slabo rast korenin.

Glavni cilj raziskave je bil preučevanje rastlin na genetski ravni. To je znanstvenikom omogočilo, da so prepoznali, kateri okoljski dejavniki so povzročili najmočnejše genetske odzive na stres. Ugotovili so, da je večina stresne reakcije pri vseh sadikah Apolla izvirala iz soli, kovine in kisika, ki je zelo reaktiven (zadnja dva nista običajna v zemeljski zemlji) v luninih vzorcih.

Trije vzorci Apolla so bili prizadeti v različni meri, pri čemer so vzorci Apolla 11 rasli najpočasneje. Glede na to, da sta bili kemična in mineraloška sestava treh Apollo tal precej podobni med seboj in kopenskemu vzorcu, so raziskovalci sumili, da hranila niso bila edina sila v igri.

Kopenska prst, imenovana JSC-1A, ni bila navadna prst. Bila je mešanica mineralov, pripravljena posebej za simulacijo lunine površine, in ni vsebovala nobene organske snovi.

Izhodiščni material je bil bazalt, tako kot v luninem regolitu. Kopenska različica je vsebovala tudi naravno vulkansko steklo kot analog za "steklasti aglutinati”—majhni mineralni drobci, pomešani s staljenim steklom—ki jih je v luninem regolitu veliko.

Znanstveniki so prepoznali aglutinate kot enega od možnih razlogov za pomanjkanje rasti sadik v tleh Apolla v primerjavi s zemeljskimi tlemi in tudi za razliko v vzorcih rasti med tremi lunarnimi vzorci.

Aglutinati so pogosta značilnost lunine površine. Ironično, nastanejo s postopkom, imenovanim "lunino vrtnarjenje". To je način spreminjanja regolita z bombardiranjem lunine površine s kozmičnim sevanjem, sončnim vetrom in majhnimi meteoriti, znanim tudi kot vesoljsko preperevanje.

Ker ni ozračja, ki bi upočasnilo drobne meteorite, ki trčijo ob površje, trčijo z veliko hitrostjo, kar povzroči taljenje in nato kaljenje (hitro ohlajanje) na mestu udarca.

Postopoma nastanejo majhni agregati mineralov, ki jih skupaj drži steklo. Vsebujejo tudi drobne delce kovinskega železa (nanofazno železo), ki nastanejo v procesu preperevanja v vesolju.

Prav to železo je največja razlika med steklastimi aglutinati v vzorcih Apolla in naravnim vulkanskim steklom v zemeljskem vzorcu. To je bil tudi najverjetnejši vzrok stresa, povezanega s kovino, prepoznanega v genetskih profilih rastline.

Tako je prisotnost aglutinatov v luninih substratih povzročila težave pri sadikah Apolla v primerjavi s sadikami, vzgojenimi v JSC-1A, zlasti pri Apollu 11. Številčnost aglutinatov v vzorcu luninega regolita je odvisna od časa, ko je bil material izpostavljen površini, kar se imenuje "zapadlosti” luninih tal.

Zelo zrela tla so že dolgo na površju. Najdemo jih na mestih, kjer regolit ni bil moten zaradi nedavnih udarcev, ki so ustvarili kraterje, medtem ko se nezrela prst (izpod površja) pojavlja okoli svežih kraterjev in na strmih pobočjih kraterjev.

Trije vzorci Apolla so imeli različne zrelosti, pri čemer je bil material Apolla 11 najbolj zrel. Vseboval je največ nanofaznega železa in v svojem genetskem profilu pokazal najvišje markerje stresa, povezane s kovinami.

Pomen mladih tal

Študija zaključuje, da je bil bolj zrel regolit manj učinkovit substrat za gojenje sadik kot manj zrela tla. To je pomemben zaključek, saj dokazuje, da bi lahko rastline gojili v luninih habitatih z uporabo regolita kot vira. Vendar pa je treba lokacijo habitata voditi po zrelosti tal.

In zadnja misel: prešinilo me je, da bi ugotovitve lahko veljale tudi za nekatere obubožane regije našega sveta. Nočem ponavljati starega argumenta: "Zakaj bi porabili ves ta denar za vesoljske raziskave, če bi ga bilo bolje porabiti za šole in bolnišnice?". To bi bila tema drugega članka.

Toda ali obstaja tehnološki razvoj, ki izhaja iz teh raziskav, ki bi ga lahko uporabili na Zemlji? Ali bi lahko tisto, kar smo se naučili o genetskih spremembah, povezanih s stresom, uporabili za razvoj pridelkov, ki so bolj odporni na sušo? Ali rastline, ki lahko prenašajo višje ravni kovin?

Velik dosežek bi bil, če bi vzgajanje rastlin na Luni prispevalo k temu, da bi vrtovi na Zemlji postali bolj zeleni.

Ta članek je ponovno objavljen Pogovor pod licenco Creative Commons. Preberi Originalni članek.

Kreditno slike: Kevin Gill / Flickr

• Coinsmart. Najboljša evropska borza bitcoinov in kriptovalut.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Razširjeno znanje. PROST DOSTOP.
• CryptoHawk. Altcoin radar. Brezplačen preizkus.
• Vir: https://singularityhub.com/2022/05/15/moon-settlers-scientists-say-plants-will-grow-best-in-lunar-soil-from-fresh-impact-craters/