Astrobotanik’in Kurucusu Gavriil Adrianovich Tikhov

Uluslararası Uzay İstasyonu'nda yetiştirilen Zinya çiçeği.
Yaklaşık Okuma Süresi: 6 Dakika...

Bu Yazımızda sizlere son zamanlarda çok önemli bir yere sahip olan uzayda bitki yetiştirme literatüründen, Astrobotanik’in kuruluşu ve yapılan ilk bilimsel çalışmalardan bahsedeceğiz. Yazımızın baş karakteri Gavriil A. Tikhov’un yaptığı çalışmalar ve günümüze kadar gelen etkilerinden biri, LUCAS projesini ele alacağız.

Gavriil Adrianovich Tikhov

Rus astronom Gavriil Adrianovich Tikhov (1875-1960), astrobiyolojinin öncülerinden biri ve aynı zamanda astrobotani’nin (astrobotanik) kurucusudur.

1906-1941 yılları arasında Saint Petersburg yakınlarındaki Pulkovo Rasathanesinde astronom olarak çalışmaya başladı. Daha sonra yaşamının sonuna kadar Alma-Ata Gözlemevinde (Kazakistan) çalışmalarını sürdürdü. Birçok farklı astronomi alanında uzmanlaştı.

Astrobotanik ve astrobiyolojinin yanı sıra Güneş’i, gezegenleri, kuyruklu yıldızları, gökyüzünün mavi rengini ve kutuplaşmasını, Dünya’yı, değişen yıldızları ve yıldızlar arası soğurulma gibi alanlarda çalışmalar yürüttü. Yeni enstrümanlar tasarladı ve 230’dan fazla bilimsel makale yazdı.[1]

Resim 1.Astrobiyoloji (1949)[5]
Resim 1. Astrobiyoloji (1949) [5]
Resim 2.Diğer Gezegenlerde Hayat var mı ? (1953)[5]
Resim 2. Diğer Gezegenlerde Hayat var mı? (1953) [5]

 

1914 gibi erken bir zamanda, Dünya ışığının gözlemlerine dayanarak, uzaydan görülen Dünya’nın soluk mavi bir renkle görülmesi gerektiği sonucuna vardı. Bu çalışması Tikhov’un ana araştırmasının dünya dışı yaşam arayışına odakladı, özellikle Mars’ta bitki örtüsü varlığına dair gözlemeler ve çalışmalar yürütmeye başladı. O yıllarda birçok astronom, Mars yüzeyinde kanalların varlığına inanıyordu.

Mars yüzeyindeki mevsimsel renk değişimleri ise, Dünya’daki gibi, bitki örtüsünün değişmesi olarak yorumlandı. 1909’dan itibaren, çeşitli filtreler ve spektrografi kullanarak Mars’ı gözlemledi ancak, Mars’ın spektrumunda klorofile rastlamadı. Bu yüzden klorofil içermeyen bitkiler aramaya karar verdi. Özellikle Mars gibi aşırı ortamlarda yetişen bitkiler ve yansıma spektrumlarını incelemek ve ölçmek için, “Astrobiyoloji” kelimesini ilk kullananlardan biri olan Tikhov, 1945’te “astrobotani” kelimesini kullandı. [1]

Okumalısınız:  En Karanlık Gezegen: TrES-2b

Resim 3.Alma-Ata Gözlemevi
Resim 3. Alma-Ata Gözlemevi

 

1947’de Alma Ata Rasathanesi’nde Astrobotani Anabilim dalını kurdu. biyologlar, botanikçiler ve fizikçiler, Mars’ta bulunanlara benzer koşullarda yetişen bitkilerin yansıma spektrumlarını incelemek için bu ekibe katıldılar. Geziler bu amaç doğrultusunda çok soğuk ya da çok kuru yerlerde düzenlendi. Öldükten sonra, Astrobotani bölümü Alma Ata gözlemevinden tasfiye edildi.

Yaklaşık yarım asırlık bir ilgi eksikliğinden sonra, Gavriil Adrianovich Tikhov’un çalışmaları günümüzde bile hayla modern görünüyor. Uzak dış gezegenlerde yaşamın tespiti konulu çalışmalarda astronomlar karasal klorofil ve özellikle yakın kızılötesi Bitkisel Kırmızı Kenar (VRE) spektrumunu tespit etmek için Dünya’yı gözlemlediler. Günümüzde, Dünyadaki klorofil spektrumlarının günlük değişimini incelemek için, Antarktika’daki Concordia bilimsel istasyonundan gözlemsel bir program geliştirilmiştir.[1

Grafik 1.Kırmızı Kenar, grafikte mor sütun ile gösterilmiştir. [3]
Grafik 1. Kırmızı kenar, grafikte mor sütun ile gösterilmiştir. [3]

 

Yeryüzündeki bitki örtüsünün tespiti, düşük yörüngede uydularla yapılmaktadır. Dünya’yı mekansal olarak çözerler, öte gezegenlerden gelen ışık kaynağı noktasal görülür. Bu yaklaşımı test etmek için, bir ön koşul, bitki örtüsü spektral özelliklerinin tek bir nokta olarak görülen Dünya spektrumunda görünüp görünmeyeceğini belirlemektir. Bu soru iki olası yaklaşımla çözülebilir; [5]

  • İlk yaklaşım, Dünya’nın gözlem uydusu verilerinin, Dünya’nın yapay spektrumunu oluşturmak için kullanılmasıdır. Bununla birlikte, gözlem verileri bir bütün olarak görülen Dünya’dan elde edilen verilerden çok uzaktır: Bitki örtüsü, genellikle dikey olarak algılanır, böylece eğiklik ve uzuv etkileri kaybolur. [5]
  • Diğer bir yaklaşım, Dünya’yı tek bir nokta olarak görmek için yeterince uzak bir uzay gemisinden gözlemlemektir. Bununla birlikte, mevcut hiçbir Güneş Sistemi görevi (Voyager veya Cassini-Huygens gibi), 500 – 800 nm spektrum aralığında spektrum çözünürlüğü >> 50 olan bir Dünya spektrumunu alma kabiliyetine (işaretleme ve / veya enstrümantasyon olarak) sahip değildir. [5]
Resim 4.Albedo
Resim 4. Albedo
Resim 5.Earthshine
Resim 5. Earthshine

Earthshine gözlemleri, fotosentetik pigmentlerin ve atmosferik biyojenik moleküllerin spektral imzasının tespit edilebildiğini gösterdi; bu, prensipte, diğer gezegenlerde yaşamın, geniş çapta ise, küresel ölçekte tespit edilebileceğine dayalı araştırılmalar yaygınlaşmıştır.

Okumalısınız:  Genetiği Değiştirilmiş Organizma (GDO)

Dünyaya gelince, kıtalar ve okyanuslardan Ay yüzeyine yansıyan ışınlar, bitkilerde klorofil soğurma özellikleriyle ilgili olan kırmızı bitki indisi ile dünya benzeri gezegenin spektral haritasının mümkün olduğunu kanıtladı. LUCAS (LUmière Cendrée en Antarctique par Spectroscopie) projesi çerçevesinde, Earthshine, Dünya’nın Ay’a bakan kısımlarına karşılık gelen varyasyonları gözlemlemek için uzun zaman periyodunda alınan veriler ile Concordia Araştırma İstasyonu’nda (Dome C, Antarktika) ölçülmüştür.

Bu projenin LUCAS II olarak adlandırılan bir uzantısı, bitki örtüsü sinyalindeki mevsimsel değişimleri tespit etmek için uzun süreli gözlemlere izin verecektir. Bu veriler, Dünyadaki albedo değerlerinin kesin ölçümleriyle birlikte, gezegenimizdeki küresel ve spektral bir albedo modelinin doğrulanmasına yardımcı olacaktır. [2]

Fatma Betül Özdemir

Kısaltmalar

Vegetation Red Edge (VRE), LUCAS (LUmière Cendrée en Antarctique par Spectroscopie)

Tanımlar

Fotosentetik organizmalar; ışık enerjisinden yararlanarak enerjiyi depolayan ve organik bileşikler üretebilen organizmalara verilen genel isimdir.

Albedo; Bir yüzeye düşen elektromanyetik enerjinin yüzey tarafından yansıtma kapasitesi yada yüzeyin yansıtma gücüdür.

Earthshine; dünyadan yansıyıp ayın gölgede kalan kısımlarını aydınlatan ışık.

Kaynakça

1-May 2013, Advances in Astrobiology and Biogeophysics, Danielle Briot,The Creator of Astrobotany, Gavriil Adrianovich Tikhov
(https://www.researchgate.net/publication/258788414_Present_and_Future_Observations_of_the_Earthshine_from_Antarctica)

2- August-2013, Proceedings of the International Astronomical Union 8(S288):214-217 Danielle Briot,et.all, Present and Future Observations of the Earthshine from Antarctica

(https://www.researchgate.net/publication/258788414_Present_and_Future_Observations_of_the_Earthshine_from_Antarctica)

3-September 28, 2018, Robert Parker, Why Use Panels with a Light Sensor?

(https://support.micasense.com/hc/en-us/articles/115004292333-Why-Use-Panels-with-a-Light-Sensor-?mobile_site=true)

4- Trıpod.com, Gavriil A. TIKHOV – 125 Anniversary on the birth
(http://planlab.tripod.com/Tikhov1.htm)

5- November 2002, D. Briot et. all, A Test For The Detectabılıty Of Vegetatıon On Extrasolar Planets: Observıng The Terrestrıal Vegetatıon In The Earthshıne Spectrum
(https://www.researchgate.net/publication/228591803_A_test_for_the_detectability_of_vegetation_on_extrasolar_planets_observing_the_terrestrial_vegetation_in_the_earthshine_spectrum)

Daha fazla okumalısınız

Yazar: Fatma Betül Özdemir

Akdeniz Üniversitesi, Fen Fakültesi, Uzay Bilimleri ve Teknolojileri bölümü öğrencisi

Keşfet!

gorodenkoff/iStock/Getty Images Plus

Astrobotanik Eğitiminde STEM Uygulamaları

Son zamanlarda sıkça duyduğumuz STEM (Bilim, Teknoloji, Mühendislik ve Matematik); fen bilimleri, matematik gibi dersleri …