Çernobıl göbələkləri dərin kosmos missiyaları üçün kosmik şüalara qarşı qalxan kimi 

1986-cı ildə Ukraynada (keçmiş Sovet İttifaqı) Çernobıl Atom Elektrik Stansiyasının 4-cü blokunda güclü yanğın və buxar partlayışı baş verdi. Görünməmiş qəza 100-dən çox radioaktiv elementdən (əsasən yod-131, sezium-137 və stronsium-90) ibarət radioaktiv reaktor nüvəsinin 5%-dən çoxunu ətraf mühitə buraxdı. Ətrafdakı canlıların sağ qalması üçün radiasiya səviyyəsi son dərəcə yüksək idi. Qəza yerini əhatə edən 10 kvadrat kilometr ərazidə şam ağacları öldürücü radiasiya dozasına məruz qaldıqları üçün həftələr ərzində məhv edilib. Bununla belə, müəyyən qəliblər və qara göbələklər nəinki təhlükəli yüksək radiasiya səviyyəsindən sağ çıxa bildilər, həm də qəza yerində çoxaldılar. Sonrakı tədqiqatlar ərazidən 200 növ göbələklərin təxminən 2000 ştamını təcrid etdi. Məlum olub ki, göbələk hifləri yaşıl bitkilərin günəş işığına doğru böyüdüyü kimi ionlaşdırıcı beta və qamma radiasiya mənbəyinə doğru böyüyür. Daha maraqlısı odur ki, ionlaşdırıcı radiasiyaya məruz qalma melanizasiya olunmuş göbələk hüceyrələrinə yüksək enerjili radiasiyanın (fotosintez zamanı günəş işığında xlorofilin enerji tutmasına bənzər) melanin piqmenti tərəfindən enerji tutulmasını göstərən inkişaf etmiş böyüməyə imkan verdi. 2022-ci ildə Beynəlxalq Kosmik Stansiyada (BKS) aparılan təcrübə bu göbələklərin kosmosda da radiomüqavimət və radiosintez imkanlarını nümayiş etdirdiyini nümayiş etdirdi. Bu, Çernobıl qəzası sahəsi kimi ekstremal radiasiya şəraitində sağ qalan və inkişaf edən melanizasiyalı göbələklərdən dərin kosmosdakı insan məskənlərini kosmik şüalardan qorumaq və enerjini (kosmik şüalardan) tutmaq üçün istifadə edilə biləcəyini göstərir.  

Dünya miqyasında nüvə reaktorları parçalanan material kimi əsasən tərkibində təxminən 3-5% Uran-235 olan zənginləşdirilmiş urandan istifadə edirlər (bəzi qabaqcıl reaktorlar da Plutonium-239 və ya Torium-233-dən istifadə edə bilər). Uran-235-in reaktorlarda idarə olunan parçalanmasının əsas məhsulları Kripton və Bariumun yüngül nüvələri, sərbəst neytronlar və böyük miqdarda enerjidir. Qeyri-sabit daha yüngül parçalanan fraqmentlərin (Kripton və Barium nüvələri) sonrakı radioaktiv parçalanması beta hissəciklərini, qamma şüalarını və digər sabit əlavə məhsulları buraxır.  

Çernobıl qəzası (1986) 

1986-cı ildə Ukraynada (o zaman Sovet İttifaqı) Çernobıl Atom Elektrik Stansiyasının 4-cü blokunda baş verən yanğın və buxar partlayışı radioaktiv reaktor nüvəsinin 5%-dən çoxunun ətraf mühitə atılması ilə nəticələndi. Görünməmiş qəza ətraf mühitə 100-dən çox radioaktiv element buraxdı, əsasları yod-131, sezium-137 və stronsium-90 idi. Sonuncu ikisi (məsələn, sezium-137 və stronsium-90) yerli mühitdə hələ də əhəmiyyətli miqdarda mövcuddur, çünki onların yarı ömrü təxminən 30 ildir. Bu iki izotop, ilk növbədə, İstisna Zonasının Yer kürəsində ən radioaktiv çirklənmiş ərazi olması üçün məsuliyyət daşıyır.  

Sahənin yaxınlığındakı İstisna Zonasında bəzi yerlərdə həddindən artıq yüksək radiasiya səviyyəsi var. Dağıdılmış reaktor binasının radiasiya səviyyəsi saatda 20,000 rentgendən çoxdur (müqayisə üçün beş saat ərzində təqribən 500 rentgen radiasiyanın öldürücü dozasıdır ki, bu da məhv edilmiş reaktor sahəsinin yaxınlığında radiasiyanın 1%-dən azdır).   

İstisna zonasında (Qırmızı Meşə adlanır) Çernobıl Stansiyasını əhatə edən 10 kv km ərazidə radiasiya səviyyəsi o qədər yüksək idi ki, minlərlə şam ağacı təqribən 10 kv.km əraziyə məruz qaldıqdan sonra həftələr ərzində öldü. 60-100 Grays (Gy) şüalanma. Bu radiasiya dozası ərazidəki şam ağacları üçün ölümcül olub, hansı ki, paslı-qırmızıya çevrilib ölüb. Hətta bu gün də Qırmızı Meşənin bəzi yerlərində qamma şüaları təqribən 17 millirem/saatda (təxminən 170 µSv/saat) pik həddinə çatır. Qamma şüaları çox yüksək enerjili radiasiyadır. Onlar dərinə nüfuz edir və atomlardan və molekullardan elektronları qoparır və DNT və fermentlər kimi həyati vacib biomolekullar da daxil olmaqla hüceyrələrə və toxumalara düzəlməz ziyan vuran ionlar və sərbəst radikallar əmələ gətirir. Çox yüksək dozada qamma şüalarına məruz qalma, Çernobıl qəzası ərazisi ətrafındakı şam ağaclarında olduğu kimi canlı orqanizmlərin ölümü ilə nəticələnir. Ancaq həmişə deyil!  

Bəzi göbələklər nəinki sağ qaldı, həm də yüksək radiasiyalı Çernobıl qəzası yerində inkişaf etdi  

Qəza yerini əhatə edən 10 kv km sahədə şam ağacları son dərəcə yüksək radiasiya səviyyəsinə məruz qalaraq həftələr ərzində məhv edilsə də, bəzi qara göbələklər, xüsusilə Cladosporium sphaerospermum və Alternaria alternativa radiasiya səviyyəsinin hələ də ölümcül olmasına baxmayaraq qəzadan bir neçə il sonra zədələnmiş 4-cü bölmənin yaxınlığında artdığı müşahidə edilmişdir. Bu sürpriz oldu. 2004-cü ilə qədər müxtəlif tədqiqatlar qəza yerindən 200 növ göbələklərin təxminən 2000 ştamını təcrid etdi.  

Maraqlıdır ki, göbələk hiflərinin ionlaşdırıcı şüalanma mənbəyinə doğru böyüdüyü aşkar edilmişdir (bitkilərin fototropizm göstərən günəş işığına doğru böyüməsi kimi). İonlaşdırıcı şüalanmaya göbələk reaksiyasının ölçülməsindən sonra tədqiqatçılar göstərdilər ki, həm beta, həm də qamma radiasiya hiflərin mənbəyə doğru istiqamətli böyüməsini təşviq edir.  

Təbiətdə melanlaşmış mikrob növlərinə daha çox rast gəlindiyinə görə, bəzi göbələklərin parçalanan fraqmentlərlə (radionuklidlər) çirklənmiş torpaqlarda yaşamaq və inkişaf etmək üçün bu əlamətdar qabiliyyətində melanin piqmentinin rolu olduğu düşünülürdü. 2007-ci ildə nəşr olunan bir təcrübə bunun həqiqətən də belə olduğunu göstərdi. Melaninin ionlaşdırıcı radiasiyaya məruz qalması əsasdır. İonlaşdırıcı şüalanma melanin piqmentlərinin elektron xüsusiyyətlərini dəyişdirərək, ionlaşdırıcı radiasiyaya məruz qaldıqdan sonra melanizasiya edilmiş göbələk hüceyrələrinin inkişafını artırdı. Bu, melaninin fotosintezdə xlorofilin olduğu kimi enerji tutmada (radiosintez) rolunun olduğunu göstərir. Bu, həm də bu göbələklərdən radionuklidlərlə çirklənmənin təmizlənməsində istifadə etmək imkanını nəzərdə tuturdu.   

Dərin Kosmos İnsan missiyaları və yaşayış yerləri  

Uzunmüddətli perspektivdə bütün planet sivilizasiyası kosmosdan gələn təsirlərdən yaranan ekzistensial təhlükələrlə üzləşir, buna görə də insanların çox planet növünə çevrilməsi zəruridir. Yerin hüdudlarından kənarda insan məskənlərinin yaradılması üçün dərin kosmik insan missiyaları nəzərdə tutulur. Artemis Moon Missiyası, Marsda insan missiyaları və məskunlaşmalarına hazırlıq üçün Ayda və onun ətrafında uzunmüddətli insan varlığını yaratmaq məqsədi daşıyan bu istiqamətdə başlanğıcdır.   

Dərin kosmosda insan missiyaları qarşısında duran ən böyük problemlərdən biri kosmosun hər yerinə yayılan güclü kosmik şüaların daimi axınıdır. Yerin maqnit sahəsi bizi yer üzündəki kosmik şüalardan qoruyur, lakin bu, kosmosda insan missiyaları üçün ən böyük sağlamlıq riskidir. Buna görə də, dərin kosmik missiyalar kosmik şüalardan qoruyucu qalxan tələb edir. Digər tərəfdən, kosmik radiasiya da qeyri-məhdud enerji mənbəyi ola bilər və daha uzun dərin kosmos missiyalarının enerji muxtariyyətini gücləndirə bilərdi, əgər onlardan istifadə etmək üçün uyğun texnologiya olsaydı. 

Yüksək radiasiyalı Çernobıl sahəsində inkişaf edən göbələklər kosmik radiasiyanın dərin kosmosdakı insan missiyaları və yaşayış yerləri üçün yaratdığı çətinliklərin həllini təklif edə bilər.  

Yuxarıda müzakirə edildiyi kimi, bəzi melanlaşmış göbələklərin zədələnmiş Çernobıl Atom Elektrik Stansiyasının yüksək radiasiya ilə çirklənmə yerində və Yerdəki digər yüksək radiasiya mühitlərində böyüdüyü aşkar edilmişdir. Göründüyü kimi, bu göbələklərdəki melanin piqmentləri kimyəvi enerji yaratmaq üçün yüksək enerjili radiasiyadan istifadə edir (yaşıl bitkilərdəki xlorofilin fotosintezdə günəş şüalarından istifadə etdiyi kimi). Beləliklə, Çernobıl göbələklərinin imkanları kosmosdakı kosmik şüalara qədər uzanarsa, həm yüksək enerjili kosmik şüalara (radiomüqavimət), həm də dərin kosmik missiyalarda enerji istehsalçısı (radiosintez) üçün qoruyucu qalxan rolunu oynaya bilər. Tədqiqatçılar bunu kosmosda sınaqdan keçiriblər.  

Mantar Cladosporium sphaerospermum Beynəlxalq Kosmik Stansiyada (BKS) onun böyüməsini və Marsın səthində yaşayışı təqlid edən bir vəziyyətdə 26 gün ərzində ionlaşdırıcı kosmik şüaları udmaq və nəmləndirmək qabiliyyətini öyrənmək üçün becərilmişdir. Nəticə göbələk biokütləsi səbəbindən kosmik radiasiyanın zəifləməsini və kosmosda artım üstünlüyünü göstərdi ki, bu da Çernobıl qəzası yerində müəyyən göbələklərin göstərdiyi imkanların kosmosdakı kosmik şüalara qədər uzana biləcəyini göstərir.  

Bunu demək üçün hələ tezdir, lakin gələcəkdə bu göbələklərin uyğun infrastrukturun köməyi ilə kimyəvi enerji istehsalçısı kimi fəaliyyət göstərəcəyi Monn və Marsa daşınması mümkün ola bilər.  

*** 

References:  

1. Jdanova NN, et al 2004. İonlaşdırıcı şüalanma torpaq göbələklərini cəlb edir. Mycol Res. 108: 1089–1096. DOI: https://doi.org/10.1017/S0953756204000966 

2. Dadaçova E., et al 2007. İonlaşdırıcı Radiasiya Melaninin Elektron Xüsusiyyətlərini Dəyişdirir və Melanizasiyalı Göbələklərin Artımını Gücləndirir. PLOS One. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0000457 

3. Dighton J., Tugay T., and Jdanova N., 2008. Göbələklər və radionuklidlərdən ionlaşdırıcı şüalanma. FEMS Mikrobiologiya Məktubları, Cild 281, Sayı 2, Aprel 2008, Səhifələr 109-120. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1574-6968.2008.01076.x 

4. Ekaterina D. & Casadeval A., 2008. İonlaşdırıcı şüalanma: göbələklər melaninin köməyi ilə necə öhdəsindən gəlir, uyğunlaşır və istismar edir. Mikrobiologiyada Mövcud Rəy. 11-ci cild, 6-cı say, dekabr 2008, səh. 525-531. DOI: https://doi.org/10.1016/j.mib.2008.09.013 

5. Averech NJH et al 2022. Dematiya göbələklərinin becərilməsi Cladosporium sphaerospermum Beynəlxalq Kosmik Stansiyada və İonlaşdırıcı Radiasiyanın Təsirləri. Ön. Microbiol., 05 iyul 2022. Saniyə. Ekstremal Mikrobiologiya Cild 13 2022. DOI: https://doi.org/10.3389/fmicb.2022.877625 

6. Sihver L., 2022. Enerji İstehsalçısı kimi Çernobıl Göbələkləri. Burada mövcuddur https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2022cosp…44.2639S/abstract 

7. Tibolla MH, və Fischer J., 2025. Radiotrofik göbələklər və onların radiasiyadan təsirlənən ərazilərin bioremediasiya agentləri və qoruyucu vasitələr kimi istifadəsi. Tədqiqat, Cəmiyyət və İnkişaf. DOI: https://doi.org/10.33448/rsd-v14i1.47965 

*** 

Əlaqəli məqalələr 

• Həyat tarixində kütləvi yox olmalar: NASA-nın Artemida Ayı və Planet Müdafiəsi DART Missiyalarının əhəmiyyəti (23 Avqust 2022)  

• Artemis Ayın Missiyası: Dərin Kosmosda İnsan Yaşayışına Doğru (11 Avqust 2022) 

• ….Solğun Mavi Nöqtə, indiyə qədər tanıdığımız yeganə ev (13 Yanvar 2022) 

***