Çevresel atıklarla terra rosa topraklarının verimini yüzde 20 artıracak özel polimerler geliştiren Doç. Dr. Cengiz Kahraman ve Doç. Dr. Gökhan Çaylı, Mars’ın toprağının da terra rosaya benzer özellikler taşıdığını fark ettikten sonra kızıl gezegende tarım yapmaya odaklandı. Mars toprağını simüle edecek ikili, oksijen implante edilen “akıllı” polimerler aracılığıyla Mars’ta önce tarımın sonra da kolonileşmenin kapısını aralamayı hedefliyor.
Türk bilim insanları, COVID-19 pandemisi ve hemen ardından patlak veren Rusya-Ukrayna savaşı ile önemi iyiden iyiye artan tarımsal üretimde kabiliyetleri artıracak sıra dışı bir buluşa imza attı. İstanbul Üniversitesi- Cerrahpaşa, Mühendislik Fakültesi, Mühendislik Bilimleri Bölümü’nden Beşeri ve İktisadi Coğrafya Uzmanı Doç. Dr. Cengiz Kahraman ve Polimer ve Organik Sentez Uzmanı Doç. Dr. Gökhan Çaylı, tarımda verimi artırmak ve yeni tarım alanları yaratmak amacıyla odaklandıkları Akdeniz kızıl toprağı olarak bilinen terra rosa cinsi toprağın Mars’ın yüzeyindeki zeminle benzer olduğunu fark ettikten sonra, başarılı sonuçlar aldıkları çalışmalarının patent süreçlerini hızlandırdı.
Kimya ve coğrafya gibi iki farklı disiplindeki uzmanlıklarını birleştiren ve dünyadaki tarım alanlarını ortalama yüzde 10, verimliliği ise yüzde 20 seviyesinde artıran fonksiyonel polimerlerle tarımdaki darboğaza nefes aldıracak ikili, fütüristik projelerini ilk kez DÜNYA’ya anlattı.
“Dünyadaki tarımı 50-60 yıl ileri götürebiliriz”
Akdeniz ve Ege bölgesinde yayılım alanı bulan terra rosa topraklarının verimlilik açısından 8 üzerinden 4-5 kabiliyet sınıfına dahil olduğunu ifade eden Doç. Dr. Cengiz Kahraman, önce bu söz konusu toprağın verimliliğini birtakım polimerlerle artırmak istediklerini, daha sonra bu toprağın Mars yüzeyindeki toprağa çok benzediğini fark ettiklerini söyledi. Kahraman, “Gökhan Hocam’la (Çaylı) bunları konuşunca Mars toprağını simüle edip, polimerik bir malzemeyle bir tarım ürünü yetiştirmenin yollarını aramaya başladık. Kendimizce başarılı da olduk” dedi. Mars atmosferinin ve yer şartlarının aslında tarıma uygun olmadığını dile getiren Kahraman, “En azından oraya giden araçlardan gelen veriler ve görüntüler bunun mümkün olmadığını gösteriyor. Biz burada Mars atmosferi ve coğrafi şartlarına bağlılığı en aza indirip, dünyadan götürülecek polimerlerle bitkiyi içten besleyecek bir yöntem geliştiriyoruz. Dünyadaki bazı atıkları çeşitli kimyasal proseslerden geçirerek polimerik malzeme haline getiriyoruz. Ardından polimerin içine oksijen implante ediyoruz. Şimdi de Mars toprağını ve atmosferini simüle etmek istiyoruz. Bunu yapacak araçlarımız elimizde var. Toprak olarak yine terra rosayı kullanacağız ama bunu 600 derece sıcaklıkta ısıtıp bakteri ve mikroorganizmalardan arındıracağız. Daha sonra atmosferini de imkanlar ölçüsünde taklit etmeye çalışacağız. Prosesin üstünü kapatıp ortamı karbondioksitle besleyeceğiz. Atmosferi bu şekilde taklit etmiş olacağız. Patentini yazıyoruz, laboratuvar aşamamız olacak. Orada bitkilerin büyüme endeksine bakacağız. Kısa vadede bu aşamaları tamamlayacağız. Eğer bu çalışmayı daha ileri boyutlara taşırsak dünyadaki tarımı da 50-60 yıl ileri götürebileceğimizi düşünüyoruz. Çünkü ona göre verimlilik anlamında teknolojiyi geliştirmiş olacağız” şeklinde konuştu.
Polimer maliyeti 5 dolar
İlk etapta büyük ölçekli yatırım gerekmeyeceğini bildiren Kahraman, seri üretim için ise şimdiden bir şey söylemenin mümkün olmadığının altını çizdi. Polimer sistemi maliyetinin kilo başına ortalama 5 dolar civarında olduğu bilgisini veren Kahraman, 1 dönüm arazi için ihtiyaca göre 1kg’dan 100 kg’a kadar kullanılabileceğini dile getirdi.
TARIM ALANLARINI YÜZDE 10, REKOLTEYİ YÜZDE 20 ARTIRACAK
Öncelikli olarak Türkiye’deki, sonrasında dünyadaki tarımı iyileştirmeyi hedeflediklerini belirten Cengiz Kahraman, ürettikleri polimerik malzemelerle ürünlerin hem verimini hem kalitesini artıracaklarını, hem de 5 ve yukarı sınıfta arazi kabiliyetine sahip topraklarda tarıma olanak sağlayacaklarını kaydetti. Kahraman, “Damla sulama sistemlerine polimeri sıvılaştırıp enjekte ediyoruz. Bitki hem sulanıyor hem polimerik malzemeyle besleniyor. Dolayısıyla özellikle zeytin ve turunçgil gibi dikili tarımda biz bunun etkisini çok rahat görebiliriz. Yöntemimiz tarım alanlarının kullanımını yüzde 10, rekolteyi yüzde 20 düzeyinde artırıyor. Zeytin ekiyorsanız yanına kivi de ekebileceksiniz çünkü ürün desenini de artıracak. Endüstriyel tarım ürünlerinin artışına da etki edebilir. Türkiye’de çok verimli tarım arazileri var, bunların çoğu son 20 yılda ya yerleşmeye açıldı ya turizm tesislerine dönüştü. Bugün yaşadığımız tarım krizinin temelinde biraz da bu var. Kuşadası’nda Davutlar Ovası gibi çok verimli tarım arazisinin yüzde 60’ı yazlık oldu. Ülke olarak bunun alternatifini yaratmak zorundayız. Bugün arazi kabiliyeti açısından daha geride bulunan toprakları tarıma kazandırmalıyız. Binaların tamamını yıkıp yeniden tarım alanı haline getiremeyeceğimize göre ekilemeyen araziyi ekilebilir hale getirerek tarıma kazandırmaya yönelik bir gayret içindeyiz. Bir de “urban agriculture” dediğimiz şehir tarımına olanak yaratabiliriz. Dünyadaki tarım topraklarının verimini artırmak için daha kısa bir yolumuz var. Onun patent başvurusunu yaptık, kurullardan geçti. Sadece Ankara’dan patent belgesini bekliyoruz” ifadelerini kullandı.
“Dünya’ya yaşam Mars’tan taşınmış olabilir”
NASA’nın 1 milyar yıl boyunca Mars’ta su olduğunu tespit ettiğini aktaran Doç. Dr. Gökhan Çaylı ise dünya üzerindeki su varlığının Mars’tan daha kısa süreli olduğuna dikkat çekti. Mars’ta da muhtemelen o süreç içerisinde yaşamın geliştiğinin düşünüldüğünü söyleyen Çaylı, “Şu an Mars yüzeyinde su yok ama toprağın altında katı veya sıvı halde su mevcut. Yüzeyde canlı yaşamı yok ama yaşam mikrobik düzeyde de olsa Mars toprağının altında devam ediyor olabilir. Güney Kutbu’nda Mars’tan gelen meteroitler bulunmuştu. Bu meteoritleri incelediklerinde bakteri fosillerine benzer fosiller bulmuşlardı. Ama buldukları fosillerin boyutları normal bakteri boyutlarının 10’da 1’i yani nanobakteri boyutuna uyuyor. Bu verilere baktığınızda belki dünyadaki yaşam Mars’tan da gelmiş olabilir. Mars’tan gelen meteorlarla nanobakteriler dünyaya taşınmış olabilir” diye konuştu.
“3 kademeli sistemle Mars’ta tarım mümkün olacak”
Mars yüzeyinde tarımın nasıl gerçekleşeceğine ilişkin soruya ise Çaylı, “Tohumlar buradan gidebilir, neticede bitkiye ihtiyacımız olacak ama bu organik bileşenleri nasıl temin edeceğiz? İşte bu polimerik malzemeler ve çeşitli kimyasallarla. Biz oraya gittiğimizde tarım için 3 kademeli bir sistem düşünüyoruz. İlki atık malzemelerden elde edeceğimiz hümik asit dediğimiz bitkilerin gelişmesini, besinini sağlayan kısım. Bunu atık malzemelerden yapabiliriz. Veya linyitin çok daha kötüsü var; turba dediğimiz malzemeler, Türkiye o yönden çok zengin. Burada hümik asit üretebiliriz. Bu üretim sırasında hiç bakteriyel kontaminasyon olmayacak. Az miktarla çok fazla alanı besleyebiliriz. İkincisi atık malzemelerden de olur, fermentasyon yoluyla da olur, doğal polimerik malzemelerimiz var. Cengiz Hoca’mla terra rosa topraklarının tarıma kazandırılmasıyla alakalı çalışmamızda polimer sistemi kullanmıştık. Çıkış noktamız terra rosada verimi artırmaktı. Sonra fark ettik ki Mars’ın zemini de terra rosaya benziyor. Orada da demir var burada da. Terra rosa, Demir (III) Oksit açısından çok zengin, hem rengi hem bileşiği çok benziyor. Hatta Mars toprağı belirli bir yüzdede Demir Oksit içeriyor. Bu Demir Oksit fazla miktarda olursa bu sefer tarıma elverişli olmuyor. İkinci bileşen olarak hidrojel dediğimiz su tutan bir malzeme kullanacağız. Komponentleri biyolojik olarak sentezlenen ve parçalanabilen malzemeler olacak. İkincisi ortamda demiri bağlayacak, üç; suyu tutacak ve kontrollü bir şekilde bu suyu salacak. Bomba olan kısım ise şu; literatüre baktığınızda toprağı oksijence zenginleştiren bir polimer olmadığını gördük. Daha doğrusu var ama bizim düşündüğümüz şekilde yok. İşin püf noktası biraz o. Orada o doğal malzemeden ürettiğimiz polimer yardımıyla süreci gerçekleştireceğiz. Mesela patlamış mısırın içeriği de polimer. Pirinç de polimer içeren bir malzeme. Et de protein polimeri. Bunların hepsi doğal polimerler. O cinsten bir polimerik yapı düşünün. Bunun içerisinde öyle gruplar var ki kontrollü bir şekilde oksijen sağlıyor. Yüksek değil, az miktarda ancak bitki köküne sağlam şekilde yerleşmeyi sağlaması açısından olumlu katkı yapan bir malzeme. Uzun süre bu salınımı yapacak bir malzeme. Dolayısıyla bu 3 komponent bir araya geldiğinde muhakkak orada sağlam bir tarımsal gelişime yol açacak. Şu an oksijen üreten polimer kısmındayız. Patentini yazıyoruz. İmplantasyon süreci başarılı geçerse Mars’ta tarım yapacak kabiliyete sahip olacağız. Gerisi çorap söküğü gibi gelecek” değerlendirmesinde bulundu.