Geri Dön

Buzlu okyanus dünyalarının jeokimyasal modeller yoluyla astrobiyolojik açıdan incelenmesi

Astrobiological investigation of ocean worlds through geochemical modeling

PDF İndir

  1. Tez No: 947090
  2. Yazar: SEDA IŞIK
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ NAZLI OLĞUN KIYAK
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Astronomi ve Uzay Bilimleri, Astronomy and Space Sciences
  6. Anahtar Kelimeler: Astrofizik, Astrokimya, Astronomi, Biyojeokimya, Astrophysics, Astrochemistry, Astronomy, Biogeochemical
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: İklim ve Deniz Bilimleri Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Yer Sistem Bilimi Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Bu çalışmada, Güneş Sistemi'ndeki okyanus dünyalarının (Europa, Enceladus, Titan, Ganymede) astrobiyolojik potansiyeli termodinamik modelleme yaklaşımıyla incelenmiştir. DEWPython ve SUPCRT modelleri kullanılarak, temel metabolik reaksiyonların (metanojenez, asetojenez, hidrojenez, sülfat indirgeme), sitrik asit döngüsünün ve prebiyotik reaksiyon ağının bu dünyaların iç koşullarındaki termodinamik davranışları analiz edilmiştir. Yeni geliştirilen“kimyasal tür kararlılığı”parametresi ile denge dışı sistemlerdeki moleküler kararlılık değerlendirilmiştir. Bulgular, okyanus dünyalarında sitrat ve süksinatın birikme eğiliminde olduğunu, fumarat ve oksaloasetatın ise kararsız olduğunu göstermiştir. TCA döngüsünün tek yönlü işleyişinin termodinamik kısıtlamalarla karşılaştığı, ancak piruvat-asetat yoluyla alternatif metabolik yolakların bu darboğazları aşabileceği tespit edilmiştir. Sülfat indirgeme tüm ortamlarda en elverişli metabolizma olarak öne çıkarken, her okyanus dünyasının benzersiz termodinamik imzalar sergilediği belirlenmiştir. Bu sonuçlar, gelecek uzay misyonlarında biyoimza arayışı için önemli teorik temeller sağlamaktadır.

Özet (Çeviri)

This study investigates the astrobiological potential of Solar System ocean worlds (Europa, Enceladus, Titan, Ganymede) through thermodynamic modeling approaches. Using DEWPython and SUPCRT models, the thermodynamic behavior of fundamental metabolic reactions (methanogenesis, acetogenesis, hydrogenesis, sulfate reduction), the tricarboxylic acid cycle, and prebiotic reaction networks was analyzed under the internal conditions of these worlds. A newly developed“chemical species stability”parameter was employed to evaluate molecular stability in non-equilibrium systems. Results indicate that citrate and succinate tend to accumulate in ocean worlds, while fumarate and oxaloacetate remain unstable. The unidirectional operation of the TCA cycle faces thermodynamic constraints, but alternative metabolic pathways through pyruvate-acetate can overcome these bottlenecks. Sulfate reduction emerged as the most favorable metabolism across all environments, while each ocean world exhibits unique thermodynamic signatures. These findings provide crucial theoretical foundations for biosignature searches in future space missions, establishing baseline expectations for chemical distributions under abiotic conditions and identifying potential deviations that could indicate biological activity.

Geri Dön