Minerali v vesolju so lahko nekoliko lažji, kot si predstavljamo – s pomočjo nekaterih najmanjših prebivalcev Zemlje.
Poskusi na Mednarodni vesoljski postaji so pokazali, da lahko bakterije povečajo učinkovitost rudarjenja v vesolju za več kot 400 odstotkov in ponujajo veliko lažji način dostopa do materialov, kot so magnezij, železo in redki zemeljski minerali, ki se pogosto uporabljajo v elektroniki in proizvodnji zlitin. .
Tu na Zemlji imajo bakterije zelo pomembno vlogo pri pridobivanju mineralov iz zemlje. Sodelujejo pri naravnem preperevanju in uničevanju kamnin, pri čemer sproščajo minerale, ki jih vsebujejo.
Ta sposobnost bakterij, da iz okolja izpuščajo kovine, je bila izkoriščena v rudarskih dejavnostih; imenovano biomining, ima več prednosti. To lahko na primer pomaga pri zmanjšanju odvisnosti od cianida pri pridobivanju zlata. Bakterije lahko pomagajo tudi pri dekontaminaciji onesnažene zemlje.
V vesoljskih okoljih, kot so asteroidi, Luna in celo Mars, bo rudarstvo dragoceno orodje, ko bomo gradili človeške postojanke. Dostava materialov z Zemlje je draga; tudi najcenejša možnost, Falcon Heavy podjetja SpaceX, stane 1500 dolarjev za kilogram koristnega tovora. Zato so znanstveniki preučevali možnost bioprodukcije v vesolju.
“Mikroorganizmi so zelo raznoliki in ko se premikamo v vesolje, jih lahko uporabimo za izvajanje številnih procesov,” je pojasnila astrobiologinja Rosa Santomartino z univerze v Edinburghu v Veliki Britaniji. “Elementarno rudarstvo je potencialno eno izmed njih.”
V desetih letih je ekipa razvila majhno napravo velikosti vžigalice, imenovano bioprospektivni reaktor, ki jo je bilo mogoče enostavno prevažati in namestiti na Mednarodno vesoljsko postajo. Nato so julija 2019 18 teh reaktorjev za bioprospektivno uporabo poslali na ISS za poskuse v nizki zemeljski orbiti.
Vsak reaktor na biomaso je vseboval bakterijsko raztopino, v katero je bil potopljen majhen kos bazalta, vulkanske kamnine, bogate na Luni. V tritedenskem obdobju je bil bazalt izpostavljen bakterijski raztopini, da bi ugotovil, ali lahko bakterije opravljajo enako funkcijo preperevanja kamnin v pogojih nizke gravitacije.
Pri simulaciji gravitacije Marsa, simulaciji gravitacije Zemlje (s pomočjo centrifuge) in mikrogravitacije je ekipa eksperimentirala z ločenimi raztopinami treh različnih bakterij: Sphingomonas desiccabilis, Bacillus subtilis in Cupriavidus metallidurans. Za izhodišče smo uporabili kontrolno raztopino brez bakterij.
Raziskovalci so ugotovili, da ni bistvenih razlik v učinkovitosti izpiranja bakterij glede na gravitacijske pogoje, pri B. subtilis in C. Metallidurans pa je bila izkoristek redkozemeljskih mineralov nižji in nekoliko drugačen od kontrolne raztopine.
Raztopina S. desiccabilis pa je iz bazalta odstranila bistveno več redkozemeljskih mineralov kot kontrolna raztopina.
“Za S. desiccabilis se je v vseh posameznih redkih zemljiščih in v vseh treh gravitacijskih pogojih na ISS organizem s 111,9% povzpel na 429,2% nebioloških kontrol,” so v svojem prispevku zapisali raziskovalci.
(Cockell et al., Nature Communications, 2020).
Ker je bilo prej dokazano, da mikrogravitacija vpliva na mikrobne procese, je presenetljivost podobnosti med koncentracijami mineralov, pridobljenih v vseh treh gravitacijskih pogojih. Vendar pa je skupina ugotovila, da so vse tri bakterije dosegle enake koncentracije v vseh treh gravitacijskih pogojih, verjetno zato, ker so za to imele dovolj hranil.
Ugotovili so, da je z zadostnimi hranili biotska raznovrstnost mogoča v različnih gravitacijskih pogojih.
“Naši poskusi potrjujejo znanstveno in tehnično izvedljivost biološko okrepljenega pridobivanja osnovnih virov v sončnem sistemu,” je povedal astrobiolog Charles Cockell z univerze v Edinburghu.
Čeprav teh elementov v vesolju ni mogoče izkopati in jih prenesti na Zemljo, ekonomsko ni izvedljivo, vesoljsko bio-rudarstvo pa lahko podpira samozadostno človeško prisotnost v vesolju.
Naši rezultati na primer kažejo, da bi bila gradnja robotskih rudnikov in rudnikov s posadko na območju Moon Oceanus Procellarum, kjer so kamnine z visoko koncentracijo redkozemeljskih elementov, lahko ena od plodnih smeri znanstvenega in gospodarskega razvoja človeštva zunaj Zemlje. '
Raziskava je objavljena v Nature Communications.
Viri: Foto: Bakterija Sphingomonas desiccabilis, ki raste na bazaltu, je vidna na desni v naravno porozni kamnini, uporabljeni v študiji Biorock. Zasluge: Rosa Santomartino, UK Center za astrobiologijo / Univerza v Edinburghu
