Minerali u svemiru mogu biti malo lakši nego što se zamišljaju – uz pomoć nekih najsitnijih stanovnika na Zemlji.
Eksperimenti na Međunarodnoj svemirskoj stanici pokazali su da bakterije mogu poboljšati efikasnost rudarstva u svemiru za više od 400 posto, nudeći mnogo lakši način za pristup materijalima poput magnezijuma, gvožđa i minerala rijetkih zemalja, koji se široko koriste u proizvodnji elektronike i legura. .
Ovdje na Zemlji, bakterije igraju vrlo važnu ulogu u vađenju minerala iz zemlje. Oni sudjeluju u prirodnom vremenskom utjecaju i uništavanju kamenja, oslobađajući minerale koje sadrže.
Ova sposobnost bakterija da luže metale iz okoline iskorišćena je u rudarskim operacijama; pod nazivom biomining, ima nekoliko prednosti. To može pomoći, na primjer, smanjenju oslanjanja na cijanid u rudarstvu zlata. Bakterije takođe mogu pomoći u dekontaminaciji kontaminiranog tla.
U svemirskim okruženjima poput asteroida, Mjeseca, pa čak i Marsa, rudarstvo će biti dragocjen alat dok gradimo ljudske predstraže. Dostava materijala sa Zemlje je skupa; čak i najjeftinija opcija, SpaceX-ov Falcon Heavy, košta 1500 dolara po kilogramu korisnog tereta. Stoga su naučnici proučavali mogućnost bio-rudarstva u svemiru.
“Mikroorganizmi su vrlo raznoliki, a kako se krećemo u svemir, oni se mogu koristiti za izvođenje mnogih procesa”, objasnila je astrobiolog Rosa Santomartino sa Univerziteta u Edinburghu u Velikoj Britaniji. “Rudarstvo elemenata je potencijalno jedno od njih.”
Tokom 10 godina tim je razvio mali uređaj veličine kutije šibica nazvan reaktor za bioprospekciju koji se mogao lako transportovati i instalirati na Međunarodnu svemirsku stanicu. Zatim je u julu 2019. godine 18 ovih reaktora za bioprospekciju poslano na ISS radi eksperimenata u niskoj Zemljinoj orbiti.
Svaki reaktor za biomasu sadržavao je bakterijsku otopinu u koju je potopljen mali komad bazalta, vulkanske stijene obilne na Mjesecu. U periodu od tri sedmice, bazalt je bio izložen bakterijskoj otopini da bi utvrdio mogu li bakterije obavljati istu funkciju prelijevanja kamena u uvjetima niske gravitacije.
Simulirajući gravitaciju Marsa, simulirajući Zemljinu gravitaciju (pomoću centrifuge) i mikrogravitaciju, tim je eksperimentirao s odvojenim rješenjima tri različite bakterije: Sphingomonas desiccabilis, Bacillus subtilis i Cupriavidus metallidurans. Kao početna vrijednost korištena je kontrolna otopina bez bakterija.
Istraživači su otkrili da nije došlo do značajne razlike u efikasnosti ispiranja bakterija ovisno o gravitacijskim uvjetima, a za B. subtilis i C. Metallidurans oporavak rijetke zemlje bio je manji i malo se razlikovao od kontrolnog rastvora.
Međutim, otopina S. desiccabilis uklonila je znatno više minerala rijetke zemlje iz bazalta od kontrolne otopine.
“Za S. desiccabilis, u svim pojedinačnim rijetkim zemljama i pod sva tri gravitaciona uvjeta na ISS-u, organizam se izlužio sa 111,9% na 429,2% nebioloških kontrola”, napisali su istraživači u svom radu.
(Cockell i dr., Nature Communications, 2020).
Budući da je prethodno pokazano da mikrogravitacija utječe na mikrobne procese, iznenađujuća je sličnost između koncentracija minerala ekstrahiranih u sva tri gravitacijska uvjeta. Međutim, tim je primijetio da su sve tri bakterije postigle iste koncentracije u sva tri uvjeta gravitacije, vjerojatno zato što su imale dovoljno hranjivih sastojaka za to.
Zaključili su da je s dovoljno hranjivih sastojaka biološka raznolikost moguća u različitim gravitacijskim uvjetima.
“Naši eksperimenti potvrđuju naučnu i tehničku izvodljivost biološki poboljšane eksploatacije elementarnih resursa u Sunčevom sistemu”, rekao je astrobiolog Charles Cockell sa Univerziteta u Edinburghu.
'Iako je ekonomski nepraktično minirati ove elemente u svemiru i donositi ih na Zemlju, svemirsko bio-rudarstvo ima potencijal podržati samoodrživo ljudsko prisustvo u svemiru.
Na primjer, naši rezultati pokazuju da bi izgradnja robotskih rudnika i mine s posadom u regiji Mjesečevog oceana Procellarum, gdje postoje stijene s visokom koncentracijom rijetkih zemaljskih elemenata, mogla biti jedno od plodnih područja znanstvenog i ekonomskog razvoja čovječanstva izvan Zemlje. '
Istraživanje je objavljeno u časopisu Nature Communications.
Izvori: Foto: Bakterija Sphingomonas desiccabilis koja raste na bazaltu vidljiva je s desne strane u prirodno poroznoj stijeni koja se koristi u studiji Biorock. Zasluge: Rosa Santomartino, UK centar za astrobiologiju / Univerzitet u Edinburghu
