Бактерии могут добывать полезные ископаемые даже из астероидов
На Земле бактерии играют очень важную роль в извлечении минералов из земли. Они участвуют в естественном выветривании и разрушении горных пород, высвобождая содержащиеся в них вещества. Способность по выщелачиванию металлов из окружающей среды уже используется в горнодобывающих предприятиях – это так называемый биомайнинг, который обладает рядом преимуществ. Например, он помогает снизить зависимость от цианида при добыче золота. Бактерии также могут способствовать обеззараживанию загрязненной почвы.
В космических средах, таких как астероиды, Луна и даже Марс, добыча полезных ископаемых будет ценным инструментом. Доставка материалов с Земли стоит невероятно дорого; даже использование самого дешевого на сегодняшний день варианта, Falcon Heavy от SpaceX, обойдется в $1500 за килограмм полезной нагрузки. Поэтому исследователи активно изучают технологию биодобычи в космосе.
«Микроорганизмы очень разнообразны. Так что, по мере того, как мы будем осваивать космос, их можно использовать для выполнения множества процессов», — пояснила астробиолог Роза Сантомартино из Эдинбургского университета в Великобритании.
За 10 лет команда разработала небольшое устройство размером со спичечный коробок, названное «реактором биоразработки», которое можно перевезти и установить на МКС. В июле 2019 года 18 таких реакторов были отправлены на космическую станцию для экспериментов.
Каждый реактор биодобычи содержал бактериальный раствор, внутри которого находился небольшой кусок базальта, вулканической породы, в изобилии встречающейся на Луне. В течение трехнедельного периода базальт в каждом реакторе подвергался воздействию бактериального раствора, чтобы определить, могут ли бактерии выполнять функцию выщелачивания горных пород в условиях низкой гравитации.
Моделируя гравитацию Марса, Земли (с использованием центрифуги) и условия микрогравитации, команда провела эксперименты с отдельными растворами трех разных бактерий: Sphingomonas desiccabilis, Bacillus subtilis и Cupriavidus Metallidurans. Контрольный раствор без бактерий использовали в качестве отправной точки и сравнительного образца.
Исследователи обнаружили, что эффективность бактериального выщелачивания при изменении силы тяжести изменялась незначительно. Для B. subtilis и C. Metallidurans уровень извлечения редкоземельных минералов был чуть ниже нормы. Только раствор S. desiccabilis показал, что бактерии извлекли из базальта значительно больше редкоземельных минералов, чем их сородичи в контрольном растворе.
Ученые пришли к выводу, что при достаточном количестве питательных веществ биодобыча возможна даже условиях силы тяжести, отличной от земной. «Наши эксперименты подтверждают научную и техническую осуществимость биологически усиленной добычи элементарных ресурсов в Солнечной системе. Хотя добывать эти элементы в космосе для того, чтобы доставлять их на Землю, экономически нецелесообразно, космическая биоминерация потенциально могла бы поддерживать колонии людей на других планетах», — заявил астробиолог Чарльз Кокелл из Эдинбургского университета.