Uzaydaki mineraller, dünyanın en küçük sakinlerinden bazılarının yardımıyla hayal edilenden biraz daha kolay olabilir.
Uluslararası Uzay İstasyonu'nda yapılan deneyler, bakterilerin uzayda madencilik verimliliğini yüzde 400'den fazla artırabildiğini ve elektronik ve alaşım üretiminde yaygın olarak kullanılan magnezyum, demir ve nadir toprak mineralleri gibi malzemelere erişmenin çok daha kolay bir yolunu sunduğunu göstermiştir. .
Bakteriler, Dünya'da minerallerin topraktan çıkarılmasında çok önemli bir rol oynarlar. İçerdikleri mineralleri serbest bırakarak doğal ayrışma ve kayaların yok edilmesine katılırlar.
Bakterilerin çevreden metalleri süzme kabiliyetinden madencilik operasyonlarında yararlanılmıştır; Biyominasyon denilen, birçok avantajı vardır. Bu, örneğin altın madenciliğinde siyanüre olan bağımlılığı azaltmaya yardımcı olabilir. Bakteriler ayrıca kirlenmiş toprağın dekontamine edilmesine yardımcı olabilir.
Asteroitler, Ay ve hatta Mars gibi uzay ortamlarında madencilik, insan ileri karakolları inşa ettiğimiz için değerli bir araç olacaktır. Dünyadan malzeme taşımak pahalıdır; en ucuz seçenek olan SpaceX'in Falcon Heavy bile bir kilogram yük için 1.500 dolara mal oluyor. Bu nedenle, bilim adamları uzayda biyo-madencilik olasılığını inceledi.
Birleşik Krallık'taki Edinburgh Üniversitesi'nden astrobiyolog Rosa Santomartino, “Mikroorganizmalar çok çeşitlidir ve uzaya gittikçe birçok işlemi gerçekleştirmek için kullanılabilirler” dedi. “Element madenciliği potansiyel olarak bunlardan biridir.”
Ekip, 10 yıl boyunca, Uluslararası Uzay İstasyonuna kolayca taşınabilen ve kurulabilen, biyoprospektif reaktör adı verilen, kibrit kutusu boyutunda küçük bir cihaz geliştirdi. Daha sonra, Temmuz 2019'da, bu biyoprospektif reaktörlerden 18'i, düşük Dünya yörüngesindeki deneyler için ISS'ye gönderildi.
Her bir biyokütle reaktörü, içine küçük bir bazalt parçası, ayda bol miktarda bulunan volkanik bir kayanın batırıldığı bir bakteri çözeltisi içeriyordu. Üç haftalık bir süre boyunca, bazalt, bakterilerin düşük yerçekimi koşullarında ayrışma kayalarının aynı işlevini yerine getirip getiremeyeceğini belirlemek için bir bakteri çözeltisine maruz bırakıldı.
Ekip, Mars yerçekimini simüle ederken, Dünya'nın yerçekimini (bir santrifüj kullanarak) ve mikro yerçekimini simüle ederken, üç farklı bakterinin ayrı çözümlerini denedi: Sphingomonas desiccabilis, Bacillus subtilis ve Cupriavidus metallidurans. Temel olarak bakteri içermeyen bir kontrol çözeltisi kullanıldı.
Araştırmacılar, yerçekimi koşullarına bağlı olarak bakteriyel sızdırma verimliliğinde önemli bir fark olmadığını ve B. subtilis ve C. Metallidurans için, nadir toprak geri kazanımının kontrol çözeltisinden sırasıyla daha düşük ve biraz farklı olduğunu buldular.
Bununla birlikte, S. desiccabilis çözeltisi, bazalttan çok daha nadir toprak minerallerini kontrol çözeltisine göre uzaklaştırdı.
Araştırmacılar makalelerinde, “S. desiccabilis için, tüm nadir toprak elementlerinde ve ISS'deki üç yerçekimi koşulunda, organizma biyolojik olmayan kontrollerin% 111,9'undan% 429,2'sine sızdı” diye yazdı.
(Cockell ve diğerleri, Nature Communications, 2020).
Daha önce mikro yerçekiminin mikrobiyal süreçleri etkilediği gösterildiğinden, üç yerçekimi koşulu altında çıkarılan mineral konsantrasyonları arasındaki benzerlik şaşırtıcıdır. Ancak ekip, muhtemelen bunu yapmak için yeterli besin maddelerine sahip olduklarından, üç bakterinin de üç yerçekimi koşulunda aynı konsantrasyonlara ulaştığını belirtti.
Yeterli besin maddeleri ile biyolojik çeşitliliğin çeşitli yerçekimi koşulları altında mümkün olduğu sonucuna vardılar.
Edinburgh Üniversitesi'nden astrobiyolog Charles Cockell, “Deneylerimiz, güneş sistemindeki temel kaynakların biyolojik olarak geliştirilmiş madenciliğinin bilimsel ve teknik fizibilitesini doğruladı” dedi.
Bu elementleri uzayda mayınlamak ve Dünya'ya getirmek ekonomik olarak pratik olmasa da, uzay biyo-madenciliği uzayda kendi kendine yeten bir insan varlığını destekleme potansiyeline sahiptir.
Örneğin, sonuçlarımız, nadir toprak elementlerinin yüksek yoğunlukta olduğu kayaların bulunduğu Ay Oceanus Procellarum bölgesinde robotik ve insanlı mayınların inşasının, insanlığın Dünya dışındaki bilimsel ve ekonomik gelişiminin verimli yönlerinden biri olabileceğini gösteriyor. '
Araştırma Nature Communications'da yayınlandı.
Kaynaklar: Fotoğraf: Bazalt üzerinde büyüyen Sphingomonas desiccabilis bakterisi, Biorock çalışmasında kullanılan doğal gözenekli kayanın sağında görülebilir. Kredi: Rosa Santomartino, Birleşik Krallık Astrobiyoloji Merkezi / Edinburgh Üniversitesi
