قد تكون الميكروبات أصدقاء للمستعمرين المستقبليين الذين يعيشون على الأرض على القمر أو المريخ أو في أي مكان آخر في النظام الشمسي ويهدفون إلى إنشاء منازل مكتفية ذاتيًا.
سيحتاج المستعمرون في الفضاء ، مثل الناس على الأرض ، إلى ما يُعرف بالعناصر الأرضية النادرة ، والتي تعتبر ضرورية للتقنيات الحديثة. هذه العناصر الـ 17 ، ذات الأسماء المخيفة مثل الإيتريوم ، واللانثانم ، والنيوديميوم ، والجادولينيوم ، تتوزع بشكل ضئيل في قشرة الأرض. بدون العناصر الأرضية النادرة ، لن يكون لدينا بعض أنواع الليزر والسبائك المعدنية والمغناطيسات القوية المستخدمة في الهواتف المحمولة والسيارات الكهربائية.
لكن تعدينها على الأرض اليوم عملية شاقة. يتطلب الأمر تكسير أطنان من الخام ثم استخلاص البقايا الصغيرة من هذه المعادن باستخدام مواد كيميائية تترك وراءها أنهارًا من مياه الصرف السامة.
أظهرت التجارب التي أجريت على متن محطة الفضاء الدولية أن طريقة أكثر نظافة وكفاءة يمكن أن تنجح في عوالم أخرى: دع البكتيريا تقوم بالعمل الفوضوي المتمثل في فصل العناصر الأرضية النادرة عن الصخور.
قال تشارلز س.كوكيل ، أستاذ علم الأحياء الفلكي في جامعة إدنبرة: “الفكرة هي أن علم الأحياء يحفز بشكل أساسي رد فعل قد يحدث ببطء شديد بدون علم الأحياء”.
على الأرض ، تستخدم تقنيات التعدين الحيوي هذه بالفعل لإنتاج 10 إلى 20 في المائة من النحاس في العالم وأيضًا في بعض مناجم الذهب ؛ حدد العلماء الميكروبات التي تساعد في تسرب العناصر الأرضية النادرة من الصخور.
أراد الدكتور كوكيل وزملاؤه معرفة ما إذا كانت هذه الميكروبات ستظل تعيش وتعمل بشكل فعال على المريخ ، حيث تكون قوة الجاذبية على السطح 38 بالمائة فقط من الأرض ، أو حتى عندما لا يكون هناك جاذبية على الإطلاق. لذا أرسلوا بعضاً منهم إلى محطة الفضاء الدولية العام الماضي.
نتائج، نُشر يوم الثلاثاء في مجلة Nature Communications، تبين أن نوعًا واحدًا على الأقل من تلك البكتيريا ، وهو نوع يسمى Sphingomonas desiccabilis ، غير منزعج من قوى الجاذبية المختلفة.
في التجربة ، دعا بيوروك، 36 عينة تم إطلاقها إلى المدار في حاويات بحجم صندوق الثقاب مع شرائح من البازلت (صخرة مشتركة مصنوعة من الحمم المبردة). احتوى نصف العينات على ثلاثة أنواع من البكتيريا. احتوى الآخرون على البازلت فقط.
في محطة الفضاء ، لوكا بارميتانو ، رائد فضاء في وكالة الفضاء الأوروبية، وضع بعضها في جهاز طرد مركزي يتم تدويره بسرعة لمحاكاة جاذبية المريخ أو الأرض. شهدت عينات أخرى البيئة العائمة الحرة للفضاء. أجريت تجارب تحكم إضافية على الأرض.
بعد 21 يومًا ، قُتلت البكتيريا وعادت العينات إلى الأرض لتحليلها.
بالنسبة لنوعين من أنواع البكتيريا الثلاثة ، كانت النتائج مخيبة للآمال. لكن S. desiccabilis زادت من كمية العناصر الأرضية النادرة المستخرجة من البازلت بمقدار ضعفين تقريبًا ، حتى في بيئة انعدام الجاذبية.
قال الدكتور كوكيل: “لقد فاجأنا ذلك” ، موضحًا أنه بدون الجاذبية ، لا يوجد انتقال حراري عادةً ما ينقل النفايات من البكتيريا ويعيد تغذية العناصر الغذائية حول الخلايا.
وقال: “قد يفترض المرء بعد ذلك أن الجاذبية الصغرى ستوقف الميكروبات من القيام بالتعدين الحيوي أو أنها ستضغط عليها لدرجة أنها لم تكن تقوم بالتعدين الحيوي”. “في الواقع ، لم نلاحظ أي تأثير على الإطلاق.”
كانت النتائج أفضل إلى حد ما بالنسبة لجاذبية المريخ المنخفضة.
Payam Rasoulnia ، طالبة دكتوراه في جامعة تامبيري في فنلندا والتي درست التعدين الحيوي من العناصر الأرضية النادرة، وصفت نتائج تجربة BioRock بأنها مثيرة للاهتمام ، لكنها لاحظت أن الغلة كانت “منخفضة جدًا حتى في التجارب الأرضية.”
قال الدكتور كوكيل إن BioRock لم يتم تصميمه لتحسين الاستخراج. وقال: “إننا نتطلع حقًا إلى العملية الأساسية التي تقوم عليها الصناعة الحيوية”. “لكن بالتأكيد هذا ليس دليلًا على التعدين الحيوي التجاري.”
ستحمل مهمة الشحن القادمة من سبيس إكس إلى محطة الفضاء ، والمقرر إجراؤها حاليًا في ديسمبر ، تجربة متابعة تسمى BioAsteroid. بدلاً من البازلت ، ستحتوي الحاويات بحجم صندوق الثقاب على قطع من النيازك والفطريات. هم ، وليس البكتيريا ، سيكونون العوامل التي يختبرونها لتحطيم الصخور.
قال الدكتور كوكيل: “أعتقد أنه في النهاية ، يمكنك توسيع نطاق ذلك للقيام بذلك على المريخ”
