礦業公司利用微生物來回收金屬,如金、銅和鈾。現在研究人員提出,可以徵用細菌在太空中進行“生物採礦”,從月球和火星提取氧氣、營養物質和礦物質,供未來的殖民者使用。
全球超過四分之一的銅是透過使用微生物從礦石中提取的,微生物將所需物質從與其化學結合的岩石中分離出來。英國米爾頓凱恩斯開放大學的地球微生物學家凱倫·奧爾森-弗朗西斯和查爾斯·S·科克爾推斷,微生物也可以被徵用在其他星球上使用。“這將是在太空中靠陸地生存的一種方式,”科克爾說。
研究人員在月球和火星風化層(疏鬆的表面岩石)的類似物上,用多種藍藻細菌(通常被稱為藍綠藻)進行了實驗。這些光合細菌已經適應了地球上一些最極端的環境,從寒冷、極度乾旱的南極麥克默多幹燥谷到炎熱、乾燥的智利阿塔卡瑪沙漠,這表明它們可能能夠在嚴酷的外太空環境中生存。
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為了測試微生物的耐力,奧爾森-弗朗西斯和科克爾將幾個物種發射到 300 公里的近地軌道,並依次將它們暴露在真空、寒冷、高溫和輻射中。然後,將細菌與水一起在不同型別的岩石上培養,包括來自南非的鈣長石(類似於月球高地風化層)和來自冰島火山的玄武岩(類似於月球和火星風化層)。科學家們在最近一期的《行星與空間科學》雜誌上詳細介紹了他們的發現。
所有微生物都從岩石中提取了鈣、鐵、鉀、鎂、鎳、鈉、鋅和銅。但是,作為稻田肥料使用的圓柱形魚腥藻生長最快,提取的元素最多,並且可以承受月球和火星的條件,這使其有可能成為在太空中使用的最佳藍藻細菌。
科克爾說,使用微生物進行生物採礦有很多優勢。雖然化學物質可以從地外風化層中提取礦物質,但微生物以更快的速度催化這種提取。純化學系統也需要大量的能量,而早期的地外前哨站可能缺乏能量。“如果沒有藍藻生物技術的發展,我們將無法殖民月球或火星,”沒有參與這項研究的天體生物學家伊戈爾·布朗說。太空殖民不再僅僅是人類的事了。