在細(xì)菌這一地球上最小的生物的幫助下，在太空中開采礦物這件事情會(huì)比我們預(yù)想的容易一些。
在國(guó)際空間站進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)表明，在細(xì)菌的作用下太空采礦效率能夠提高400%以上，而這也使獲取鎂、鐵以及稀土礦物（被廣泛用于電子產(chǎn)品和合金的材料）等變得更為容易。
在地球上想要從地下提取礦物質(zhì)，細(xì)菌的存在是十分重要的。細(xì)菌能夠促使巖石的自然風(fēng)化和破裂，并釋放其中所含的礦物質(zhì)。
細(xì)菌可以從環(huán)境中提取金屬，這被廣泛用于人類采礦作業(yè)，被稱為生物采礦。例如，它能減少開采黃金的過(guò)程中對(duì)氰化物的依賴；它還可以幫助凈化被污染的土壤。
在太空中，如小行星、月球，甚至火星上，采礦對(duì)于建立人類前哨站都是一件極具價(jià)值的事情。從地球上運(yùn)送材料耗資巨大，即使是最便宜的選擇——太空探索技術(shù)公司公司的“重型獵鷹”，每公斤有效載荷(2.2磅)也要花費(fèi)1500美元。因此，科學(xué)家們一直在研究在太空中進(jìn)行生物采礦的可行性。
英國(guó)愛丁堡大學(xué)的天體生物學(xué)家羅莎·桑托馬蒂諾認(rèn)為：“微生物具有廣大應(yīng)用前景，在太空領(lǐng)域也是如此?！薄霸亻_采可能就是其眾多應(yīng)用中的一項(xiàng)?！?/p>
在10年的時(shí)間里，這一團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種火柴盒大小的小型生物采礦反應(yīng)器，這種反應(yīng)器可以較為容易地運(yùn)輸和安裝在國(guó)際空間站上。而后，在2019年7月，18個(gè)生物反應(yīng)器被運(yùn)輸?shù)絿?guó)際空間站進(jìn)行近地軌道實(shí)驗(yàn)。
這些生物反應(yīng)器中含有一種浸泡著玄武巖的細(xì)菌溶液，玄武巖是月球上大量存在的一種火山巖，用三周的時(shí)間浸泡玄武巖，來(lái)確定細(xì)菌是否能在低重力環(huán)境中發(fā)揮同樣的巖石風(fēng)化作用。
在模擬火星重力、模擬地球重力（通過(guò)使用離心機(jī)）和微重力下，研究小組對(duì)以下三種不同的細(xì)菌溶液分別進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)：干枯鞘單胞菌、枯草芽孢桿菌和金屬嗜銅菌，以不含細(xì)菌的對(duì)照溶液作為基線。
研究人員發(fā)現(xiàn)，在不同的重力條件下，細(xì)菌的浸出性能沒(méi)有顯著差異?？莶菅挎邨U菌溶液和金屬嗜銅菌溶液中的稀土礦物浸出率均低于對(duì)照溶液，但差異并不顯著。
而干枯鞘單胞菌溶液中玄武巖稀土礦物的浸出率明顯高于對(duì)照溶液中的浸出率。
研究人員在論文中寫道：在國(guó)際空間站的所有稀土元素和三種重力條件下對(duì)干枯鞘單胞菌溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，有機(jī)物浸出111.9%到429.2%的非生物控制元素。
由于先前已證明微重力影響微生物過(guò)程，因此在三種重力條件下提取的礦物濃度之間存在的相似性令人意外。研究人員認(rèn)為，這三種細(xì)菌在三種重力條件下提取的礦物濃度之間存在的相似性可能是由于有足夠的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)來(lái)支撐。
研究人員的結(jié)論是，只要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)足夠，生物采礦就可以在一定的重力條件下進(jìn)行。
愛丁堡大學(xué)的天體生物學(xué)家查爾斯·考克爾說(shuō):“我們的實(shí)驗(yàn)為在太陽(yáng)系中進(jìn)行生物強(qiáng)化元素開采的提供了科學(xué)和技術(shù)的可行性?！?/p>
“雖然在太空開采這些元素并將其帶到地球在經(jīng)濟(jì)上不可行，但太空生物采礦可能為人類在宇宙中的持續(xù)發(fā)展提供支撐。
“例如，研究結(jié)果表明，在月球的風(fēng)暴洋地區(qū)，那里的巖石富含豐富的稀土元素。在這一地區(qū)建造由機(jī)器人和人類管理的礦山，可能會(huì)成為人類在地球以外的地方發(fā)展科學(xué)和經(jīng)濟(jì)的一個(gè)富有成效的方向。”
作者:MICHELLE STARR
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