矿业公司利用微生物来回收金属,如金、铜和铀。现在研究人员提出,可以征用细菌在太空中进行“生物采矿”,从月球和火星提取氧气、营养物质和矿物质,供未来的殖民者使用。
全球超过四分之一的铜是通过使用微生物从矿石中提取的,微生物将所需物质从与其化学结合的岩石中分离出来。英国米尔顿凯恩斯开放大学的地球微生物学家凯伦·奥尔森-弗朗西斯和查尔斯·S·科克尔推断,微生物也可以被征用在其他星球上使用。“这将是在太空中靠陆地生存的一种方式,”科克尔说。
研究人员在月球和火星风化层(疏松的表面岩石)的类似物上,用多种蓝藻细菌(通常被称为蓝绿藻)进行了实验。这些光合细菌已经适应了地球上一些最极端的环境,从寒冷、极度干旱的南极麦克默多干燥谷到炎热、干燥的智利阿塔卡玛沙漠,这表明它们可能能够在严酷的外太空环境中生存。
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为了测试微生物的耐力,奥尔森-弗朗西斯和科克尔将几个物种发射到 300 公里的近地轨道,并依次将它们暴露在真空、寒冷、高温和辐射中。然后,将细菌与水一起在不同类型的岩石上培养,包括来自南非的钙长石(类似于月球高地风化层)和来自冰岛火山的玄武岩(类似于月球和火星风化层)。科学家们在最近一期的《行星与空间科学》杂志上详细介绍了他们的发现。
所有微生物都从岩石中提取了钙、铁、钾、镁、镍、钠、锌和铜。但是,作为稻田肥料使用的圆柱形鱼腥藻生长最快,提取的元素最多,并且可以承受月球和火星的条件,这使其有可能成为在太空中使用的最佳蓝藻细菌。
科克尔说,使用微生物进行生物采矿有很多优势。虽然化学物质可以从地外风化层中提取矿物质,但微生物以更快的速度催化这种提取。纯化学系统也需要大量的能量,而早期的地外前哨站可能缺乏能量。“如果没有蓝藻生物技术的发展,我们将无法殖民月球或火星,”没有参与这项研究的天体生物学家伊戈尔·布朗说。太空殖民不再仅仅是人类的事了。