Minerais no espaço podem ser um pouco mais fáceis do que se imaginava – com a ajuda de alguns dos menores habitantes da Terra.
Experimentos a bordo da Estação Espacial Internacional mostraram que as bactérias podem melhorar a eficiência da mineração no espaço em mais de 400 por cento, oferecendo uma maneira muito mais fácil de acessar materiais como magnésio, ferro e minerais de terras raras, amplamente usados na fabricação de eletrônicos e ligas. .
Aqui na Terra, as bactérias desempenham um papel muito importante na extração de minerais da terra. Eles participam do intemperismo natural e da destruição das rochas, liberando os minerais que contêm.
Essa capacidade das bactérias de lixiviar metais do meio ambiente tem sido explorada nas operações de mineração; chamado de biomineração, tem várias vantagens. Isso pode ajudar, por exemplo, a reduzir a dependência do cianeto na mineração de ouro. As bactérias também podem ajudar a descontaminar o solo contaminado.
Em ambientes espaciais como asteróides, a Lua e até mesmo Marte, a mineração será uma ferramenta valiosa enquanto construímos postos avançados humanos. Distribuir materiais da Terra é caro; mesmo a opção mais barata, o Falcon Heavy da SpaceX, custa US $ 1.500 por quilo de carga útil. Portanto, os cientistas estudaram a possibilidade de bio-mineração no espaço.
“Os microrganismos são muito diversos e, à medida que avançamos para o espaço, eles podem ser usados para realizar muitos processos”, explicou a astrobióloga Rosa Santomartino, da Universidade de Edimburgo, no Reino Unido. “A mineração elementar é potencialmente um deles.”
Ao longo de 10 anos, a equipe desenvolveu um pequeno dispositivo do tamanho de uma caixa de fósforos, denominado reator de bioprocessamento, que poderia ser facilmente transportado e instalado na Estação Espacial Internacional. Então, em julho de 2019, 18 desses reatores de bioprospecção foram enviados à ISS para experimentos em órbita baixa da Terra.
Cada reator de biomassa continha uma solução bacteriana na qual um pequeno pedaço de basalto, uma rocha vulcânica abundante na lua, estava submerso. Durante um período de três semanas, o basalto foi exposto a uma solução bacteriana para determinar se a bactéria poderia desempenhar a mesma função de intemperismo nas rochas em condições de baixa gravidade.
Ao simular a gravidade de Marte, simulando a gravidade da Terra (usando uma centrífuga) e microgravidade, a equipe fez experiências com soluções separadas de três bactérias diferentes: Sphingomonas desiccabilis, Bacillus subtilis e Cupriavidus metallidurans. Uma solução controle sem bactérias foi usada como linha de base.
Os pesquisadores descobriram que não houve diferença significativa na eficiência de lixiviação bacteriana dependendo das condições de gravidade, e para B. subtilis e C. Metallidurans, a recuperação de terras raras foi menor e ligeiramente diferente da solução de controle, respectivamente.
No entanto, a solução de S. desiccabilis removeu significativamente mais minerais de terras raras do basalto do que a solução de controle.
“Para S. desiccabilis, em todas as terras raras individuais e sob todas as três condições gravitacionais na ISS, o organismo lixiviou de 111,9% para 429,2% dos controles não biológicos”, escreveram os pesquisadores em seu artigo.
(Cockell et al., Nature Communications, 2020).
Como foi demonstrado anteriormente que a microgravidade afeta os processos microbianos, a semelhança entre as concentrações de minerais extraídos nas três condições de gravidade é surpreendente. No entanto, a equipe observou que todas as três bactérias alcançaram as mesmas concentrações nas três condições de gravidade, provavelmente porque tinham nutrientes suficientes para isso.
Eles concluíram que, com nutrientes suficientes, a biodiversidade é possível sob uma variedade de condições de gravidade.
“Nossos experimentos confirmam a viabilidade científica e técnica da mineração biologicamente aprimorada de recursos elementares do sistema solar”, disse o astrobiólogo Charles Cockell, da Universidade de Edimburgo.
Embora seja economicamente impraticável extrair esses elementos no espaço e trazê-los para a Terra, a bio-mineração espacial tem o potencial de sustentar uma presença humana autossustentável no espaço.
Por exemplo, nossos resultados mostram que a construção de minas robóticas e tripuladas na região da Lua Oceanus Procellarum, onde existem rochas com altas concentrações de elementos de terras raras, pode ser uma das direções fecundas do desenvolvimento científico e econômico da humanidade fora da Terra. '
A pesquisa foi publicada na Nature Communications.
Fontes: Foto: A bactéria Sphingomonas desiccabilis crescendo em basalto é visível à direita na rocha naturalmente porosa usada no estudo Biorock. Créditos: Rosa Santomartino, UK Centre for Astrobiology / University of Edinburgh
