《地球超人》((Captain Planet and the Planeteers)是一部环保主义的美国动画影集)可能永远留在90年代了,但他有微型的助手在守护着我们的星球——它们可能是有史以来体型最小的环保超级英雄。
毫无疑问,采矿是又累又脏的工作,用来破坏地面的爆炸产生的火和烟都可能是致命的。提取矿物质所需的化学物质也是如此。它留下了成吨的废弃物,人类和其他生物暴露在重型机械排出的有毒烟雾和气体中,其带来的影响也不止于加重全球变暖的情况。然而总得有人去做这些,只是可能不会再是人类了。
从我们的智能手机到冰箱,再到排放量更大的巨大的发电厂,一切都需要地球深处开采出来的矿物质。其中一些矿物也可以在太空中找到。虽然生物挖掘——利用细菌来提取原本需要破坏性方法才能获得的金属——正在慢慢流行起来,但未来的深空探险意味着我们将需要材料。这就是为什么国际空间站上正在进行涉及不同类型的细菌和矿物的生物采矿实验。
*生物岩细菌培养室。图源ESA
“生物采矿的优势之一是经济实惠和环境可持续性。例如,它可以减少金属污染。”由天体生物学家查尔斯·科克尔(Charles Cockell)领导的一组研究人员在最近发表于《微生物学前沿》(Frontiers in Microbiology)的一项研究中说。
作为欧洲空局生物模型研究的一部分,太空生物要开采的第一个矿物是玄武岩。玄武岩在月球和火星上无处不在,如果我们想去火星,我们需要利用它的资源。这种火成岩,通常用于沥青和混凝土,是古代火山喷发留下的。它还包含了在其他卫星和行星上常见的稀有地球元素。但是你如何在不引爆月球的情况下到达月球玄武岩呢?它虽然在月球表面被发现,但要获得这些罕见的元素,需要某种形式的干预。让细菌来吧。
现在,这些相同种类的超级微生物已经证明了它们可以开采钒,否则就需要在地下开采——将它与嵌入的岩石分开需要化学物质。钒最常用于强化钢,提高硬度,稳定结构。它还可以防止冲击和腐蚀。这些微生物不仅能够开采钒,而且实际上已经证明,它们可以在微重力下多开采283%的钒。
这些英雄究竟是谁?鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas desiccabilis)和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),大多数人甚至不知道它们的存在,因为它们是无害的微生物,不是病原体。在不采矿的时候,枯草芽孢杆菌被用于益生菌,以促进肠道健康(说真的,网络搜索一下,它作为益生菌补充剂是排在首位的)。这些细菌的共同点是,它们吃石头,把钒留给我们。
*鞘氨醇单胞菌。图源ESA
研究人员说:“重力对细菌没有显著的影响,因此在不同重力条件下的星球上生物采矿的潜力很明显。”
在玄武岩实验之前,科学家们对生物细菌在零重力下的表现感到担忧。微重力会对许多生物体的细胞水平产生负面影响。这就是为什么现在在太空中进行基因研究,其中一项研究的结果表明,断裂的DNA实际上可以自行恢复。所以只需要营养物质来培养细菌,然后让它自己完成采矿工作。
相信会有一天,微生物太空采矿会成为一个大型工程,大量的细菌将月球和火星的矿物安全地开采出来供我们使用。
(独家编译:科幻世界)
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