Experimentos recentes a bordo da Estação Espacial Internacional mostraram que alguns micróbios podem colher valiosos elementos de terras raras das rochas, mesmo quando expostos a condições de microgravidade. A descoberta inesperada mostra como os micróbios podem aumentar nossa capacidade de viver e trabalhar no espaço.
Na Terra, alguns organismos microscópicos mostraram seu valor como mineradores eficazes, extraindo elementos de terras raras (REEs) das rochas.
Novas evidências experimentai mostram que, quando se trata de lixiviar REEs de rochas, pelo menos uma cepa de bactéria não é afetada pela microgravidade e pelas condições de baixa gravidade.Esta é uma notícia potencialmente boa para futuros exploradores espaciais, uma vez que micróbios biomineradores podem fornecer um meio de adquirir REEs no espaço, na Lua ou em Marte.
REEs são de vital importância para a fabricação de componentes eletrônicos comerciais (como os encontrados em seu smartphone) e a produção de ligas.
O problema com REEs, além de seus nomes complicados (por exemplo, lantânio, cério, neodímio, ítrio, praseodímio, apenas para citar alguns), não é tanto que eles sejam raros, pois são notoriamente difíceis de minerar e extrair, tornando-os um sério pé no saco.
Além do aumento dos custos de mineração e refino, a colheita desses elementos é ecológica e ambientalmente hostil, e a busca insaciável para obtê-los muitas vezes resulta em conflito civil, razão pela qual são frequentemente chamados de “minerais de conflito”. Frustrantemente, esses elementos, com suas propriedades magnéticas e catalíticas únicas, não têm substitutos viáveis.
Biomineração
É por isso que os micróbios estão sendo recrutados para ajudar, em uma técnica conhecida como biomineração.
“Os micróbios podem ser específicos nos tipos de elementos que se ligam e nos permitem eliminar grandes quantidades de produtos químicos ambientalmente destrutivos, como os cianetos, tradicionalmente usados para lixiviar elementos das rochas”, Charles Cockell, principal autor do novo estudo e um astrobiólogo da Universidade de Edimburgo, explicou em um e-mail.
“Hoje em dia, podemos até projetá-los para serem mineradores melhores.”
Esses micróbios realizam sua mágica produzindo açúcares, que se ligam aos REEs. Isso faz com que os elementos se concentrem juntos, tornando a extração mais fácil.
Para determinar se a biomineração é possível fora da Terra, um experimento foi montado na Estação Espacial Internacional – um laboratório único no qual micróbios podem ser expostos a condições de microgravidade e baixa gravidade.
Essa gravidade alterada pode afetar a capacidade dos micróbios de realizar suas funções era uma possibilidade distinta, uma vez que tais condições “são conhecidas por influenciar o crescimento microbiano e os processos metabólicos”, de acordo com o estudo.
“A baixa gravidade é conhecida por reduzir o assentamento de micróbios e, assim, reduzir a mistura e o fluxo de nutrientes para os micróbios e seus resíduos”, disse Cockell. “Portanto, podemos esperar que isso possa influenciar indiretamente o crescimento dos micróbios e como eles interagem com as rochas e, portanto, sua capacidade de biominar essas rochas”.
O projetos
Três bactérias diferentes foram utilizadas no experimento: Sphingomonas desiccabilis, Bacillus subtilis e Cupriavidus metallidurans. Esses testes foram encomendados pela Agência Espacial Europeia como parte de seu experimento BioRock, que foi conduzido na ISS em 2019.
O objetivo do projeto era ver se os micróbios poderiam lixiviar uma variedade de REEs do basalto – um bom análogo para os materiais encontrados na Lua e em Marte.
Os autores mediram a eficiência de extração dos micróbios quando expostos a três condições diferentes: microgravidade, gravidade de Marte e gravidade da Terra. Para fazer isso, os astronautas da ISS colocaram os micróbios em um reator de biomineração miniaturizado conhecido como KUBIK.
“Esta é uma incubadora que controla a temperatura, mas também contém um anel que gira – uma centrífuga”, explicou Cockell. “Colocamos nossos reatores de biomineração no anel e os giramos exatamente na velocidade certa para simular a gravidade de Marte e da Terra – a gravidade da Terra sendo um experimento de‘ controle ’para fazer comparações.”
Resultados
Das três espécies bacterianas, apenas uma, S. desiccabilis, exibiu a capacidade de lixiviar REEs da rocha basáltica em todas as condições. Esta bactéria não parecia ser incomodada por nenhum dos três ambientes gravitacionais, exibindo 70% de eficiência de extração para os REEs cério e neodímio.
As outras duas bactérias mostraram um desempenho muito fraco ou nenhuma habilidade quando expostas a qualquer uma das condições experimentais.
“Biomineração … pode ser usada para fornecer os elementos necessários para uma presença humana de longo prazo no espaço.”
Quanto ao motivo de S. desiccabilis ter se saído tão bem enquanto seus camaradas microbianos não, Cockell disse que sua equipe pensa que é porque essa bactéria produz “muitos açúcares de cadeia longa que têm muitos sítios de ligação que unem os elementos de terras raras”.
Os outros micróbios não fizeram isso, disse ele, acrescentando: “Nós nos perguntamos se os outros micróbios poderiam ser estimulados a fazer biomineração pelas condições estressantes de falta de nutrientes na microgravidade – razão pela qual os enviamos – mas a microgravidade não mudar sua capacidade ou permitir que eles façam biominação. ”
A nova pesquisa mostra que micróbios específicos (pode haver mais, ou, se não, os cientistas poderiam produzir versões geneticamente modificadas) provavelmente funcionarão como extratores de REE no espaço.
Desnecessário dizer que esses micróbios morreriam se expostos aos elementos, então esse processo de refino imaginário exigirá algumas tecnologias inteligentes. Cockell imagina biorreatores cheios de gás e fluido perto de habitats lunares, em Marte e até mesmo em asteróides.
Rochas promissoras seriam colocadas no reator junto com os micróbios necessários, a câmara selada e pressurizada e, voilà, você iniciou o processo de biominação.
Cockell disse que é importante ressaltar que sua equipe não pretende fazer mineração no espaço e entregar os materiais de volta à Terra.
“No momento, isso não é economicamente viável”, disse ele. “No entanto, a biomineração e outras formas de mineração podem ser usadas para fornecer os elementos necessários para uma presença humana de longo prazo no espaço. Nosso experimento explorou e demonstrou o papel potencialmente importante dos micróbios em facilitar a expansão humana no espaço. ”
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Traduzido e editado por equipe Isto é Interessante
Fonte: Gizmodo
