Naukowcy pracują nad pozyskaniem minerałów z regolitu

Regolit to zwietrzała, luźna skała pokrywająca Ziemię oraz inne skaliste planety i księżyce. Powstaje, gdy skała zostaje poddana długotrwałym procesom fizycznym i chemicznym. Jak wskazują naukowcy, regolit księżycowy i marsjański, choć różnią się składem, mają wspólną cechę - z obu można odzyskać pierwiastki metali krytycznych.

Aby to zrobić, można np. wykorzystać do tego mikroorganizmy ekstremofilne, takie jak mikroglony wulkaniczne, bakterie czy grzyby. "Właśnie nad takim rozwiązaniem pracuje grupa polskich naukowców. Dr inż. Weronika Urbańska z Wydziału Inżynierii Środowiska PWr, Ewa Borowska, doktorantka w Kolegium Międzywydziałowych Indywidualnych Studiów Matematyczno-Przyrodniczych na Uniwersytecie Warszawskim, dr Jakub Ciążela z Instytutu Nauk Geologicznych PAN i dr hab. Anna Potysz z Uniwersytetu Wrocławskiego wspólnie opracowali metodę biologicznego odzyskiwania metali z regolitu księżycowego i marsjańskiego" - poinformowano w komunikacie Politechniki Wrocławskiej.

Jak wyjaśniła doktorantka Ewa Borowska, naukowcy wykorzystują do tego kilka szczepów mikroglonów z terenów wulkanicznych, gdzie panuje wysokie stężenie metali ciężkich, dwutlenku węgla i siarkowodoru. "Żyjące w takim środowisku mikroglony mają naturalne predyspozycje do przystosowania się do trudnych warunków, a dodatkowo ich unikalna budowa sprawia, że mogą ekstrahować metale ciężkie bardzo efektywnie" - tłumaczy.

Naukowcy zwracają uwagę, że w zbliżających się misjach eksploracji Księżyca - a w przyszłości także wyprawach na Marsa - pojawiają się plany założenia na nich stacji badawczych, a do ich budowy trzeba będzie wykorzystać surowce znajdujące się na miejscu, bowiem - jak wskazują - ich transport z Ziemi jest w zasadzie niewykonalny.

"Gdy dodatkowo uświadomimy sobie, że już teraz zaczynamy na Ziemi odczuwać braki w surowcach krytycznych, to okazuje się, że pozyskiwanie ich w kosmosie np. właśnie z regolitu może być kluczowe dla planowanych tam badań. Skoro mamy już opracowane metody działające na Ziemi, to dlaczego nie spróbować wykorzystać ich również w kosmosie" - wskazuje dr inż. Weronika Urbańska.

Za wykorzystaniem mikroglonów i bakterii w misjach kosmicznych przemawia również, zdaniem naukowców, łatwość transportu. "Do rozpoczęcia całego procesu wystarczy już niewielka ich ilość. Ma to ogromne znacznie w wypadku ładunków wynoszonych na pokładach rakiet kosmicznych" - zauważają.

W komunikacie PWr wskazano, że badania nad wykorzystaniem mikroorganizmów, w tym m.in. grzybów, do odzysku surowców prowadzone są na całym świecie m.in. w zespołach naukowych NASA i Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA). "Rozwiązanie naszych naukowców, łączące mikroglony z bakteriami, jest jednak pod tym względem unikatowe" - podkreślono.

Jak podano, opracowane rozwiązanie zakłada jednoczesne wykorzystanie bakterii i mikroglonów. "W pierwszym etapie bakterie ekstrahują częściowo pierwiastki metali, a w kolejnej fazie w ten proces angażowane są mikroglony. Z powstałej w ten sposób biomasy naukowcy są w stanie odzyskać potrzebne surowce" - wyjaśniono.

Wstępne badania prowadzone były najpierw na proszku bateryjnym, a następnie na symulantach regolitu księżycowego i marsjańskiego. "Co ważne, naukowcom udało się także opracować rozwiązanie, które pozwala na rozrost glonów i bakterii przy minimalnym wykorzystaniu wody. Bazowano na naturalnych procesach geomikrobiologicznych, w których uczestniczą zarówno bakterie, jak i glony zastosowane przez naukowców" - wskazano w komunikacie.

"Na podstawie wstępnych analiz wyników naszych badań możemy już powiedzieć, że osiągnęliśmy kilkudziesięcioprocentową efektywność w odzysku pierwiastków. Teraz czeka nas dokładna parametryzacja i optymalizacja całego procesu, ale wyniki już teraz są zadowalające i porównywalne do szeroko stosowanych metod chemicznych" - zaznaczyła dr inż. Weronika Urbańska.

Dodała, że obecnie naukowcy skupiają się na odzysku litu, kobaltu, a także miedzi i niklu, które ostatnio zostały wpisane na listę surowców krytycznych. "W przyszłości chcielibyśmy rozszerzyć badania również o metale ziem rzadkich" - zapowiedziała.

Agata Tomczyńska