Бактерии могут превратить токсичные марсианские перхлораты в строительный материал
Токсичное вещество, присутствующее в марсианской почве, может сыграть неожиданную роль в строительстве баз на Марсе. Эксперименты показали, что перхлораты — один из самых проблемных компонентов марсианского грунта — в определенных условиях способны усиливать процесс биоцементации, при котором бактерии связывают пыль в прочный строительный материал.
Перхлораты — это соли хлора, которые были обнаружены в марсианском грунте еще в 2008 году аппаратом NASA Phoenix. Для человека и большинства земных организмов они токсичны, поэтому его обычно не добавляют в лабораторные имитаторы марсианской почвы. Но на реальном Марсе перхлораты есть, и игнорировать их при разработке технологий нельзя.
Ученые показали, что бактерия Sporosarcina pasteurii, известная способностью «цементировать» грунт, может работать даже в присутствии перхлоратов. Эта бактерия выделяет продукты, которые в смеси с кальцием образуют кристаллы карбоната кальция, которые и склеивают частицы пыли в твердый материал. Добавка натурального связующего (гуаровой камеди) усиливает эффект и позволяет получить прочные кирпичи из реголита.
Эксперименты проводили на искусственном аналоге марсианской почвы, в который исследователи осторожно добавляли перхлораты. Команда под руководством микробиолога Свати Дубей использовала более устойчивый штамм бактерии, найденный в почвах рядом с Бангалором. Как и ожидалось, токсичное вещество вызывало у микробов стресс и замедляло их рост. Но не все оказалось так однозначно.
В присутствии перхлоратов бактерии стали выделять больше внеклеточного матрикса, липкой сети из белков и молекул. Этот матрикс образует микроскопические «мостики» между бактериальными клетками и кристаллами, усиливая сцепление частиц грунта. В итоге получившийся материал оказался даже прочнее, чем в экспериментах без перхлоратов.
Теперь исследователи хотят проверить, как такой биоцемент будет работать в атмосфере с высоким содержанием углекислого газа — примерно такой, как на Марсе. Это нужно, чтобы понять, смогут ли земные бактерии вообще нормально функционировать в марсианских условиях.
Ранее ученые уже предлагали использовать Sporosarcina вместе с цианобактерией Chroococcidiopsis. Та создавала защиту от ультрафиолета, а Sporosarcina превращала марсианскую пыль в биоцемент.
На обложке фото марсианского горизонта и почвы Красной планеты. Источник: NASA/JPL-Caltech
