Bakterien können helfen, wertvolle Metalle im Weltall abzubauen
Die Rohstoffe auf der Erde sind knapp. Auf der ISS haben Forscher untersucht, welche Bakterien seltene Erden aus Gestein lösen können.
Edinburgh-Der Abbau von Rohstoffen im Weltall gehört zu den Zielen, auf die Forscher vieler Nationen hinarbeiten, auch weil Rohstoffe auf der Erde knapp werden. So will die US-Raumfahrtbehörde Nasa unter anderem 2023 eine Raumsonde zum Asteroiden Psyche zwischen Mars und Jupiter schicken. Er soll aus Metallen wie Eisen, Nickel und Gold im Wert von 700 Trillionen Dollar bestehen.
Neben der rechtliche Frage, wem solche außerirdischen Werte am Ende „gehören“ sollen, stehen auch rein technische Fragen, etwa die: Wie lassen sich wertvolle Rohstoffe aus dem Gestein von Asteroiden oder Planeten gewinnen? Bakterien könnten dabei helfen, berichtet eine internationale Forschergruppe um Charles Cockell von der University of Edinburgh im Fachjournal Nature Communications.
Bakterien können das Herauswaschen von Metallen aus Mineralien fördern. Aber funktioniert ein biologisch unterstützter Rohstoffabbau, das sogenannte Bio-Mining, auch außerhalb der Erde? Um das herauszufinden, schickten die Forscher 2019 drei Bakterienarten in kleinen Bioreaktoren zur Internationalen Raumstation ISS. Das Experiment hieß „BioRock“. Die Bakterien befanden sich auf Basaltgestein, das in großen Mengen auf Mond und Mars vorkommt. Die Proben enthielten genau bekannte Anteile von 14 Metallen der seltenen Erden, die für zahlreiche elektronische Geräte verwendet werden. In den Bioreaktoren erhielten die Bakterien neben dem Basalt eine Nährflüssigkeit. Nach 21 Tagen an Bord der ISS wurde der Lösungsprozess durch Fixiermittel unterbrochen.
Dabei wies nur die Bakterienart Sphingomonas desiccabilis eine erhöhte Menge an gelösten Metallen auf. Gegenüber einer Kontrollprobe ohne Bakterien war der Ertrag bei der simulierten Mars-Schwerkraft bis zum Dreifachen höher, insbesondere für die Elemente Erbium und Ytterbium. In der Schwerelosigkeit lag der Metallgewinn von S. desiccabilis bei allen 14 Elementen zwischen 110 und 150 Prozent im Vergleich zur Kontrollprobe.
Hätte man das Basaltgestein vorher zerkleinert, wären die Erträge wahrscheinlich noch höher gewesen, schreiben die Forscher. Sie hatten das Gestein jedoch intakt gelassen, weil sie die Produktion von Biofilmen untersuchen wollten – einer von den Mikroorganismen produzierten Schleimschicht, die die Reaktionsfläche mit dem Gestein erhöht. S. desiccabilis produzierte erheblich größere Mengen Biofilm als die anderen Bakterienarten. Der genaue Mechanismus, wie das Bakterium Metalle aus Gestein löst, ist noch unbekannt.
„Ergebnisse von Experimenten wie ‚BioRock‘ werden nicht nur dazu beitragen, Technologien zu entwickeln, mit denen Menschen unser Sonnensystem weiter erforschen können, sondern auch Wissenschaftlern aus einer Vielzahl von Disziplinen helfen, Wissen zu erlangen, das uns allen auf der Erde zugute kommt“, sagt Libby Jackson von der britischen Weltraumbehörde UK Space Agency. Eine solche Möglichkeit wäre, die Rohstoffgewinnung mithilfe von Mikroorganismen voranzubringen, um giftige und gefährliche Chemikalien zu ersetzen, die derzeit für das Herauslösen von Metallen aus Gestein verwendet werden. (dpa/fwt, BLZ)