Des microbes pourraient extraire de précieux élément de roche dans l’espace

Les premières expériences minières dans l’espace ont révélé que les microbes peuvent extraire efficacement des éléments des roches en apesanteur.

Les tests, effectués par les astronautes de la Station spatiale internationale (ISS), ouvrent des possibilités pour l’exploration et la colonisation du système solaire par l’humain.

Image d’entête : protobactéries S. desiccabilis se développant sur du basalte. (Rosa Santomartino/ Centre britannique d’astrobiologie/ Université d’Édimbourg)

Selon les chercheurs dans leur étude publiée cette semaine (lien plus bas) :

Sur Terre, les microorganismes jouent un rôle important dans les processus naturels tels que l’altération des roches en sols et le cycle des éléments dans la biosphère.

Les microorganismes sont également utilisés dans divers processus industriels et de fabrication, par exemple dans le processus appelé biomining.

Les bactéries de “biominage” peuvent catalyser l’extraction d’éléments précieux comme le cuivre et l’or des roches. Ici sur Terre, elles sont couramment utilisées pour extraire les éléments des terres rares tels que les lanthanides, le scandium et l’yttrium.

Les propriétés physiques utiles des terres rares, comme le ferromagnétisme et la luminescence, en font des composants essentiels des téléphones et des écrans d’ordinateur, ainsi que des éléments utiles pour la catalyse, les alliages métalliques et la production d’aimants.

Mais non seulement les terres rares sont coûteuses à exploiter, mais elles s’épuisent rapidement. Si les humains veulent explorer davantage le système solaire et construire des colonies sur d’autres lunes et planètes, nous devons trouver un moyen d’exploiter ces éléments in situ.

Cette nouvelle étude vise à déterminer si les microbes peuvent extraire les terres rares dans différentes conditions gravitationnelles.

Les chercheurs, dirigés par Charles Cockell de l’Université d’Edimbourg, au Royaume-Uni, ont passé une décennie à développer des “réacteurs de biominage miniaturisés” qui pourraient être envoyés à l’ISS. Ces engins miniers de la taille d’une boîte d’allumettes ont été chargés de petits morceaux de basalte, une roche commune sur la Lune et sur Mars, et immergés dans différentes solutions bactériennes avant d’être lancés en 2019.

Pendant trois semaines, les astronautes ont évalué le potentiel de biominage de trois différentes espèces de bactéries dans des conditions de gravité variables, de la microgravité à la gravité simulée de Mars.

L’astronaute Luca Parmitano place des réacteurs de biominage dans une centrifugeuse à bord de la Station spatiale internationale. (Agence spatiale européenne)

Les résultats montrent que la bactérie Sphingomonas desiccabilis a lessivé les terres rares du basalte sous les trois niveaux de gravité, tandis que les deux autres espèces de bactéries testées ont montré soit une efficacité réduite à faible gravité, soit une incapacité totale à extraire les terres rares.

Le succès de la S. desiccabilis pourrait aider à trouver des matériaux essentiels pour survivre dans l’espace.

Selon l’auteur principal, Charles Cockell, de l’université d’Édimbourg :

Nos expériences soutiennent la faisabilité scientifique et technique de l’extraction d’éléments biologiquement améliorés dans tout le système solaire.

Bien qu’il ne soit pas économiquement viable d’extraire ces éléments dans l’espace et de les amener sur Terre, la biominéralisation spatiale pourrait potentiellement soutenir une présence humaine autonome dans l’espace.

Par exemple, nos résultats suggèrent que la construction de mines robotisées et entretenues par l’homme dans la région d’Oceanus Procellarum de la Lune, qui possède des roches avec des concentrations enrichies d’éléments de terres rares, pourrait être une direction fructueuse du développement scientifique et économique de l’homme au-delà de la Terre.

Les chercheurs notent également que les bactéries pourraient un jour être utilisées pour décomposer la roche en une matière organique pour la culture de la nourriture, ou pour extraire des minéraux à utiliser dans les systèmes de survie qui produisent de l’air et de l’eau.

Cette étude pourrait également être utile ici sur Terre, en aidant les scientifiques à comprendre comment la gravité influence la croissance et les processus métaboliques des communautés microbiennes à la surface.

L’étude publiée dans Nature Communications : Space station biomining experiment demonstrates rare earth element extraction in microgravity and Mars gravity et présentée sur le site de l’université d’Édimbourg : Mining rocks in orbit could aid space missions.