Toksyczna gleba Marsa może zostać poddana mikrobiologicznej metamorfozie na potrzeby przyszłego rolnictwa

Mars, który niegdyś miał płynące rzeki i gęstą atmosferę, obecnie oferuje dość surowe środowisko dla wszelkich planów kolonizacji. Mniejszy rozmiar planety sprawił, że jej jądro szybko się ochłodziło, co spowodowało, że Mars stracił swoje pole magnetyczne i większość atmosfery. To, co pozostało, to suche, jałowe miejsce wypełnione toksycznymi nadchloranami, co sprawia, że rolnictwo na Marsie jest prawdziwym bólem głowy.

Prowadzony przez NASA program Artemis ma na celu zapewnienie obecności ludzi na Marsie, która nie byłaby zależna od Ziemi, a Elon Musk ze SpaceX ma na celu zbudowanie tam milionowego miasta w ciągu najbliższych dwudziestu lat. Na drodze stoi jednak poważny problem: te nieznośne nadchlorany rozsiane po całej marsjańskiej glebie.

Nadchlorany to toksyczne sole składające się z chloru i tlenu, które występują na Marsie w stężeniach 1 000 000 razy wyższych niż na Ziemi. Zanieczyszczenie to oznacza, że marsjański regolit - luźna materia pokrywająca powierzchnię, taka jak piasek, pył i skały - nie pozwala rosnąć roślinom. W przeciwieństwie do ziemskiej gleby, która jest wypełniona materiałem organicznym, marsjański brud po prostu nie ma tego, czego rośliny potrzebują do rozwoju.

Rafael Loureiro, ekspert ds. stresu roślinnego z Winston-Salem State University, zwraca uwagę, że nie ma sposobu na obejście problemu nadchloranu, jeśli ludzie planują uprawę na Marsie. Oczywiście, hydroponika może wyżywić małe załogi przez jakiś czas, ale nie jest to praktyczne, jeśli populacja zacznie rosnąć. Jedynym realnym długoterminowym rozwiązaniem jest uczynienie marsjańskiej gleby odpowiednią dla rolnictwa.

Naukowcy badają kilka sposobów na usunięcie nadchloranów z marsjańskiej gleby:

• Rozkład termiczny: Podgrzanie gleby do temperatury 750°F, choć wymaga to dużej mocy - być może z reaktorów jądrowych.
• Mycie: Użycie ton wody do spłukania nadchloranów, ale ponieważ wody na Marsie jest dość mało, ta metoda nie jest idealna.
• Remediacja mikrobiologiczna: Mikroorganizmy rozkładają nadchlorany i zamieniają glebę w coś, na czym mogą rosnąć rośliny.

Remediacja mikrobiologiczna wygląda najbardziej obiecująco zarówno dla Marsa, jak i Ziemi. W rzeczywistości NASA i National Science Foundation już finansują badania nad tym pomysłem, mając nadzieję, że może on pomóc na Marsie i przywrócić zniszczoną ziemię na Ziemi.

Anca Delgado, mikrobiolog z Arizona State University's Biodesign Institute, kieruje zespołem zajmującym się tym zagadnieniem. Jej badania opierają się na wcześniejszych pracach nad oczyszczaniem toksycznych chemikaliów na Ziemi, takich jak te stosowane w praniu chemicznym lub odtłuszczaniu metali.

Zespół Delgado pracuje nad wyhodowaniem mikrobów, które mogą przetrwać na nadchloranach, rozkładając je na nieszkodliwe substancje. Proces ten nie tylko usuwa toksyny, ale także pomaga budować materię organiczną gleby, która jest niezbędna dla zdrowego wzrostu roślin.

Projekt, wspierany przez 1,9 miliona dolarów z NSF i NASA, łączy Arizona State University, University of Florida i Florida Institute of Technology. Każda szkoła zajmuje się inną częścią układanki - od redukcji nadchloranów po budowanie materii organicznej i testowanie wzrostu roślin w oczyszczonej glebie marsjańskiej.

Ponieważ naukowcy nie dysponują żadną rzeczywistą marsjańską glebą, używają symulatora Mars Global Simulant (MGS-1), który naśladuje właściwości próbek gleby analizowanych przez łazik Curiosity.

Ponieważ wyścig o umieszczenie ludzi na Marsie trwa, rozwiązanie problemu nadchloranu jest kluczem do umożliwienia tam zrównoważonego rolnictwa. Przełomowe wyniki tych badań mogą nawet pomóc nam rozwiązać niektóre z najtrudniejszych wyzwań rolniczych na Ziemi, przekształcając jałową, zanieczyszczoną ziemię w produktywne pola uprawne.