تم العثور على طريقة غير عادية لبناء منازل على سطح المريخ باستخدام البكتيريا

الأبحاث المنشورة في الحدود في علم الأحياء الدقيقةكشفت عن طريقة بناء غير عادية على الكوكب الأحمر. أظهر فريق دولي من العلماء أن الجمع بين نوعين من البكتيريا يمكن أن يحول الثرى المريخي – الغبار والتربة السائبة – إلى مادة متينة تشبه الأسمنت مناسبة للمستعمرات المبكرة. من المحتمل أن يقلل هذا الاكتشاف من اعتماد البعثات المستقبلية على تسليم مواد البناء المكلفة من الأرض.

الميكروبات كأداة بناء

المشاركون الرئيسيون في التجربة هم Sporosarcina Pasturii وChroococcidiopsis. تُعرف البكتيريا الأولى بقدرتها على إنتاج كربونات الكالسيوم من خلال عملية تسمى التثبيت الحيوي. إنه في الواقع يحول التربة الرخوة إلى مادة متينة تشبه الخرسانة.

والثاني هو البكتيريا الزرقاء, مقاومة للظروف القاسية، بما في ذلك الأشعة فوق البنفسجية القوية ومحاكاة مناخ المريخ. يخلق Chroococcidiopsis بيئة مواتية حول نفسه، حيث يطلق الأكسجين والبوليمرات خارج الخلية التي تحمي Sporosarcina من التأثيرات البيئية العدوانية. وفي المقابل، تفرز Sporosarcina البوليمرات الطبيعية التي تعزز نمو المعادن وتقوي الثرى.

ويشير مؤلفو الدراسة إلى أن “هذا التفاعل التآزري يسمح بتحويل تربة المريخ الفضفاضة إلى مادة شبيهة بالخرسانة”.

تطبيقات البناء ودعم الحياة

تؤدي البكتيريا وظيفة مزدوجة. فهي لا تعمل على تقوية التربة فحسب، بل تساعد أيضًا في خلق بيئة دقيقة داخل المباني. يعمل الأكسجين الصادر عن Chroococcidiopsis على تحسين تكوين الهواء، ويمكن استخدام الأمونيا، وهو منتج ثانوي لعملية التمثيل الغذائي لـ Sporosarcina، لإنشاء أنظمة زراعية مغلقة وربما لإعادة تأهيل أجزاء من سطح المريخ. يتيح لك استخدام هذا الخليط للطباعة ثلاثية الأبعاد تكوين هياكل ذات هندسة معينة مع الحفاظ على القوة العالية للمادة.

اختبارات في ظروف قريبة من تلك الموجودة على المريخ

بيئة المريخ قاسية للغاية: الضغط أقل من 1% من ضغط الأرض، وتتراوح درجة الحرارة من -90 درجة مئوية إلى +26 درجة مئوية، ويتكون الهواء بالكامل تقريبًا من ثاني أكسيد الكربون، ويتعرض السطح للإشعاع الكوني. ولاختبار فعالية هذه التكنولوجيا، يستخدم العلماء نظائرها المخبرية للثرى المريخي، حيث يدرسون تفاعل البكتيريا مع التربة، ومعدل التمعدن، وقوة المادة الناتجة. بالنسبة للطباعة ثلاثية الأبعاد، يجري تطوير خوارزميات التحكم التي تأخذ في الاعتبار جاذبية المريخ والنشاط البيولوجي للكائنات الحية الدقيقة لضمان التكوين الدقيق للهياكل.

وهذا النهج استراتيجي. ويوضح كيف يمكن للكائنات الحية أن تصبح جزءًا من الحل الهندسي، مما يقلل الاعتماد على توصيل مواد البناء من الأرض.

ويؤكد مؤلفو الدراسة أن “كل اكتشاف وبروتوكول مثبت هو خطوة أقرب إلى اليوم الذي سيصبح فيه المريخ موطننا”.

وفي المستقبل، قد تندمج الثقافات الميكروبية في النظم البيئية المغلقة، مما يوفر الأكسجين والمركبات العضوية لحياة المستعمرين.

من المقرر إرسال أولى البعثات المأهولة إلى المريخ في موعد لا يتجاوز أربعينيات القرن الحاليلكن العلماء اليوم يختبرون فعالية الخلطات البكتيرية ويبنون نماذج تنبؤية. كل تجربة تجعل البشرية أقرب إلى البناء المستقل باستخدام المواد الحيوية. ويدرس الباحثون أيضًا تأثير هذه الميكروبات على الاستقرار البيئي، وإمكانات إنتاج الأكسجين، والقدرة على تحمل التقلبات الشديدة في درجات الحرارة.