Токсичная почва Марса может получить микробную подпитку для будущих фермерских хозяйств

Марс, на котором когда-то текли реки и была плотная атмосфера, теперь представляет собой довольно суровую среду для любых планов колонизации. Уменьшение размеров планеты привело к быстрому охлаждению ее ядра, в результате чего Марс потерял свое магнитное поле и большую часть атмосферы. Осталось лишь сухое, бесплодное место, насыщенное токсичными перхлоратами, что делает земледелие на Марсе настоящей головной болью.

Программа НАСА "Артемида" работает над тем, чтобы обеспечить на Марсе присутствие человека, не зависящее от Земли, а Элон Маск из компании SpaceX намерен построить там город с населением в миллион человек в ближайшие двадцать лет. Но на этом пути стоит большая проблема: эти надоедливые перхлораты, распространенные по всей марсианской почве.

Перхлораты - это токсичные соли, состоящие из хлора и кислорода, и они встречаются на Марсе в концентрациях в 1 000 000 раз выше, чем на Земле. Это загрязнение означает, что марсианский реголит - рыхлый материал, покрывающий поверхность, такой как песок, пыль и камень - не позволит растениям расти. В отличие от земной почвы, которая наполнена органическими материалами, марсианская грязь просто не содержит того, что нужно растениям для процветания.

Рафаэль Лурейро (Rafael Loureiro), эксперт по стрессу растений из Государственного университета Уинстон-Салем, отмечает, что если люди планируют заниматься сельским хозяйством на Марсе, то проблему перхлората никак не обойти. Конечно, гидропоника может прокормить небольшие команды в течение некоторого времени, но это непрактично, если население начнет расти. Единственное реальное долгосрочное решение - сделать марсианскую почву пригодной для сельского хозяйства.

Исследователи изучают несколько способов очистки марсианской почвы от перхлоратов:

• Термическое разложение: Нагрейте почву до 750°F, хотя для этого потребуется много энергии - возможно, от ядерных реакторов.
• Промывка: используйте тонны воды, чтобы смыть перхлораты, но поскольку воды на Марсе довольно мало, этот метод не идеален.
• Микробная очистка: Микроорганизмы расщепляют перхлораты и превращают почву в то, в чем растения действительно могут расти.

Микробная рекультивация выглядит наиболее перспективной как для Марса, так и для Земли. Фактически, НАСА и Национальный научный фонд уже финансируют исследования этой идеи, надеясь, что она поможет на Марсе и восстановит поврежденную землю на Земле.

Анка Дельгадо, микробиолог из Института биодизайна Университета штата Аризона, возглавляет группу, занимающуюся этим вопросом. Ее исследования основаны на более ранних работах по очистке токсичных химикатов на Земле, например, тех, что используются в химчистке или для обезжиривания металлов.

Команда Дельгадо работает над выращиванием микробов, которые могут выживать на перхлоратах, расщепляя их до безвредных веществ. Этот процесс не просто удаляет токсины - он также способствует образованию органического вещества в почве, которое необходимо для здорового роста растений.

Проект, получивший $1,9 млн. от NSF и NASA, объединил Университет штата Аризона, Университет Флориды и Технологический институт Флориды. Каждое учебное заведение занимается своей частью головоломки - от снижения уровня перхлоратов до создания органического вещества и тестирования роста растений в обработанной марсианской почве.

Поскольку у ученых нет настоящего марсианского грунта для работы, они используют Mars Global Simulant (MGS-1), который имитирует свойства образцов грунта, проанализированных марсоходом Curiosity.

Поскольку гонка за высадку людей на Марс продолжается, решение проблемы перхлоратов является ключом к тому, чтобы сделать возможным устойчивое земледелие на Марсе. Прорывы в этом исследовании могут даже помочь нам решить некоторые из самых сложных сельскохозяйственных проблем Земли, превратив бесплодные, загрязненные земли в продуктивные сельскохозяйственные угодья.