Древние микроорганизмы могли участвовать в образовании богатых руд

Ученые впервые получили свидетельства того, что древние микроорганизмы могли концентрировать ниобий — металл, широко применяемый в авиации, космической технике, электронике и производстве сверхпроводников.

Об открытии сообщила Российская академия наук. Исследование выполнено на Томторском ниобий-редкоземельном месторождении в Якутии и опубликовано в журнале «Доклады Российской академии наук. Науки о Земле».

Исследователи подчеркивают, что речь идет не о живых бактериях, а об их окаменевших остатках. В образцах руды, поднятых с глубины около 70 метров, специалисты обнаружили сохранившиеся нитевидные структуры стрептомицетов — бактерий, образующих разветвленные нити. За миллионы лет эти структуры были замещены соединениями ниобия, сохранив первоначальную форму. Подобные минеральные копии древних организмов называют псевдоморфозами.

Образцы изучили с помощью сканирующего электронного микроскопа. Химический анализ показал, что содержание ниобия в отдельных окаменевших бактериальных структурах достигает примерно 33 процентов массы. По словам авторов работы, это первое известное свидетельство того, что микроорганизмы могли избирательно накапливать этот металл. До сих пор ниобий не считался элементом, выполняющим какую-либо биологическую функцию, а его соединения, наоборот, рассматривались как потенциально неблагоприятные для бактерий.

Авторы исследования предполагают, что древние микроорганизмы могли участвовать в перераспределении металлов внутри рудного тела и тем самым влиять на формирование богатых месторождений. Однако механизм этого процесса пока остается неизвестным. Ученым еще предстоит установить, накапливали ли бактерии ниобий при жизни или минерал замещал их клетки уже после гибели.

Интерес исследователей усиливает и то, что ранее в тех же рудах уже находили следы микроорганизмов, связанных с накоплением редкоземельных элементов. Новые данные позволяют предположить, что биологические процессы могли играть значительно более важную роль в образовании месторождений, чем считалось ранее, дополняя действие геологических и химических факторов.

Томторское месторождение считается одним из крупнейших и наиболее богатых в мире по запасам ниобия и редкоземельных элементов. Несмотря на высокое содержание полезных компонентов, его освоение осложняют удаленность, суровые климатические условия и сложный состав руды, требующий многоступенчатой химической переработки.

Практического применения новое открытие пока не получило. Если ученым удастся выяснить механизм связывания ниобия микроорганизмами, в будущем эти процессы могут лечь в основу более экологичных технологий биологического обогащения руд, позволяющих сократить использование агрессивных химических реагентов при добыче стратегически важного металла.