Ученые разработали способ поиска алмазов с помощью ДНК

Фото из открытых источников

Исследователи впервые разработали метод обнаружения погребенного кимберлита, связанной с алмазами породы, путем изучения микробной ДНК в поверхностной почве. Это предлагает неинвазивный способ идентификации минералов глубоко под землей, оказываясь более точным, чем традиционный геохимический анализ. Этот метод, получивший более широкое применение в разведке полезных ископаемых, может переопределить будущее горнодобывающего сектора.

 

Методы секвенирования ДНК также могут помочь в идентификации минералов, имеющих решающее значение для перехода к зеленой энергетике.

 

Исследователи идентифицировали погребенный кимберлит, скалистый дом алмазов, путем тестирования ДНК микробов в поверхностной почве.

 

Эти «биологические отпечатки пальцев» могут выявить, какие минералы залегают на глубине десятков метров под поверхностью земли, без необходимости бурения. Исследователи полагают, что это первое использование современного секвенирования ДНК микробных сообществ в поисках захороненных минералов.

 

Исследование, опубликованное в журнале Nature Communications Earth and Environment, представляет собой новый инструмент для разведки полезных ископаемых, полный набор инструментов которого может сэкономить старателям время и много денег, говорит соавтор исследования Бьянка Юлианелла Филлипс.

 

Этот метод дополняет относительно ограниченное количество инструментов, которые помогают найти захороненную руду, включая первоначальное сканирование земли и анализ элементов в вышележащей породе.

 

«Эта техника родилась из необходимости видеть сквозь землю с большей чувствительностью и разрешением, и у нее есть потенциал для использования там, где другие методы не работают», — говорит Филлипс.

 

Когда руда взаимодействует с почвой, она меняет сообщества микробов в почве. Исследователи проверили это в лаборатории, вводя кимберлит в почвенные микробы и наблюдая, как их количество и виды менялись.

 

«Мы использовали эти измененные сообщества микробов в качестве индикаторов присутствия рудных материалов или биологических отпечатков пальцев в почве погребенных месторождений полезных ископаемых», — объясняет Филлипс.

 

Используя эти «индикаторные» микробы и последовательности их ДНК, команда проверила поверхностную почву на исследовательском участке на Северо-Западных территориях, где кимберлит ранее был подтвержден бурением. Они обнаружили, что 59 из 65 индикаторов присутствовали в почве, причем 19 присутствовали в больших количествах непосредственно над погребенной рудой. Они также определили новые микробы-индикаторы, которые можно добавить в свой набор.

 

Используя этот набор, они проверили поверхностную почву на втором участке на Северо-Западных территориях, где они подозревали присутствие кимберлита, и точно определили топологические очертания и расположение кимберлита, захороненного на глубине десятков метров под поверхностью земли. Это показало, что индикаторы с одного сайта могут предсказать местоположение другого сайта. В будущем исследовательские группы могли бы создать базу данных видов-индикаторов и протестировать неизвестный участок, чтобы выяснить, погребены ли под землей кимберлитовые отложения.

 

Исследователи сравнили свой метод с другим методом, известным как геохимический анализ, который включает в себя тестирование элементов в почве для выявления находящихся под ней минералов. Микробы были более точными, когда дело дошло до определения места захоронения руды.

 

«Микробы — лучшие геохимики, чем мы, и их тысячи», — сказала ведущий автор доктор Рэйчел Симистер, которая проводила работу в качестве постдокторанта в отделе микробиологии и иммунологии UBC (M&I). «У вас могут закончиться элементы для анализа, но микробы у вас никогда не закончатся».

 

Эта методика, созданная в результате работы группы ученых, может стать катализатором открытия новых месторождений кимберлита. Эти породы известны не только как потенциальные хранилища алмазов, но и благодаря своей способности улавливать и хранить атмосферный углерод. 

 

Этот метод потенциально может применяться и на других месторождениях металлов. Продолжающиеся исследования группы показывают аналогичные результаты при выявлении медно-порфировых месторождений.

 

«Вы можете использовать эту технику для поиска полезных ископаемых для стимулирования зеленой экономики», — сказал старший автор исследования профессор Кроу. «Медь — это самый важный критический элемент, который нам понадобится больше в будущем».

 

«Это интересно, потому что это часть растущего признания потенциала использования микробов на каждом этапе добычи полезных ископаемых, от поиска полезных ископаемых до их обработки и возвращения участков в их естественное состояние», — сказал Кроу. «В настоящее время секвенирование микробной ДНК требует специальных знаний и сопоставимо по стоимости с другими методами разведки полезных ископаемых, но это может измениться с внедрением в промышленность».