«Живая кожа» защищает Великую Китайскую стену от эрозии
Великая Китайская стена раньше была намного больше. То, что сохранилось сегодня, — лишь часть обширных укреплений, построенных на северных границах страны более 2000 лет назад. Многие участки стен сохранились благодаря неожиданным помощникам — тонких слоям бактерий, мха, лишайника и других организмов на поверхности почвы. Об этом сообщает Science.
Новое исследование показывает, что эта биокорка защищает части Великой стены от ветра, дождя и других разрушающих факторов. С помощью последних технологических и научных достижений ученые могут создать новые биокорки, чтобы предотвратить дальнейшее разрушение стены.
Многие из самых известных и посещаемых участков Великой Китайской стены были построены из камня или кирпича, но другие были сделаны из уплотненной рабочими почвы, также известной как утрамбованная земля. С течением времени этот материал разрушается из-за воздействия дождя и ветра, которые могут сдувать почву, а также из-за образования внутри кристаллов соли и колебаний температуры.
Но эта уплотненная почва, как и окружающие ее естественные почвы, также может стать домом для биокорок. По оценкам, эти слои покрывают около 12% поверхности суши планеты и сконцентрированы в регионах с более сухим климатом, включая северный Китай. Они бывают самых разных форм: от тонких сетей бактерий толщиной всего несколько миллиметров до более плотных слоев мха и лишайника высотой до нескольких сантиметров.
Ученые хотели узнать, играют ли биокорки стабилизирующую роль в таких искусственных сооружениях, как Великая Китайская стена. В участках, которые они изучали, биокорки, в основном состоящие из мха или цианобактерий, покрывали более двух третей структуры. Команда взяла покрытые биокоркой образцы из разных частей стены, и сравнила их физические свойства с голой утрамбованной землей.
По сравнению с обычной землей, почва, покрытая биокоркой, была менее пористой и имела более высокую прочность на сдвиг и сжатие.
Исследователи предполагают, что свойства, связанные с биокоркой, защищают Великую стену от деградации несколькими способами. Биокорка уменьшает ветровую эрозию, предотвращает просачивание воды и соли, а также повышает общую устойчивость утрамбованной земли. Более толстые биокорки с преобладанием мха, защищали лучше, чем более тонкие, с преобладанием цианобактерий.
Биокорки находятся под угрозой. Недавние исследования предупреждают, что по мере того, как изменения климата и интенсивное землепользование будут распространяться в течение следующих десятилетий, многие биокорки могут исчезнуть, забрав с собой свои защитные функции. Эта потеря будет иметь последствия и для Великой стены. По мере того, как климат вдоль нее становится жарче, более толстые корки с преобладанием мха могут уступить место более тонким цианобактериальным коркам, которым требуется меньше воды.
Лаборатории по всему миру исследуют, могут ли они восстановить поврежденные или деградированные биокорки, стимулируя их повторный рост. Ученые пока не знают, сколько времени требуется различным типам биокорок для роста в различных климатических условиях и при различных уровнях воздействия. Оценки варьируются от какого-то количества лет до целых веков.
Цианобактерии — очень полезные микроорганизмы. Не так давно ученые создали биопокрытие с цианобактериями, которые производят кислород и улавливают углекислый газ. Эти свойства сделали их важным компонентом в новых экологичных материалах.
