Велику китайську стіну скріплюють «біокорки»

Колись Велика Китайська стіна була набагато більшою. Те, що стоїть сьогодні, — це лише невелика частина великих укріплень, побудованих на північних кордонах країни понад 2000 років тому, а потім зруйнованих часом. Але багато ділянок стін, що залишилися, здається, отримують допомогу для збереження з малоймовірного джерела: тонких шарів бактерій, моху, лишайників та інших організмів, відомих як біокірки, які ростуть на поверхні ґрунту.

Дослідження, опубліковане сьогодні в Science Advances, показує, що ці так звані «живі оболонки», ймовірно, захищали частини Великої стіни від вітру, дощу та інших корозійних сил. А з прогресом у технології та дослідженнях вчені можуть зрештою розмножити нові біокори, щоб захистити стіну від подальшої деградації.

Робота є «інноваційною та креативною», — каже Ніколь Баргер, еколог із Nature Conservancy, яка не брала участі в новому дослідженні. Вона зазначає, що це не обов’язково дивно, однак, враховуючи зростаюче визнання захисних ефектів біокірки: ці мережі росту, як відомо, допомагають стабілізувати екосистеми посушливих земель і запобігають ерозії ґрунту.

Багато з найвідоміших і відвідуваних ділянок Великої стіни зроблені з каменю або цегли, але інші частини були побудовані з ґрунту, утрамбованого робітниками, який часто називають утрамбованою землею. З часом цей матеріал може руйнуватися, коли дощ просочується, вітер здуває ґрунт, усередині утворюються кристали солі та коливаються температури.

Але цей ущільнений ґрунт, як і природні ґрунти, що його оточують, також може стати домом для біокірки. За оцінками, ці шари росту покривають близько 12% поверхні суші планети та зосереджені в регіонах із більш сухим кліматом, включаючи північний Китай. Вони бувають різноманітних форм: від тонких сіток бактерій товщиною лише міліметрів до більш щільних шарів моху та лишайників заввишки до кількох сантиметрів.

Ґрунтознавець Бо Сяо з Китайського сільськогосподарського університету та його колеги хотіли знати, чи відіграють біокірки стабілізуючу роль для такої створеної людиною конструкції, як Велика стіна. Уздовж секцій, які вони вивчали, біокірки — переважно з моху або фотосинтезуючих мікробів, які називаються ціанобактеріями — покривали більше двох третин структури. Команда взяла зразки з різних частин стіни, вкритої біокіркою, і порівняла їхні фізичні властивості з властивостями голої, вільної від біокірки утрамбованої землі.

Порівняно з оголеними ділянками, вкрита біокорою утрамбована земля була менш пористою та мала вищу міцність на зсув і міцність на стиск, повідомляє сьогодні команда.

Дослідники припускають, що ці та інші властивості, пов’язані з біокіркою, захищають Велику стіну від деградації декількома способами, зокрема шляхом зменшення вітрової ерозії, запобігання проникненню води та солі та підвищення загальної стабільності утрамбованої землі. Можливо, не дивно, що більш товсті біокірки, в яких переважає мох, загалом були більш захисними, ніж тонкі, в яких переважають ціанобактерії.

Беттіна Вебер, еколог з Університету Ґраца, високо оцінює зусилля групи дослідити, чи можуть захисні ефекти біокірки застосовуватися до об’єкта культурної спадщини. Вона припускає, що їхні висновки можуть допомогти запровадити дослідження біокори в нові наукові галузі.

Результати Великої стіни суперечать що домінує уявленням про збереження спадщини, що ріст рослин зашкодить будівлям або археологічним пам’яткам, вказує дослідження. Але велика частина цього страху зводиться до того факту, що рослини можуть пошкодити будівлі своїм розростанням коренів, каже автор дослідження Метью Боукер, еколог з Університету Північної Аризони, а біокірки не мають проникаючої кореневої системи.

Під загрозою взагалі біокорки. Деякі нещодавні дослідження попереджають, що зі зміною клімату та інтенсивним використанням землі протягом наступних кількох десятиліть багато біокори можуть зникнути, забравши з собою свої захисні переваги. Ця втрата може мати наслідки для Великої стіни, застерігає нове дослідження. Боукер зазначає, що в міру того, як клімат стає спекотнішим уздовж Великої стіни, більш товсті кірки, в яких переважає мох, можуть поступитися місцем тоншим кіркам ціанобактерій, які потребують менше води.

Нещодавно лабораторії по всьому світу досліджували, чи можна відновити пошкоджені або деградовані біокірки, стимулюючи їх відростання, хоча Боукер каже, що ці зусилля залишаються на стадії досліджень і розробок. Однією з проблем є те, що вчені все ще намагаються зрозуміти, скільки часу потрібно різним типам біокори, щоб вирости в різних кліматичних умовах і рівнях збурення, за оцінками від років до століть. 

Але Баргер зауважив, що навмисно вирощувати біокірку вздовж відносно невеликої структури, як-от Велика стіна, було б легше, ніж намагатися відновити біокірку на сотнях тисяч акрів. І оскільки на карту поставлено «культурний символ Китаю китайської цивілізації», каже Сяо, буде важливо знайти ефективні способи зберегти це місце для майбутніх поколінь.