Биокорка снижает ветровую эрозию, предотвращает проникновение воды и соли, а также усиливает общую прочность материала.
Великая Китайская стена в прошлом была значительно больше. То, что мы видим сегодня, представляет собой лишь фрагмент обширных укреплений, возведенных на северных границах страны более 2000 лет назад. Многие участки стен сохранились благодаря неожиданным помощникам — тонким слоям бактерий, мха, лишайника и других организмов, находящихся на поверхности почвы. Исследование, опубликованное в научном журнале Science Advances в 2023 году, показало, что эта биокорка защищает части Великой стены от воздействия ветра, дождя и других разрушительных факторов.
Некоторые из самых известных и посещаемых участков Великой Китайской стены были построены из камня или кирпича, в то время как другие сделаны из утрамбованной земли, также известной как уплотненная почва. Со временем этот материал подвергается разрушению из-за воздействия дождя и ветра, которые могут выдувать почву, а также из-за образования кристаллов соли и температурных колебаний.
Однако эта утрамбованная земля, как и окружающие ее естественные почвы, также может являться средой обитания для биокорок. По оценкам, такие слои покрывают примерно 12% поверхности суши Земли и сосредоточены в регионах с более сухим климатом, включая северный Китай. Они имеют различные формы: от тонких сетей бактерий толщиной всего несколько миллиметров до более плотных слоев мха и лишайника высотой до нескольких сантиметров.
Исследователи стремились выяснить, выполняют ли биокорки стабилизирующую функцию в таких искусственных конструкциях, как Великая Китайская стена. В участках, которые они изучали, биокорки, в основном состоящие из мха или цианобактерий, покрывали более двух третей структуры. Команда собрала образцы, покрытые биокоркой, из разных частей стены и сравнила их физические свойства с голой утрамбованной землей.
По сравнению с обычной землей, почва, покрытая биокоркой, оказалась менее пористой и имела более высокую прочность на сдвиг и сжатие.
Исследователи полагают, что свойства, связанные с биокоркой, защищают Великую стену от разрушения несколькими способами. Биокорка снижает ветровую эрозию, предотвращает проникновение воды и соли, а также повышает устойчивость утрамбованной земли. Более толстые биокорки с преобладанием мха обеспечивают лучшую защиту по сравнению с более тонкими, состоящими из цианобактерий.
Биокорки находятся под угрозой. Недавние исследования предупреждают, что с распространением изменений климата и интенсивного землепользования в течение следующих десятилетий многие биокорки могут исчезнуть, унося с собой свои защитные функции. Эта потеря окажет влияние и на Великую стену. По мере того как климат вокруг нее становится теплее, более толстые корки с преобладанием мха могут быть заменены более тонкими цианобактериальными корками, которые требуют меньшего количества воды.
Съемка Великой Китайской стены раскрыла секретные ходыСмотреть
Лаборатории по всему миру исследуют возможность восстановления поврежденных или деградированных биокорок, активируя их повторный рост. Ученые пока не знают, сколько времени потребуется различным типам биокорок для роста в различных климатических условиях и при различных уровнях воздействия. Оценки варьируются от нескольких лет до нескольких веков.
Цианобактерии — очень полезные микроорганизмы. Совсем недавно ученые создали биопокрытие с цианобактериями, которые производят кислород и улавливают углекислый газ. Эти свойства сделали их важным компонентом в новых экологически чистых материалах.
Фото: hi-tech.mail.ru