Великая Китайская стена — поистине циклопическое защитное сооружения, распростёршееся на 9 тысяч километров, а со всеми ответвлениями её длина насчитывает 21 тыс. км. В представлении большинства из нас это массивная каменная стена, однако существенная её часть — это утрамбованная земля. Об этом говорит и её народное название — «земляной дракон».
Естественно возникает вопрос: как это укрепление, чьё строительство началось в 3-м веке до нашей эры и закончилось в 17 веке н.э. сохранилось до наших дней? Конечно, стена постоянно подновлялась, но почему эрозия пощадила земляные насыпи? Учёные говорят, что они нашли ответ.
По словам почвоведа Мэтью Боукера, соавтора исследования, опубликованного в Science Advances, земляные валы Великой Китайской стены покрыты «живой корой» из крошечных, лишённых корней растений и микроорганизмов, известных как биокарст, благодаря которой этот объект культурного наследия всё ещё существует.
«[Биокарсты] можно встретить в любом месте засушливых регионов, но мы обычно не ищем их на сооружениях, построенных человеком», — поясняет Боукер.
Более ранние исследования показали, что биокарсты лишайников и мхов несут разрушительную угрозу для современных каменных сооружений из-за длительного воздействия микробных сообществ на внешний вид, производство ими кислот и других продуктов жизнедеятельности меняет структуру, что может вызывать эрозию и выветривание горных пород.
Поэтому каменные участки стены очищают от этих организмов. Вместе с тем воздействие биокарста на земляные участки совершенно иное — симбиоз цианобактерий и мха сохраняет Великую Китайскую стену и повышает её устойчивость к эрозии, говорится в статье.
Исследуя образцы, взятые с более чем 483 километров восьми участков утрамбованной земли, построенных во времена династии Мин между 1368 и 1644 годами, авторы исследования обнаружили, что более двух третей площади покрыто биокарстами. Сравнив стабильность и прочность образцов, покрытых слоем биокарста, с образцами без «живой кожи почвы», учёные обнаружили, что образцы с биокарстом были в три раза прочнее, чем без него.
«Все думали, что эта растительность разрушает Великую Китайскую стену. Наши результаты показывают обратное, — говорит соавтор исследования профессор почвоведения Бо Сяо из Китайского сельскохозяйственного университета. — Биокарст очень широко распространён на Великой Китайской стене, и его существование очень полезно для её защиты».
Биокарст, состоящий из цианобактерий, водорослей, мха, грибов и лишайников, находится в верхнем слое почвы засушливых земель. Занимая, по оценкам, 12% поверхности планеты, сообщества крошечных растений и микроорганизмов могут формироваться десятилетиями. Образуя миниатюрные экосистемы, биокарсты стабилизируют почву, увеличивают задержку воды и регулируют поглощение азота и углерода.
Они способны делать это отчасти благодаря плотной биомассе, которая при определённых условиях действует как «антиинфильтрационный слой» для пор почвы. Согласно новому исследованию, выделения и структурные слои биокарста также переплетаются, образуя «клейкую сеть», которая способствуют прочности и устойчивости к коррозионным воздействиям, угрожающим Великой Китайской стене.
По сравнению с обычной утрамбованной землёй участки почвы, покрытые биокарстом цианобактерий, мхов и лишайников, показали снижение пористости, влагоудержания, эрозионности и солёности на 48%, при одновременном повышении прочности на сжатие, снижение проницаемости, повышение прочности на сдвиг и стабильности до 321%. Из всех видов биокарст мха оказался самым устойчивым.
«Биокарст покрывает Великую Китайскую стену подобно одеялу, которое защищает Великую Китайскую стену от воздуха, воды, и ветра», — говорит Сяо.
Он отметил, что, удерживая воду и предотвращая накопление солей, биокрусты противостоят химическому выветриванию, вырабатывая вещества, которые действуют как «клей» для частиц почвы.
