• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
11.12.2023
Мария Азарова
11 158

«Живая кожа» защитила Великую Китайскую стену от полного разрушения

4.9

Большая часть Великой Китайской стены покрыта мхом, цианобактериями и — реже — лишайниками. Оказывается, такая биокорка не медленно разрушает великое фортификационное сооружение, как считалось ранее, а, напротив, защищает его.

Великая Китайская стена
Великая Китайская стена / © Xinhua, Chen Zhonghao

Великая Китайская стена — одно из самых грандиозных исторических сооружений: она достигает почти 8,9 тысячи километров в длину, протянувшись через 17 провинций северных регионов КНР, от Ляонина до Цинхая. Это достаточно древний архитектурный памятник: стену в качестве фортификационного сооружения возводили с III века до нашей эры вплоть до 1644 года, и на протяжении этого времени она периодически страдает от дождей и ветра.

Стена покрыта так называемой биокоркой, или биокрустом, из цианобактерий, мхов, лишайников, других микроорганизмов и прочно связанных частиц грунта. То, как они влияют на сохранность объекта всемирного наследия, до конца не было ясно: обычно естественно возникающую растительность считают вредной для памятников архитектуры, хотя авторы научных работ за последние 30 лет пытались оспаривать эту точку зрения, показывая, что устойчивые к засухе травы могут служить естественным защитником от эрозии. Окончательно разобраться в этом вопросе решила команда ученых из Исследовательского центра охраны почв, воды и экологической среды Китайской академии наук, Университета Северной Аризоны (США) и Института природных ресурсов и агробиологии Севильи (Испания). Их статья опубликована в журнале Science Advances.

Многие участки Великой Китайской стены ​​в разные периоды возводили из утрамбованной земли — она была одним из самых распространенных материалов в прошлом. Построенные таким методом сооружения теперь составляют примерно 10 процентов Списка Всемирного наследия ЮНЕСКО, по большей части они расположены в регионах Центральной Евразии с засушливым климатом.

Участок Великой Китайской стены, на котором видна биокорка / © Бо Сяо

«Будучи символическим сооружением из утрамбованной земли, Великая Китайская стена крайне уязвима для ветровой эрозии, размыва дождем, засоления и циклов замерзания — оттаивания, что приводит к серьезным проблемам, таким как растрескивание. Учитывая последствия глобального изменения климата, стена находится под угрозой серьезного разрушения, что может поставить под угрозу долговечность конструкции из утрамбованной земли. Только 5,8 процента общей длины стены хорошо сохранились, а 52,4 процента либо исчезли, либо сильно пострадали. Поэтому стратегии ее сохранения нужно реализовать в срочном порядке», — подчеркнули авторы исследования.

Чтобы проверить гипотезу о том, что биокорки защищают грандиозный памятник зодчества, ученые проделали большую работу: изучили свыше 600 километров участка Великой китайской стены, где климат более сухой. Пробы отбирали на различных частях сооружения — как на покрытых биокрустом, так и без него. Затем их отправили на анализ в лабораторию.

В выборку вошли восемь образцовых участков стены, в том числе Хэнчэнцунь, Синуин, Янцзицюань, Люянбао, Чанчэнчжэнь, Лаоинчжэнь, Эрфэнгуань и Бяньцянхао, которые географически распределены по шести уездам в четырех провинциях. Период строительства каждого объекта варьировался от 1444 до 1531 года и включал в себя крепости и стены.

Юсун Цао берет пробу на Великой Китайской стене / © Бо Сяо

По подсчетам исследователей, стена в целом предоставила благоприятную среду для биокорок: они покрыли 67,1 процента изученных участков. В основном встречались цианобактерии родов Tychonema, Leptolingbya, Microceleus, Chroococcidiopsis, Mastigocladopsis и Diplosphaera, а также семейство мхов порядка поттиевые (Pottiaceae). Реже ученые наблюдали лишайники, преимущественно кладонию листоносную (Cladonia phyllophora) и охролехию (Ochrolechia).

«Характеристики биокорки, покрывающей Великую Китайскую стену, различались в зависимости от ее типа, климата и типа участка (например, стена или крепость). Так, цианобактериальные биокорки доминировали в засушливом климате: они покрывали в 1,5 раза большую поверхность, чем в полузасушливом климате. Напротив, мхи процветали в более влажном полузасушливом климате: там их покров был на 44,1 процента больше, чем в засушливом климате», — рассказали авторы статьи.

По их словам, уровень развития биокорок особенно заметен на крепостях: на них биокрусты занимали на 11,9-88,0 процента больше площади, чем на других участках стены, к тому же были толще.

Мох и микроорганизмы процветают на участках Великой Китайской стены, состоящих из утрамбованной земли / © Бо Сяо

После анализа ученые пришли к выводу, что биокорки сыграли решающую роль в снижении уровня естественной эрозии Великой Китайской стены: в частности, они сократили общую пористость утрамбованной земли (суммарный объем пор между частицами почвы) и снизили в среднем на 5,2 процента такой критический показатель, как полевая емкость — количество почвенной влаги после того, как избыток воды стек и скорость движения вниз уменьшилась. Причем мох на крепостях уменьшил пористость и водоудерживающую способность на 5,5-22,6 процента больше, чем на стенах.

Также участки, покрытые биокрустом, показали снижение эрозионной способности и засоленности вплоть до 48 процентов, в то же время повысив прочность на сжатие (способность материала либо конструкции выдерживать нагрузки, приводящие к уменьшению размеров), сопротивление проникновению, предел прочности на сдвиг и агрегативную стабильность на 37-321 процент.

Проблема в том, что сами биокорки, а вместе с тем их защитные свойства, находятся под угрозой исчезновения, в том числе из-за изменения климата и интенсивности землепользования. По мере того как климат вдоль Великой Китайской стены становится жарче, толстые биокрусты с преобладанием мха могут уступить место более тонким цианобактериальным коркам, которым требуется меньше воды, добавил эколог из Университета Северной Аризоны Мэтью Боукер.

Ученые по всему миру работают над тем, чтобы научиться стимулировать повторный рост поврежденных биокорок. Но пока исследования находятся на начальной стадии, поскольку специалисты пытаются понять, сколько времени этой «живой коже» нужно для роста в разных климатических условиях и при различных уровнях воздействия. Оценки варьируются от нескольких лет до столетий.

«Наше исследование доказало, что развитие биокорок обеспечило Великой Китайской стене долгосрочную и многогранную защиту от эрозии за счет повышения механической стабильности и снижения эрозии утрамбованной земли. Эти знания дают важное понимание и возможность вмешательства с помощью природы с целью сохранения памятников всемирного наследия в засушливых районах», — подытожили авторы научной работы.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Вчера, 21:31
Руслан Руслан

Компания Neuralink, при помощи которой предприниматель Илон Маск надеется совершить революцию в интерфейсах «мозг-компьютер» (BCI), впервые имплантировала человеку устройство «чтения мыслей». Об этом Маск сообщил в твите, опубликованном 29 января. Однако, некоторые обеспокоены отсутствием прозрачности вокруг имплантата, который должен дать возможность управлять устройствами посредством мысли. Реакции ученых и экспертов на это событие обобщает медиа-редакция Nature, а Naked Science приводит перевод этой статьи.

2 часа назад
Юлия Трепалина

Немецкие ученые рассказали о преимуществах новой технологии промышленного производства яблочного сока — с помощью метода спирального пресса с фильтрацией (spiral filter press). Исследователи установили, что он позволяет в четыре раза увеличить содержание в соке полезных для здоровья веществ по сравнению с более традиционным способом отжима.

10 часов назад
Полина

Поврежденное колено можно восстановить с помощью хряща из носовой перегородки. Метод, способный заменить протезирование, нашли и успешно протестировали немецкие врачи.

23 февраля
Полина

Многие родители стремятся отдать детей в двуязычную школу, чтобы те развивались лучше и быстрее. Однако такое образование способно даже навредить ребенку, показало исследование.

Позавчера, 15:03
Дарья Боголюбова

Огромное число экзопланет, формально лежащих в зоне обитаемости, на деле могут быть малопригодными для жизни, полагают авторы новой научной работы. Причем виноват в этом весьма неожиданный фактор переменного тока.

22 февраля
РНФ

Ученые показали, что экстремальный подъем уровня Каспийского моря на десятки метров, произошедший 18-13 тысяч лет назад и получивший название «Великая Хвалынская трансгрессия», мог быть вызван, вопреки существующим гипотезам, не таянием ледника, а естественными изменениями палеоклимата. Оказалось, что из-за холодного климата того периода обширные территории, с которых собирали воду впадающие в Каспий реки, были покрыты многолетней мерзлотой. В результате массы дождевых и талых вод почти не впитывались в мерзлые грунты и стекали в море, испарение с поверхности которого было небольшим. Все эти факторы привели к повышению уровня Каспия и увеличению площади моря более чем вдвое по сравнению с современным. Полученные данные помогут уточнить представления о масштабе колебаний уровня Каспийского моря при изменении климата.

20 февраля
Полина

В Российской академии наук завершили первый Большой словарь ударений, его издадут к концу года. Лингвисты собрали наиболее современные нормы произношения привычных слов и зафиксировали ударение для лексики, которая появилась в русском языке недавно.

1 февраля
Андрей

Канадские исследователи изучили состав пород, вышедших на поверхность при появлении первых континентов. По итогам анализа выяснилось, что новая земная кора возникла не в результате движения тектонических плит, а из-за процессов в океанических плато молодой Земли.

15 февраля
Дарья Губина

Титан — самый органически богатый спутник с глобальным океаном в Солнечной системе. И все же, сопоставив строение его поверхности с интенсивностью падения метеоритов, ученые пришли к выводу, что в океане спутника Сатурна вряд ли хватает элементов для жизни.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: