«Живая кожа» защитила Великую Китайскую стену от полного разрушения
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 — 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.
«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.
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.
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.
Telegram 
Дзен 
VK Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии