Команди Chinese Academy of Sciences застосували лабораторно вирощені ціанобактерії для зміцнення поверхні піску в північно-західному Китаї. На солом'яних решітках, розкладених у регіоні поблизу пустелі Taklamakan Desert в Сіньцзяні, після обробки з'явилася темна плівка. Вона збереглася навіть після сезонних пилових бур. Про це пише Earth.com.
Дивіться також Інженери демонтують перший трансатлантичний кабель між США та Європою: що буде з інтернетом
Як мікроорганізми зупиняють піщані бурі?
Дослідники відстежували ці ділянки в умовах спеки та морозів і зафіксували, що кірка стабілізує пісок упродовж 10–16 місяців. Водночас повністю зріла структура, стійка до пошкоджень, формується приблизно за два-три роки.
Ціанобактерії – одні з найдавніших організмів на планеті, які існують близько 3,5 мільярда років. Вони використовують сонячне світло для фотосинтезу, поглинають вуглекислий газ і виділяють органічні речовини. У бідних на поживні елементи ґрунтах деякі види здатні фіксувати азот, перетворюючи його на сполуки, доступні для рослин.
Під мікроскопом біологічна кірка виглядає як мережа бактеріальних ниток, що обплітають піщинки. Мікроорганізми виділяють клейкі цукри, які тверднуть і формують тонкий, але міцний шар. Така структура утримує зерна разом і зменшує ризик руйнування поверхні вітром.
Після першого року оброблена ділянка почала накопичувати поживні речовини у верхньому шарі замість того, щоб їх здувало пилом. Відмерлі клітини та органічні виділення змішувалися з мінеральним пилом, утворюючи органічну речовину, що затримує азот і фосфор. З часом мікробна спільнота ставала стійкішою.
Кірка також допомагає зберігати вологу. Після коротких дощів оброблені ділянки довше утримували воду біля поверхні, тоді як відкритий пісок швидко висихав. Темний шар і пориста структура зменшують випаровування, що дає травам і кущам кілька додаткових днів для вкорінення.
Згодом до мікроорганізмів приєднуються лишайники та невеликі мохи. Лишайники зміцнюють поверхню і краще витримують сильний вітер та холодні ночі. Мох створює додаткову тінь і затримує вологу, роблячи систему стабільнішою, хоча й повільнішою у відновленні після пошкоджень.
Як пише Digg, у лабораторних тестах штучно сформована кірка скоротила втрати ґрунту від вітру більш ніж на 90% у контрольованих умовах. Менше піску в повітрі означає потенційне зменшення пилових бур і кращий захист інфраструктури. Проте поверхня потребує захисту від транспорту, випасу худоби та інтенсивного використання.
Дослідники наголошують, що для масштабування технології важливо використовувати місцеві штами мікроорганізмів, які краще пристосовані до спеки, солоності та посухи. Крім того, біологічна кірка не вирішує всіх причин опустелювання, зокрема надмірного випасу чи неправильного використання води.
59-річні спостереження за відновленням пустель у Китаї показали, що додавання ціанобактерій скорочує процес, який раніше тривав десятиліттями, до кількох років. Швидке формування кірки перетворює мікробний ріст на практичний інструмент боротьби з ерозією та створює основу для подальшого відновлення рослинності.