Команды Chinese Academy of Sciences применили лабораторно выращенные цианобактерии для укрепления поверхности песка в северо-западном Китае. На соломенных решетках, разложенных в регионе вблизи пустыни Taklamakan Desert в Синьцзяне, после обработки появилась темная пленка. Она сохранилась даже после сезонных пылевых бурь. Об этом пишет Earth.com.
Смотрите также Инженеры демонтируют первый трансатлантический кабель между США и Европой: что будет с интернетом
Как микроорганизмы останавливают песчаные бури?
Исследователи отслеживали эти участки в условиях жары и морозов и зафиксировали, что корка стабилизирует песок в течение 10–16 месяцев. В то же время полностью зрелая структура, устойчива к повреждениям, формируется примерно за два-три года.
Цианобактерии – одни из древнейших организмов на планете, которые существуют около 3,5 миллиарда лет. Они используют солнечный свет для фотосинтеза, поглощают углекислый газ и выделяют органические вещества. В бедных питательными элементами почвах некоторые виды способны фиксировать азот, превращая его в соединения, доступные для растений.
Под микроскопом биологическая корка выглядит как сеть бактериальных нитей, оплетающих песчинки. Микроорганизмы выделяют клейкие сахара, которые затвердевают и формируют тонкий, но прочный слой. Такая структура удерживает зерна вместе и уменьшает риск разрушения поверхности ветром.
После первого года обработанный участок начал накапливать питательные вещества в верхнем слое вместо того, чтобы их сдувало пылью. Отмершие клетки и органические выделения смешивались с минеральной пылью, образуя органическое вещество, что задерживающее азот и фосфор. Со временем микробное сообщество становилось более устойчивым.
Кирка также помогает сохранять влагу. После коротких дождей обработанные участки дольше удерживали воду у поверхности, тогда как открытый песок быстро высыхал. Темный слой и пористая структура уменьшают испарение, что дает травам и кустам несколько дополнительных дней для укоренения.
Со временем к микроорганизмам присоединяются лишайники и небольшие мхи. Лишайники укрепляют поверхность и лучше выдерживают сильный ветер и холодные ночи. Мох создает дополнительную тень и задерживает влагу, делая систему более стабильной, хотя и медленнее в восстановлении после повреждений.
Как пишет Digg, в лабораторных тестах искусственно сформированная корка сократила потери почвы от ветра более чем на 90% в контролируемых условиях. Меньше песка в воздухе означает потенциальное уменьшение пылевых бурь и лучшую защиту инфраструктуры. Однако поверхность нуждается в защите от транспорта, выпаса скота и интенсивного использования.
Исследователи отмечают, что для масштабирования технологии важно использовать местные штаммы микроорганизмов, которые лучше приспособлены к жаре, солености и засухе. Кроме того, биологическая корка не решает всех причин опустынивания, в частности чрезмерного выпаса или неправильного использования воды.
59-летние наблюдения за восстановлением пустынь в Китае показали, что добавление цианобактерий сокращает процесс, который ранее длился десятилетиями, до нескольких лет. Быстрое формирование корки превращает микробный рост на практический инструмент борьбы с эрозией и создает основу для дальнейшего восстановления растительности.