القشور الحيوية توفر التماسك لسور الصين العظيم

he Great Wall of China and mountains at Badaling
يمتد سور الصين العظيم لمسافة مذهلة تبلغ 8851.8 كيلومترا عبر بيئات الأراضي الجافة في الغالب (غيتي)

اكتشف فريق بحثي دولي مساحات كبيرة من سور الصين العظيم تتماسك معا بفضل "القشرة الحيوية"، وهي طبقات رقيقة من المواد العضوية التي ساعدت في حماية الأعجوبة المعمارية من التآكل.

وبحسب الدراسة المنشورة حديثا في دورية "ساينس أدفانسز"، فإن سور الصين العظيم يمتد لمسافة مذهلة تبلغ 8851.8 كيلومترا عبر بيئات الأراضي الجافة في الغالب، وهو مُعترف به كموقع تراث عالمي نظرا لمدة بنائه التي لا مثيل لها وامتداده الجغرافي.

وقد ظل سور الصين العظيم لأكثر من خمسة قرون، وهو بمثابة مظهر لا غنى عنه للأمة الصينية وكنز لا يقدر بثمن للحضارة الإنسانية. وقد بُني في العديد من المواقع والفترات الزمنية باستخدام التربة المدكوكة، والتي كانت من أكثر المواد شيوعا وتُستخدم لبناء الهياكل الكبيرة في العالم القديم، وتشمل المواد الخام الطبيعية مثل التربة والحصى وتُستخدم لبناء الجدران والأساسات.

وباعتباره هيكلا رمزيا للأرض المدكوكة، فإن السور العظيم معرض بشدة للتعرية الريحية وتساقط الأمطار والتملح ودورات التجمد والذوبان، مما يؤدي إلى مشكلات خطيرة مثل التشقق والتفكك وحتى الانهيار في نهاية المطاف.

A close-up image of "biocrusts" growing on the Great Wall of China. (Image credit: Bo Xiao)
صورة مقربة لـ "القشور الحيوية" التي تنمو على سور الصين العظيم (جامعة الصين الزراعية)

وبالنظر إلى آثار تغير المناخ العالمي، فإن السور العظيم معرض لخطر التدهور الشديد، الأمر الذي قد يعرض للخطر متانة هيكله الترابي على المدى الطويل. وحتى الآن، لا يزال 5.8% فقط من إجمالي طوله محفوظا بشكل جيد، في حين أن 52.4% إما اختفى أو تدهور بشدة. ولذلك، يجب تنفيذ إستراتيجيات الحفظ على سبيل الاستعجال.

القشور الحيوية.. كيف حمت السور؟

ومن المعروف أن القشور الحيوية -وهي مجتمعات ذاتية التغذية ضوئيا تتكون أساسا من البكتيريا الزرقاء والطحالب والأشنات والكائنات الحية الدقيقة الأخرى وجزيئات التربة المرتبطة بإحكام- تغطي أجزاء كبيرة من سور الصين العظيم.

وعلى الرغم من أن القشور الحيوية لا تستعمر سوى بضعة سنتيمترات على سطح التربة، فإنها يمكن أن تعمل كمهندسين للنظام البيئي تدعم وتنظم العديد من العمليات الرئيسية للتربة والنظم البيئية الأرضية.

لكن القشور الحيوية قد تؤثر أيضا على الاستقرار الميكانيكي والخصائص الفيزيائية والكيميائية للأرض المدكوكة المستخدمة في بناء السور العظيم، لتكون بمثابة غطاء حي طبيعي لحماية القطع التراثية الأرضية في المناخات الجافة. ومع ذلك، فإن كيفية مساهمة القشور الحيوية في الحفاظ على سور الصين العظيم غير معروفة تقريبا.

يقول المؤلف المشارك في الدراسة بو شياو أستاذ علوم التربة في كلية علوم وتكنولوجيا الأراضي في جامعة الصين الزراعية في بكين: "لقد عرف البناؤون القدماء المواد التي يمكن أن تجعل الهيكل أكثر استقرارا".

ويضيف شياو لموقع لايف ساينس: "لتعزيز القوة الميكانيكية، بُنيت الأرض المدكوكة للجدار بالطين والرمل والمواد اللاصقة الأخرى مثل الجير من قبل البناة الأصليين، وتُوفر هذه المكونات أرضا خصبة للكائنات الحية التي تبني القشور الحيوية".

A close-up image of "biocrusts" growing on the Great Wall of China. (Image credit: Bo Xiao)
باستخدام أدوات ميكانيكية محمولة قاس الباحثون القوة الميكانيكية للعينات واستقرار التربة (جامعة الصين الزراعية)

ولاختبار قوة سور الصين العظيم وسلامته، جمع الباحثون عينات من ثمانية أقسام مختلفة بنيت في الفترة ما بين عامي 1368 قبل الميلاد و1644 قبل الميلاد خلال عهد أسرة مينغ، ووجدوا أن 67% من العينات تحتوي على "قشور حيوية" التي أطلق عليها شياو اسم "مهندسي النظام البيئي". وباستخدام أدوات ميكانيكية محمولة، سواء في الموقع أو في المختبر، قاس الباحثون القوة الميكانيكية للعينات واستقرار التربة وقارنوا تلك البيانات بأجزاء الجدار التي تحتوي فقط على الأرض المدكوكة العارية، وفقا لبيان.

ووجدوا أن عينات "القشرة الحيوية" كانت في بعض الأحيان أقوى بثلاث مرات من عينات الأرض الصلبة. ووفقا للدراسة، كانت العينات التي تحتوي على الطحالب دسمة بشكل خاص. وذلك لأن البكتيريا الزرقاء وأشكال الحياة الأخرى داخل القشرة الحيوية تفرز مواد مثل البوليمرات، والتي من شأنها أن "ترتبط بإحكام" مع جزيئات الأرض المدكوكة، مما يساعد على "تعزيز استقرارها الهيكلي" عن طريق تكوين ما هو في الأساس إسمنت، كما قال شياو.

وأضاف أن هذه المواد الإسمنتية والخيوط البيولوجية ومجموعات التربة داخل طبقة القشرة الحيوية تشكل أخيرا شبكة متماسكة ذات قوة ميكانيكية قوية واستقرار ضد التآكل الخارجي.

المصدر : ساينس أدفانسز + لايف ساينس