Các phần đất nện của Vạn Lý Trường Thành của Trung Quốc được xây dựng bằng cách nén những vật liệu tự nhiên với đất.
Đây được coi là điểm yếu trong cấu trúc của Vạn Lý Trường Thành.
Tuy nhiên, một nghiên cứu mới phát hiện, khu vực mang tính biểu tượng này đã phát triển một tuyến phòng thủ tự nhiên chống lại nguy cơ xuống cấp đang rình rập.
Cải thiện khả năng chống xói mòn
"Lớp da sống" này gồm các loài thực vật nhỏ bé, không có rễ và vi sinh vật...
Theo nhà sinh thái học Matthew Bowker - đồng tác giả của nghiên cứu được công bố trên tạp chí Tiến bộ khoa học, những bề mặt đất trên Vạn Lý Trường Thành được bao phủ bởi một “lớp da sống” gồm các loài thực vật nhỏ bé, không có rễ và vi sinh vật này được gọi là lớp vỏ sinh học.
Chúng vốn là nguồn sức mạnh bền bỉ của Vạn Lý Trường Thành. Ông Bowker - Phó Giáo sư tại Trường Đại học Bắc Arizona, cho biết: “Vỏ sinh học phổ biến trên khắp thế giới trên đất ở những vùng khô hạn, nhưng chúng tôi thường không tìm thấy chúng trên các công trình do con người xây dựng”.
Các nghiên cứu trước đây đã phát hiện ra rằng, lớp vỏ sinh học địa y và rêu là mối đe dọa hủy diệt đối với những cấu trúc đá di sản hiện đại do tác động lâu dài của cộng đồng vi sinh vật đến giá trị thẩm mỹ, sản xuất axit và những chất chuyển hóa khác cũng như sự thay đổi môi trường vi mô, có thể gây xói mòn và phong hóa.
Những phát hiện đó đã dẫn tới việc loại bỏ các loài thực vật mọc trên đỉnh Vạn Lý Trường Thành. Tuy nhiên, theo nghiên cứu mới, tác động của lớp vỏ sinh học khác nhau đối với các địa danh trên đất. Trong khi đó, cộng đồng vi khuẩn lam và rêu thực sự làm tăng sự ổn định của Vạn Lý Trường Thành. Đồng thời, cải thiện khả năng chống xói mòn của khu vực này.
Các nhà nghiên cứu đã kiểm tra những mẫu được lấy từ hơn 300 dặm (483 km) trên tám phần đất nện của địa điểm được xây dựng từ thời nhà Minh từ năm 1368 - 1644. Nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng, hơn 2/3 diện tích được bao phủ trong lớp vỏ sinh học.
Các nhà nghiên cứu đã so sánh độ ổn định và độ bền của các mẫu được xếp lớp trong lớp vỏ sinh học với những mẫu không có “làn da sống của Trái đất”. Họ phát hiện ra rằng, các mẫu có lớp vỏ sinh học bền hơn gấp ba lần so với những mẫu không có lớp vỏ sinh học.
“Nhiều ý kiến cho rằng, loại thảm thực vật này đang phá hủy Vạn Lý Trường Thành. Tuy nhiên, kết quả của chúng tôi cho thấy điều ngược lại. Các lớp vỏ sinh học rất phổ biến ở Vạn Lý Trường Thành. Trong khi đó, sự tồn tại của chúng rất có lợi cho việc bảo vệ khu vực này”, đồng tác giả nghiên cứu Bo Xiao - Giáo sư khoa học về đất tại Trường Đại học Nông nghiệp Trung Quốc cho biết.
Các lớp vỏ sinh học rất phổ biến trên Vạn Lý Trường Thành.
“Giống một tấm chăn”
Được tạo thành từ các thành phần như vi khuẩn lam, tảo, rêu, nấm và địa y, lớp vỏ sinh học sống trên lớp đất mặt của vùng đất khô. Ước tính chiếm khoảng 12% bề mặt hành tinh, các cộng đồng thực vật và vi sinh vật nhỏ bé có thể mất hàng thập kỷ hoặc lâu hơn để phát triển. Hình thành các hệ sinh thái thu nhỏ, lớp vỏ sinh học ổn định đất, tăng khả năng giữ nước và điều hòa quá trình cố định nitơ cũng như carbon.
Chúng có thể làm được điều này một phần nhờ vào sinh khối dày đặc, hoạt động như một “lớp chống thấm” cho các lỗ chân lông của đất trong điều kiện thích hợp, cũng như sự hấp thụ tự nhiên các chất dinh dưỡng thúc đẩy sự phá hủy của muối.
Theo nghiên cứu mới, chất tiết và các lớp cấu trúc của lớp vỏ sinh học cũng đan xen vào nhau. Từ đó, để tạo thành một “mạng lưới dính” tập hợp các hạt đất nhằm tăng cường sức mạnh và sự ổn định trước những tác động ăn mòn đe dọa Vạn Lý Trường Thành.
Các nhà nghiên cứu nhận thấy, điều kiện khí hậu, loại cấu trúc và loại lớp vỏ sinh học đều đóng một vai trò trong chức năng bảo vệ. Chúng có vai trò làm giảm khả năng bị xói mòn “lớn hơn nhiều” so với nguy cơ thời tiết.
So với đất nện trần, các phần phủ lớp vỏ sinh học vi khuẩn lam, rêu và địa y của Vạn Lý Trường Thành cho thấy độ xốp, khả năng giữ nước, khả năng xói mòn và độ mặn giảm tới 48%. Đồng thời, phần phủ này tăng cường độ nén, khả năng chống xuyên thấu, độ ổn định lên tới 321%.
Trong số đó, lớp vỏ rêu được cho là ổn định nhất. “Vỏ sinh học bao phủ Vạn Lý Trường Thành giống như một tấm chăn ngăn cách khu vực này với không khí, nước và gió”, nhà nghiên cứu Xiao nói.
Ông lưu ý, có tác dụng ngăn nước và ngăn ngừa sự tích tụ muối, lớp vỏ sinh học chống lại sự phong hóa hóa học. Từ đó, tạo ra những chất hoạt động như một “chất keo” để các hạt đất liên kết với nhau chống lại sự phân tán, làm cho đặc tính của đất mạnh hơn.
Hầu hết các cộng đồng tạo nên lớp vỏ sinh học đều bắt đầu từ một sinh vật duy nhất phát triển. Sinh vật này cũng khiến môi trường mà nó phát triển phù hợp với những sinh vật khác.
Emmanuel Salifu - Giáo sư trợ lý tại Trường Đại học bang Arizona, người nghiên cứu các giải pháp dựa trên thiên nhiên cho kỹ thuật bền vững, cho biết, những sinh vật này vẫn dễ bị tổn thương trước tác động của biến đổi khí hậu. Song, chúng không ngừng phát triển để thích ứng với sự thay đổi từ môi trường.
Salifu - người không tham gia vào nghiên cứu mới cho biết khả năng thích ứng vốn có đó khiến lớp vỏ sinh học trở thành ứng cử viên sáng giá cho các biện pháp can thiệp dựa trên tự nhiên.
Qua đó, nhằm giải quyết vấn đề bảo tồn cấu trúc trong thế giới đang nóng lên của chúng ta. Ngay cả khi nhiệt độ ấm hơn, chúng vẫn phù hợp để hoạt động trong những điều kiện đó. Chúng sẽ có khả năng tồn tại tốt hơn nếu ta thiết kế sự phát triển của lớp vỏ này trên quy mô lớn.
Salifu coi nghiên cứu mới này là bằng chứng về những lợi ích tiềm tàng của việc chế tạo lớp vỏ sinh học để bảo tồn các di sản trên Trái đất, dù đó vẫn là một lĩnh vực mới.
Nghiên cứu chứng minh rằng, các cộng đồng tự nhiên của thực vật và vi sinh vật có khả năng cải thiện tính toàn vẹn về cấu trúc, tuổi thọ và độ bền của các công trình bằng đất như Vạn Lý Trường Thành ở Trung Quốc.
Các tác giả nghiên cứu cũng cho biết, công trình của họ tạo cơ sở cho việc khám phá khả năng nuôi dưỡng lớp vỏ sinh học để bảo tồn di sản đất nện khác trên toàn thế giới.
Ngoài vị thế là một địa điểm du lịch thu hút hàng triệu du khách mỗi năm, Vạn Lý Trường Thành còn có ý nghĩa văn hóa rất lớn. Đó là lý do lớp vỏ sinh học bảo tồn nó lại có ý nghĩa quan trọng như vậy.
Theo Giáo sư Xiao, Vạn Lý Trường Thành là trung tâm văn hóa của nền văn minh Trung Quốc. Do đó, việc cố gắng hết sức bảo vệ nó cho các thế hệ tiếp theo là vô cùng cần thiết.