Одно из названий Великой китайской стены — «Земляной дракон». А все потому, что вплоть до времен правления династии Цинь (221 г. до н. э. — 206 г. до н. э.) основным материалом для строительства стены был утрамбованный грунт. Добывали его прямо на месте строительства. Уже при императорах династии Цинь стали активнее применять камень, но полностью от грунта не отказались — по сей день можно встретить отрезки стены, на которых земляной вал облицован каменными плитами. Есть и каменные участки стены, но в любом случае земля сыграла при ее возведении ключевую роль.
Панцирь Земляного дракона
В 2023 году ученые обнаружили, что своей сохранностью стена во многом обязана биологическим почвенным коркам (биокоркам) — об этом сообщает Science. В природе такие корки формируются на поверхности почв в засушливых и полузасушливых экологических системах. Этот верхний горизонт присутствует у около 12% почв на поверхности всей планеты, и роль таких корок в поддержании экологического баланса огромна. Они удерживают в грунтах влагу и химические вещества, необходимые для поддержания жизни. Биокорки могут состоять из любой конфигурации обитающих на поверхности почвы цианобактерий, эукариотических водорослей, лишайников и мхов.
По мнению китайских ученых, строители Великой стены сознательно использовали смесь органических материалов, таких, как мхи и лишайники, чтобы сформировать биокорки и защитить сооружение от ветровой эрозии.
Бо Сяо, соавтор исследования и профессор почвоведения в Колледже землеведения и технологий Китайского сельскохозяйственного университета в Пекине, рассказал изданию Live Science: «Древние строители знали, какие материалы могут сделать конструкцию более устойчивой». Это, впрочем, лишь предположение ученого. Доказательств того, что мхи и лишайники добавляли к грунту специально, не существует. Возможно, они присутствовали в материале изначально или заселили поверхность стены позже.
Но как бы то ни было, роль биокорок в сохранении Великой стены трудно переоценить.
В три раза прочнее
Изначально целью исследования, проведенного под эгидой Национального фонда естественных наук Китая, была проверка прочности и целостности Великой стены. Для этого ученые собрали образцы на восьми разных участках, построенных между 1368 г. до н. э. и 1644 г. до н.э. во времена династии Мин. Они обнаружили, что 67% образцов содержали те самые биокорки, которые Сяо назвал «инженерами экосистем». Проведя полевые и лабораторные тесты образцов, ученые определили их прочность. Затем они сравнили полученные данные с результатами исследования таких участков стен, которые содержали утрамбованную землю без биокорок.
Оказалось, что первые иногда были в три раза прочнее, чем образцы простой утрамбованной земли. Согласно результатам исследования, образцы, содержащие мох, были особенно устойчивыми. В целом эти участки стены сопротивляются ветровой эрозии на 2−48% лучше, а их прочность на сдвиг повышена на 37−321%. У этих впечатляющих цифр очень простое объяснение: цианобактерии и другие формы жизни внутри корок выделяют полимеры и другие вещества, которые плотно связывают утрамбованные частицы земли.
«Эти связующие вещества, биологические волокна и частицы почвы в конечном итоге образуют сплоченную сеть с высокой механической прочностью и устойчивостью к внешней эрозии», — объяснил Сяо.
