Secondo gli scienziati, una "pelle vivente" protegge la Grande Muraglia cinese

Secondo l'ecologo del suolo Matthew Bowker, coautore dello studio pubblicato l'8 dicembre sulla rivista Science Advances, le superfici del suolo della Grande Muraglia sono ricoperte da una "pelle vivente" di piante minuscole e senza radici e di microrganismi noti come biocroste, che sono all'origine della capacità di resistenza del sito storico.

"Le biocroste sono comuni in tutto il mondo nei suoli delle regioni aride, ma di solito non le cerchiamo sulle strutture costruite dall'uomo", ha dichiarato Bowker, professore associato alla Northern Arizona University, in una e-mail.

Studi passati hanno riscontrato che le biocroste di licheni e muschi sono una minaccia distruttiva per le strutture in pietra del patrimonio moderno, a causa dell'impatto a lungo termine delle comunità microbiche sul valore estetico, della produzione di acidi e altri metaboliti e dell'alterazione dei microambienti, che possono causare l'erosione e l'erosione della roccia. Queste scoperte hanno portato alla rimozione delle piante che crescono sulla sommità di alcune parti della Grande Muraglia. Ma gli effetti delle biocroste sono diversi per i monumenti di terra: secondo il nuovo lavoro, le comunità di cianobatteri e muschi aumentano la stabilità della Grande Muraglia e ne migliorano la resistenza all'erosione.

Esaminando campioni prelevati da oltre 300 miglia (483 chilometri) attraverso otto sezioni in terra battuta del sito costruito durante la dinastia Ming tra il 1368 e il 1644, gli autori dello studio hanno scoperto che più di due terzi dell'area sono coperti da biocroste. Quando i ricercatori hanno confrontato la stabilità e la resistenza dei campioni stratificati in biocrosta con quelli privi della "pelle vivente della Terra", hanno scoperto che i campioni con biocrosta erano tre volte più resistenti di quelli senza.

"Si pensava che questo tipo di vegetazione stesse distruggendo la Grande Muraglia. I nostri risultati dimostrano il contrario", ha dichiarato il coautore dello studio Bo Xiao, professore di scienza del suolo presso la China Agricultural University. "Le biocroste sono molto diffuse sulla Grande Muraglia e la loro esistenza è molto vantaggiosa per la sua protezione".

Come una coperta

Costituite da componenti come cianobatteri, alghe, muschi, funghi e licheni, le biocroste si trovano nel suolo superiore delle zone aride. Coprendo, secondo le stime, il 12% della superficie del pianeta, le comunità di piccole piante e microrganismi possono impiegare decenni, o più, per svilupparsi. Formando ecosistemi in miniatura, le biocroste stabilizzano il suolo, aumentano la ritenzione idrica e regolano la fissazione dell'azoto e del carbonio.

Sono in grado di farlo in parte grazie a una densa biomassa che, nelle giuste condizioni, agisce come "strato anti-infiltrazione" per i pori del suolo, oltre ad assorbire naturalmente i nutrienti che favoriscono i danni da sale. Secondo il nuovo studio, le secrezioni e gli strati strutturali delle biocroste si intrecciano anche per formare una "rete appiccicosa" di particelle di terreno aggregate che promuovono la forza e la stabilità contro le forze corrosive che minacciano la Grande Muraglia.

Le condizioni climatiche, il tipo di struttura e il tipo di biocrosta giocano tutti un ruolo nella funzione protettiva di una biocrosta, con una riduzione dell'erodibilità "molto maggiore" rispetto al rischio di erosione da parte degli agenti atmosferici, secondo i ricercatori.

Rispetto alla terra battuta nuda, le sezioni della Grande Muraglia ricoperte di biocroste di cianobatteri, muschi e licheni hanno mostrato una riduzione della porosità, della capacità di trattenere l'acqua, dell'erodibilità e della salinità fino al 48%, mentre hanno aumentato la resistenza alla compressione, alla penetrazione, al taglio e la stabilità degli aggregati fino al 321%. Tra i gruppi, le biocroste di muschio sono risultate le più stabili.

"Le biocroste coprono la Grande Muraglia come una coperta che la separa dall'aria, dall'acqua e dal vento", ha detto Xiao.

Lavorando per tenere fuori l'acqua e prevenire l'accumulo di sale, le biocroste resistono agli agenti atmosferici chimici, ha osservato, producendo sostanze che agiscono come una "colla" per le particelle del suolo per legarsi insieme contro la dispersione, rendendo le proprietà del suolo più forti.

Il ruolo delle biocroste in un futuro incerto

La maggior parte delle comunità che compongono una biocrosta ha inizio da un singolo organismo che cresce e rende l'ambiente in cui cresce adatto ad altri. Sebbene siano ancora vulnerabili agli impatti del cambiamento climatico, si prevede che questi organismi in costante evoluzione mettano in atto meccanismi interni per adattarsi agli estremi futuri, ha dichiarato Emmanuel Salifu, professore assistente presso l'Arizona State University che studia soluzioni basate sulla natura per l'ingegneria sostenibile.

Questa intrinseca adattabilità rende le biocroste ottime contendenti per interventi basati sulla natura per affrontare la conservazione strutturale nel nostro mondo in via di riscaldamento, ha detto Salifu, che non è stato coinvolto nel nuovo studio.

"Anche se le temperature saranno più calde, le biocroste sono già adatte a operare in quelle condizioni", ha detto Salifu. "Noi ipotizziamo che saranno in grado di sopravvivere meglio se ingegnerizziamo la loro crescita su scala".

L'erosione eolica, le precipitazioni, la salinizzazione e i cicli di gelo e disgelo hanno provocato crepe e disgregazioni nelle migliaia di chilometri di strutture che collegano la Grande Muraglia, che è a rischio di grave deterioramento e vulnerabile al crollo. L'innalzamento delle temperature e l'aumento delle precipitazioni potrebbero inoltre provocare una riduzione della copertura di biocrosta della Muraglia.

Secondo Salifu, il settore delle costruzioni è ancora diviso sul potenziale di conservazione storica delle biocroste.

"L'idea convenzionale è che la crescita biologica non sia un bene per le strutture. Influisce sull'estetica, porta al degrado e influisce sull'integrità strutturale complessiva", ha affermato. Tuttavia, manca una ricerca concreta che supporti queste conclusioni, ha aggiunto Salifu, osservando che "la giuria è ancora aperta".

Salifu considera il nuovo studio come una prova dei potenziali vantaggi dell'ingegneria delle biocroste per la conservazione dei siti del patrimonio culturale in terra - anche se questo è ancora un campo emergente. La ricerca stabilisce che le comunità naturali di piante e microrganismi "hanno la capacità di migliorare l'integrità strutturale, la longevità e la resistenza di strutture in terra come la Grande Muraglia cinese", ha detto Salifu.

Il lavoro "è un passo importante per spingere la lancetta dell'orologio e avvicinare l'industria al punto in cui potremmo iniziare a pensare (all'ingegneria delle biocroste)", ha osservato Salifu.

Gli autori dello studio affermano inoltre che il loro lavoro è utile per esplorare la possibilità di coltivare biocroste per la conservazione di altri siti del patrimonio in terra battuta in tutto il mondo.

Al di là del suo status di destinazione turistica che attira milioni di visitatori ogni anno, la Grande Muraglia ha una grande rilevanza culturale, ed è per questo che le biocroste che la preservano sono così importanti, ha detto Xiao.

"La Grande Muraglia è il centro culturale della civiltà cinese", ha dichiarato alla CNN. "Dovremmo fare del nostro meglio per proteggerla per le nostre prossime generazioni. Per i nostri figli, per i nostri nipoti".