細菌、真菌、苔蘚......防堵城牆受侵蝕生物結皮打造萬里長城活盔甲

THE MERIT TIMES

編譯／韋士塔 2024-01-06

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長城的活性物質，有助維持結構完整。圖／新華社、美聯社

長城綿延萬里，屹立數千年。圖／新華社、美聯社

研究人員探索如何保護、修復長城。圖／新華社、美聯社

科學家觀察長城保存狀態。圖／新華社、美聯社

編譯／韋士塔

長城是中國大陸數幾千年來的防禦工事，綿延逾5000公里，也因此被稱為萬里長城，是月球上唯一能以肉眼看見的人工工程；長期以來，長城一直是中國各朝代智慧與權威的象徵，時至今日，由土牆、條石及結實青磚砌築的長城，主要用途已脫離軍事領域，成為世界著名景點，不僅被譽為世界7大奇觀之一，也被聯合國科教文組織（UNESCO）列入世界文化遺產名錄。

據考究，長城最初在公元前7世紀開始興建，當時中國北方諸侯割據，為了防禦鄰近諸侯的侵襲，在各自的領土上先後築起了防衛牆。此外，一些諸侯國的北方與匈奴族為鄰，為了防禦匈奴族的騷擾，這些諸侯國各自都修築了長城。

公元前3世紀秦始皇統一中國，把一段段長城連結起來，成為現在萬里長城的基礎。經過歷代增建逐漸形成目前的樣貌。

由於長城具有重要歷史意義與文化意涵，對長城的保護及修復作業也深受當局重視，確保研究人員和遊客能夠繼續欣賞這一考古奇觀。

為了探究如何保存長城，中國以及其他國家的研究人員攜手，解析長城令人驚嘆的保存狀態。近來，由中國、美國及西班牙科學家組成的研究團隊，試圖分析由自然資源形成的生物材料，如何幫助保存這個重要歷史遺跡。

研究人員指出，地衣、細菌、真菌、苔蘚及其他小型植物等「生物結皮」（biocrust），幾乎可在任何暴露於自然環境的礦物表面上生長，形成厚度10公分內的薄層。一些專家認為，這些生物體生長過程涉及的物理及化學變化，會產生風化的作用，損害底層結構的完整性。若長城的結構出現這類生物結皮，應該予以清除，以保護長城的結構完整性。

然而，另一派學者認為，生物結皮可保護土壤免受風雨侵蝕；這些生物材料能充當底層結構的盾牌，抵抗風化作用，保護自然表面不被磨損，進而成為長城等人工結構的「活盔甲」。

為了釐清生物結皮如何保護重要古蹟，研究團隊選取約600公里、不同區段的長城進行廣泛調查，這些區段的特點是氣候較乾燥。

研究人員指出，長城的牆體使用富含粘土的土壤建造，並持續夯實直到堅硬如磐石。在戈壁沙漠等較乾旱的地區，長城的修築材料使用沙子、石礫及硬木交替堆疊，形成堅固的土方工程。研究團隊調查這些夯土結構，發現3分之2以上覆蓋著藍綠藻及苔蘚的生物結皮，也有一些地衣在牆體上生長。

研究小組發現，植物、微生物群落下面的長城城牆孔隙較少，相較於沒有生物結皮的城牆，這些城牆較不容易破碎。

研究人員推論，儘管苔蘚、地衣的根部及細絲可能損害城牆，但這些生物結皮能結合夯土顆粒，對長城的保護作用勝於損害。

研究人員降調查報告發表於《科學進展》（Science Advances）期刊，報告指出：「生物結皮能減少侵蝕，產生保護作用，有助保護土造遺跡。」

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