Nghiên cứu phát hiện ‘lớp vỏ sinh học’ giúp Vạn Lý Trường Thành đứng vững theo thời gian

Những đoạn lớn Vạn Lý Trường Thành của Trung Quốc trở nên bền vững nhờ vào “lớp vỏ sinh học”, bao gồm những lớp vật liệu hữu cơ mỏng giúp bảo vệ kỳ quan kiến ​​trúc khỏi bị xói mòn.

Các nhà khoa học đã khám phá ra điều này khi phân tích các phần của công trình nổi tiếng. Đây là một công trình trải dài hơn 21.000 km và được xây dựng trong nhiều thế kỷ, bắt đầu từ năm 221 trước Công nguyên, như một cách để bảo vệ đế chế cổ đại khỏi sự xâm lược từ thế giới bên ngoài.

Trong quá trình xây dựng, các công nhân thời xưa thường sử dụng đất nện, một hỗn hợp các vật liệu hữu cơ như đất và sỏi được nén chặt với nhau để xây nên bức tường khổng lồ. Mặc dù những vật liệu này có thể dễ bị xói mòn hơn các vật liệu khác, nhưng chúng lại giúp thúc đẩy sự phát triển của lớp vỏ sinh học.

Theo một nghiên cứu được công bố hôm 8/12 trên tạp chí Science Advances, lớp vữa sống này được tạo thành từ vi khuẩn lam (vi sinh vật có khả năng quang hợp), rêu và địa y giúp công trình trở nên kiên cố, đặc biệt là ở những vùng khô cằn và bán khô cằn của đất nước.

Đồng tác giả nghiên cứu Bo Xiao, giáo sư khoa học đất tại Trường Cao đẳng Khoa học và Công nghệ Đất đai thuộc Đại học Nông nghiệp Trung Quốc ở Bắc Kinh, nói với Live Science qua email: “Những người thợ xây dựng cổ xưa biết vật liệu nào có thể làm cho cấu trúc bền vững hơn”.

Ông nói: “Để tăng cường độ bền cơ học, những người thợ xây dựng ban đầu luôn dùng đất sét, cát và các chất kết dính khác như vôi để tạo nên đất nện cho bức tường”. Những thành phần đó cung cấp mảnh đất màu mỡ cho các sinh vật tạo nên lớp vỏ sinh học.

Hình ảnh cận cảnh “vỏ sinh học” mọc trên Vạn Lý Trường Thành của Trung Quốc. (Ảnh: Bo Xiao)

Để kiểm tra độ chắc chắn và tính toàn vẹn của Vạn Lý Trường Thành, các nhà nghiên cứu đã thu thập các mẫu ở tám đoạn tường thành khác nhau được xây dựng từ năm 1368 đến năm 1644 trước Công nguyên dưới thời nhà Minh. Họ phát hiện ra rằng 67% mẫu chứa lớp vỏ sinh học, mà Xiao gọi là “kỹ sư sinh thái”.

Bằng cách sử dụng các thiết bị cơ khí cầm tay, cả tại hiện trường và tại phòng thí nghiệm, các nhà khoa học đã đo độ bền cơ học và độ ổn định của đất và so sánh dữ liệu đó với các đoạn tường chỉ chứa đất nện thông thường.

Họ phát hiện ra rằng các mẫu có lớp vỏ sinh học đôi khi bền hơn gấp ba lần so với các mẫu đất nện thông thường.

Điều này là do vi khuẩn lam và các dạng sống khác trong các chất được tiết ra từ lớp vỏ sinh học, chẳng hạn như polyme, sẽ “liên kết chặt chẽ” với các hạt đất nện, giúp “tăng cường độ ổn định cấu trúc của chúng” bằng cách tạo ra thứ về cơ bản giống xi măng, Xiao nói.

Xiao cho biết: “Những chất xi măng, sợi sinh học và cốt liệu đất trong lớp vỏ sinh học cuối cùng đã tạo thành một mạng lưới gắn kết với độ bền cơ học cao và có tính ổn định chống lại sự xói mòn từ bên ngoài”.

Theo Livescience