Wyobraźcie sobie, że na ruchome piaski pustyni spryskuje się… żywy klej. Nie chodzi tu o żadną chemiczną miksturę, ale o mikroorganizmy, które są na Ziemi od miliardów lat. To właśnie one są sercem najnowszego eksperymentu na skraju pustyni Tengger, w regionie Ningxia, gdzie właśnie rozgrywa się fascynująca próba sił między człowiekiem a żywiołem. Nie stosuje się tu konwencjonalnych metod “robienia z pustyni przyjaznego ekosystemu” jak sadzenie drzew czy układanie słomianych barier. Zamiast tego naukowcy postawili na siłę natury w jej mikroskopijnej formie. Ich celem jest przekształcenie tysięcy hektarów jałowych wydm w stabilny grunt, gotowy do późniejszej rekultywacji. Kluczem do tego procesu są bakterie, a konkretnie – sinice.
W jaki sposób bakterie zamieniają piasek w glebę. Sekret tkwi w naturalnym kleju
Zasada działania jest genialna w swojej prostocie, choć jej opracowanie zajęło badaczom ponad dziesięć lat. Wreszcie się im udało, a sekret w pomyśle tkwi w tym, że wyselekcjonowane szczepy sinic, po zetknięciu z wilgocią, rozpoczynają intensywne namnażanie. Podczas tego procesu wydzielają bogatą w biomasę substancję, która działa jak naturalny spoiwo. Ta lepka matryca skutecznie wiąże ze sobą pojedyncze ziarna piasku, tworząc tym samym zwartą powłokę. Powstająca w ten sposób biologiczna skorupa glebowa unieruchamia ruchome wydmy.
Czytaj też: Wysadzić Antarktydę atomówkami, żeby uratować Ziemię przed efektem cieplarnianym. Czy to ma sens?
Testy wykazały, że utworzona warstwa potrafi wytrzymać wiatry wiejące z prędkością do 36 kilometrów na godzinę, co w pustynnych warunkach stanowi niebagatelne osiągnięcie. Co istotne, skorupa ta nie tylko mechanicznie stabilizuje teren, ale również wzbogaca go w składniki odżywcze, tworząc podłoże dla przyszłej roślinności. Najbardziej imponujące jest jednak tempo tego procesu. Podczas gdy w naturze uformowanie trwałej skorupy może zająć od pięciu do dziesięciu lat, nowa metoda skraca ten czas do zaledwie roku. Takie przyspieszenie procesu otwiera zupełnie nowe możliwości w globalnej walce z rozrastającymi się pustyniami.
Sześciokątne bloki życia. Przełom w technologii nasienia
Droga do obecnie stosowanej technologii nie była prosta i wiodła przez szereg eksperymentów. Pierwsze podejścia, polegające na rozpylaniu płynnych kultur bakterii bezpośrednio na piasek, okazały się mało praktyczne. Wymagały użycia ciężkiego sprzętu, co było trudne do zrealizowania na rozległych i trudno dostępnych obszarach pustynnych. Przełom nastąpił wraz z opracowaniem metody stałego nasienia. Naukowcy przeanalizowali ponad trzysta gatunków cyjanobakterii, by ostatecznie wyselekcjonować siedem szczepów o najlepszych parametrach.
Czytaj też: Woda pewnikiem, a nie luksusem. Przełom z MIT może zmienić pustynie w miejsca do życia
Wybrane mikroorganizmy cechują się wyjątkową wytrzymałością na ekstremalne upały i długotrwałe susze, czyli warunki typowe dla ich przyszłego miejsca pracy. Wybrane szczepy miesza się następnie z materią organiczną, tworząc odżywczą pastę. Mieszaninę tę odlewa się w charakterystyczne, sześciokątne formy, otrzymując w ten sposób kompaktowe, przenośne bloki. Tak przygotowane biologiczne nasiona można w stosunkowo łatwy sposób transportować w głąb pustyni, gdzie czekają one na swoją szansę, czyli pierwszy deszcz. Gdy tylko spadnie woda, uśpione bakterie aktywują się i rozpoczynają proces tworzenia stabilizującej skorupy.
Wielki Zielony Mur w nowej odsłonie. Ambitne plany do 2031 roku
Projekt z wykorzystaniem sinic nie jest odosobnionym przedsięwzięciem, ale częścią znacznie szerszej, chińskiej inicjatywy znanej jako Wielki Zielony Mur. Nowe podejście stanowi istotne uzupełnienie tradycyjnych metod. Podczas gdy te ostatnie koncentrowały się głównie na sadzeniu drzew, technologia biologicznej skorupy atakuje problem u samego źródła, stabilizując ruchome piaski, które są podstawową przyczyną rozprzestrzeniania się pustyń.
Plany są naprawdę rozległe. Władze regionu Ningxia zamierzają wykorzystać nową metodę do rekultywacji od 5333 do 6667 hektarów pustynnego areału w ciągu najbliższych pięciu lat, czyli do stycznia 2031 roku. Jest to jednak tylko jeden z elementów wielotorowej strategii. Równolegle w innych częściach kraju, bo na przykład w prowincji Gansu, wciąż stosuje się tradycyjne metody fizycznego zatrzymywania piasku za pomocą siatek ze słomy. Niedawno w Chinach ukończono także budowę długiego na 1856 kilometrów pasa kontroli piasku w Mongolii Wewnętrznej. Różnorodność tych działań sugeruje, że kraj stara się wypracować kompleksowy, wielowarstwowy system obrony przed pustynnieniem.
Globalne ambicje i niewiadome. Czy to bezpieczne dla ekosystemów?
Chińscy naukowcy otwarcie mówią o potencjalnym eksporcie swojej technologii poza granice kraju. Rozważane są plany skalowania metody do innych regionów dotkniętych pustynnieniem, a w tym obszarów w Afryce czy Mongolii. Niskie koszty wdrożenia przy jednocześnie wysokiej skuteczności czynią to rozwiązanie teoretycznie bardzo atrakcyjnym dla krajów o ograniczonych budżetach, które jednocześnie mocno odczuwają skutki zmian klimatycznych.
Czytaj też: Ruszyła produkcja akumulatorów przyszłości. Chiny chwalą się nawet 2-krotnie wyższym zasięgiem
Entuzjazm warto jednak temperować kilkoma istotnymi pytaniami, na które odpowiedzi dopiero nadejdą. Przede wszystkim, jak technologia sprawdzi się w różnych typach pustyń, o odmiennym klimacie i składzie gleby? Równiny piasku w Chinach mogą różnić się od pustyń w innych częściach świata. Bardziej zasadnicze wątpliwości dotyczą jednak potencjalnego wpływu na lokalne ekosystemy. Czy wprowadzenie na dużą skalę wyselekcjonowanych, obcych szczepów bakterii nie zaburzy delikatnej równowagi mikrobiologicznej danego terenu? Długoterminowe skutki takiego geoinżynieryjnego działania są po prostu nieznane i będą wymagały lat badań oraz monitorowania.
Niezależnie od tych pytań, cały projekt stanowi niezwykle interesujący przykład synergii między biotechnologią a ochroną środowiska. W dobie, gdy proces pustynnienia pochłania coraz to nowe obszary naszej planety, każde innowacyjne, a przy tym oparte na naturalnych procesach rozwiązanie, zasługuje na baczną obserwację. Chińskie doświadczenia z biologiczną skorupą glebową, mimo ambitnych planów rekultywacji tysięcy hektarów, są wciąż w fazie eksperymentalnej. Można je postrzegać jako duży, globalny test poligonowy. Jego wyniki, zarówno te pozytywne, jak i ewentualne porażki, mogą w przyszłości stać się cenną lekcją i punktem odniesienia dla innych krajów zmagających się z tym samym, suchym problemem. Sukces nie jest wcale pewny, ale samo podjęcie próby z mikroskopijnymi sojusznikami już zmienia perspektywę w tej nierównej walce.