Nie plwajmy na tę skorupę

14 grudnia 2023
Blog szalonych naukowców

Jednym z koszmarów budowniczych, a potem konserwatorów, jest wietrzenie. Wietrzenie to zespół procesów prowadzących do rozpadu skał. Dotyczy skał naturalnych i sztucznych (takich jak beton). Tworzących naturalne formacje, budowle czy rzeźby.

Wyróżnia się wietrzenie fizyczne, gdy rozpad nie zmienia składu chemicznego substancji, czyli rozmaite kruszenie, i chemiczne, gdy minerały tworzące skałę zmieniają się, czyli rozpuszczanie. Z powodów praktycznych mówi się też o wietrzeniu biologicznym, choć w tym przypadku zawsze da się ono zredukować do któregoś z powyższych. Wietrzenie biologiczne nierzadko łączy oddziaływanie fizyczne i chemiczne. Korzenie czy chwytniki, rosnąc, rozpychają szczeliny w skale, ale często wydzielają też substancje, które przekształcają skałę. Mogą to być kwasy wytrawiające nowe szczeliny lub rozszerzające już istniejące. W sumie mogą to być też substancje nieżrące, a wchodzące w reakcje ze związkami skały, nawet takie jak dwutlenek węgla czy tlen. Ten w sumie, utleniając, też może być w pewnym sensie żrący.

Dlatego też konserwatorzy budynków, rzeźb i innych takich obiektów starają się chronić je przed wietrzeniem biologicznym. Pokrywają je lakierami przeciwglonowymi. Usuwają porosty czy rośliny, które próbują się na nich ukorzenić. Trochę o wzajemnych interakcjach pisałem w siostrzanym serwisie.

Nie inaczej jest z chińskim Wielkim Murem. Konserwatorom też wydawało się, że za jego – w większości – zły stan współodpowiedzialne jest wietrzenie biologiczne. Nowe badania każą zrewidować ten pogląd. Najbardziej znane są odcinki muru zgodnie z polską nazwą murowane. Całkiem długie odcinki są jednak raczej wałem ziemnym z materiału nazywanego potocznie glinobitką, a bardziej fachowo ziemią ubijaną. Jak łatwo się domyślić, o ile mur można próbować mniej lub bardziej skutecznie pozbawiać pokrywy roślinnej czy grzybowej, o tyle z wałem ziemnym tak się nie da.

W zależności od warunków klimatycznych taki wał pokryje się jakąś roślinnością. Wielki Mur (a właściwie Wał) częściowo biegnie przez półpustynię lub pustynię, gdzie na zwartą darń nie ma szans. Mogłaby pokrywać go najwyżej murawa, co w geobotanice rozumie się nieco inaczej niż w piłkarstwie. Tego, co go pokrywa, nie można nawet nazwać murawą, a nazwanie tego roślinnością ma tylko umocowanie w tradycji, bo roślinami są w nim niemal wyłącznie mchy i niektóre glony uwięzione w porostach. Mech i porosty rosną jednak nie tyle na gołej ziemi, ile na macie tworzonej przez glony, zwłaszcza sinice.

Glony to organizmy wodne. Nie kojarzą się z pustynią. Konserwatorzy wiedzą, że potrafią tworzyć zielony nalot także na obiektach niezanurzonych, ale z reguły wilgotnych. Taka jest reguła, ale w biologii zawsze są wyjątki i niemało gatunków, których najbliżsi krewni są zwykłymi glonami wodnymi, można znaleźć nawet na pustyni. Niedawno ukazał się artykuł pt. „Welcome to the jungle!”, gdzie tytułową dżunglą jest współczesna systematyka sinic. Autor policzył, że wśród nowo opisanych gatunków tej grupy najwięcej dotyczy właśnie mieszkańców lądu. Parę lat temu wyprawę badawczą do Pamiru odbyli warszawscy specjaliści od sinic i odkryli trochę nowych gatunków – niektóre z tamtejszych jeziorek, ale niektóre z otaczającej je pustyni.

W wodzie czy wilgotnym siedlisku mikroorganizmy tworzą strukturę nazywaną biofilmem. Film oznacza tu błonę, a nie dziedzinę sztuki i rozrywki. Na pustyni jest za mało wody dla utrzymania formy błony i sinice tworzą bioskorupę.

Okazuje się, że ubita ziemia tworząca pustynny odcinek Wielkiego Muru pokryta bioskorupą doświadcza mniejszego wietrzenia niż część odsłonięta. Bez wątpienia organizmy tworzące bioskorupę jakoś rozkładają podłoże, ale jednocześnie tworzą izolującą warstwę. Izolacja ma wymiar termiczny, przez co powierzchnia wału rzadziej przechodzi przez punkt zamarzania wody, co jest jednym z ważniejszych czynników wietrzących, o czym wiedzą użytkownicy polskich dróg. Osłania też od działania erozyjnego wody, która, gdy pojawia się na pustyni, to zwykle w postaci ulewy czy wiatru. Osłania też od bardziej codziennej wody pochodzącej z mgły. Ostatecznie jest jej tak mało, że wietrzenie chemiczne zachodzi bardzo powoli. Grubsza skorupa pokryta „futrem” z mchu jest jeszcze lepszym izolatorem, o czym wiedzą budowniczowie chałup. Na dodatek czasem oddziaływanie organizmów, dorzucając materii organicznej, zmienia strukturę ubitej ziemi na bardziej odporną.

Oczywiście, w warunkach bardziej wilgotnych bilans może być zupełnie inny, ale warto pamiętać, że nie zawsze nalot glonów, mchów i porostów wzmacnia procesy wietrzenia.

Piotr Panek

fot. Bioskorupa w jednej z wiosek Indian Pueblo, autor: wikipedysta Nationalparks, licencja CC BY-SA 2.5

  • Yousong Cao, Matthew A. Bowker, Manuel Delgado-Baquerizo, Bo Xiao (2023) Biocrusts protect the Great Wall of China from erosion Science Advances, 9 (49), eadk589, doi: 10.1126/sciadv.adk5