Как микроорганизмы преобразили пустынный песок
Исследователи из Университета Халифы, Института Empa и Швейцарской высшей технической школы в Цюрихе добились уникального результата: они вырастили микробные волокна прямо в пустынном песке, благодаря чему появился так называемый «живой песок». Этот материал связывает песчинки между собой и значительно замедляет испарение влаги — теперь вода в нём сохраняется в шесть раз дольше, чем в обычном песке. Работа опубликована в журнале Carbohydrate Polymers.
В исследовании участвовали учёные из нескольких стран, объединившие усилия. Для эксперимента использовали бактерию Komagataeibacter medellinensis, известную своим умением синтезировать целлюлозу, а также два штамма гриба Schizophyllum commune. Песок для опытов был собран на дюнах около города Аль-Айн в Объединённых Арабских Эмиратах, регионе, где проблема сохранения воды особенно актуальна.
Технологии укрепления песка
В рамках эксперимента были разработаны два основных способа усиления структуры песка:
- выращивание бактерий и грибов непосредственно в песчаной массе;
- вставка листов бактериальной целлюлозы между слоями песка.
Эксперимент продемонстрировал, что «живой песок» теряет влагу в шесть раз медленнее по сравнению с обычным. Использование целлюлозных листов снижало проницаемость песка для воды примерно в 28 раз. Песчаный столб высотой около 6 см стал заметно прочнее всего за неделю бактериального роста. Кроме того, песок с целлюлозными вставками под нагрузкой в 10 кг проседал значительно меньше, чем необработанный. При этом образцы с грибами оказались менее прочными.
По словам Густава Нюстрема, одного из участников проекта, «этот метод позволяет вводить в песок органические вещества и влагу, что способствует его частичной стабилизации».
Важно отметить, что все исследования проводились в лабораторных условиях. Следующий шаг — проверить, насколько такие материалы будут устойчивы в реальных пустынных условиях и смогут ли они поддерживать рост растений.
Данный проект имеет большое значение для регионов с ограниченными водными ресурсами, особенно в условиях усиливающейся засухи. Применение «живого песка» может помочь сохранить влагу в почве, улучшить экологическую ситуацию и восстановить деградированные земли. Это может стать важным инструментом в борьбе с климатическими изменениями и обеспечить продовольственную безопасность в уязвимых зонах.
Для русскоязычных стран, сталкивающихся с проблемами засух и деградации земель, подобные биотехнологии открывают новые перспективы для эффективного использования природных ресурсов и устойчивого развития сельского хозяйства.