Новое исследование, проведенное под руководством Университета Мэриленда, показало, что захоронение древесины в правильных условиях окружающей среды может остановить ее разложение и помочь сократить выбросы углекислого газа. В работе, опубликованной в журнале Science, говорится о том, что обычное старое бревно может помочь в разработке стратегий борьбы с изменением климата.
Группа ученых под руководством профессора атмосферных и океанических наук Мэрилендского университета Нин Зенг проанализировала бревно возрастом 3 775 лет и почву, из которой оно было извлечено. Анализ показал, что бревно потеряло менее 5% углекислого газа от своего первоначального состояния благодаря низкопроницаемой глинистой почве, которая покрывала его. «Древесина хорошая и прочная – из нее, наверное, можно было бы сделать мебель», – отметил Зенг.
Понимание уникальных экологических факторов, которые позволили сохранить древнее бревно в идеальном состоянии, может помочь исследователям усовершенствовать новое климатическое решение, известное как «древесное хранилище», которое предполагает использование древесины, не пригодной для коммерческого использования – например, деревьев, уничтоженных болезнями или лесными пожарами, старой мебели или неиспользуемых строительных материалов, – и ее захоронение, чтобы остановить разложение.
Деревья естественным образом связывают углекислый газ, что делает проекты по посадке деревьев популярным методом смягчения последствий изменения климата. Но с другой стороны, когда деревья умирают и разлагаются, парниковый газ попадает обратно в атмосферу, способствуя глобальному потеплению.
«Люди обычно думают: кто не знает, как выкопать яму и закопать дерево? Но подумайте, сколько деревянных гробов было закопано за всю историю человечества. Сколько из них сохранилось? Для хранения в течение сотен или тысяч лет нам нужны подходящие условия», – сказал Зенг.
В 2013 году, проводя пилотный проект по созданию деревянных сводов в Квебеке (Канада), Зенг обнаружил бревно возрастом 3 775 лет, ставшее предметом научного исследования, – случайная встреча, которая оказалась «в некотором роде чудесной». Копая траншею для захоронения свежей древесины, Зенг и другие исследователи заметили бревно на глубине 2 метров под поверхностью. «Когда экскаватор вытащил его из земли и бросил нам, трое экологов сразу же определили, что это восточный красный кедр», – вспоминает Зенг. «Было видно, как хорошо оно сохранилось».
Существует множество геологических и археологических свидетельств сохранения древесины от сотен до миллионов лет назад, но в центре внимания тех исследований не было вопроса: «Как мы можем спроектировать деревянное хранилище, чтобы сохранить эту древесину? Проблема с разработкой нового эксперимента заключается в том, что мы не можем ждать результатов 100 лет.
Вскоре после раскопок в Квебеке сотрудники UMD из MAPAQ, правительственного министерства в Монреале, провели углеродное датирование, чтобы определить возраст бревна. Затем, в 2021 году, профессор Лянбин Ху помог Зенгу проанализировать микроскопическую структуру, химический состав, механическую прочность и плотность образца возрастом 3 775 лет. Затем они сравнили эти результаты со свежесрубленным бревном восточного красного кедра, и выяснилось, что старый образец потерял очень мало углекислого газа.
Тип почвы, покрывавшей бревно, стал ключевой причиной его удивительной сохранности. Глинистая почва в этой части Квебека обладает особенно низкой проницаемостью и не позволяет кислороду проникать к бревну, а также не дает грибкам и насекомым, которые обычно обитают в почве, воздействовать на древесину.
Поскольку глинистая почва – обычное явление, деревянные своды могут стать жизнеспособным и недорогим вариантом во многих частях мира. Деревянные своды лучше всего сочетаются с другими тактиками замедления глобального потепления, включая сокращение выбросов парниковых газов.
Исследователи с нетерпением ждут возможности применить полученные знания на практике, чтобы помочь остановить изменение климата. «Это очень интересное открытие. Актуальность проблемы изменения климата стала столь значимой, что это еще больше мотивировало нас к проведению данного анализа», – заключили ученые.
[Фото: Mark Sherwood, University of Maryland]