Sie erstreckt sich über Tausende von Kilometern hinweg von der Wüste im Nordwesten Chinas bis zum Meer im Osten: Die Chinesische Mauer gehört zu den berühmtesten Baudenkmälern der Menschheit. Eigentlich handelt es sich um eine Reihe von Wällen, die über Jahrhunderte hinweg Stück für Stück zum Schutz des Reiches der Mitte gegen Invasoren aus dem Norden erbaut wurden. Besonders intensiv ließen die Kaiser der Ming-Dynastie von 1368 bis 1644 die Mauer ausbauen. Aus dieser Zeit stammt auch der berühmteste Abschnitt nördlich von Peking, der von Stein- und Ziegelstrukturen geprägt ist. In weiten Teilen wurde die Mauer der Ming-Ära aber in einer anderen Bauweise errichtet: Es handelt sich um Wälle aus Stampflehm – Strukturen die durch mechanische Verdichtung aus tonreicher Erde und weiteren Materialien hergestellt wurden.
Ist die Kruste gut oder schlecht?
Da es sich beim Stampflehm um ein vergleichsweise Erosions-anfälliges Material handelt, haben die Jahrhunderte stark an diesen Teilen der Mauer genagt. Diesem Prozess hoffen sich chinesische Forscher zumindest entgegenstemmen zu können. Dazu erforschen sie die Faktoren, die eine Rolle bei der Erosion der Stampflehm-Strukturen spielen. Im Visier von Yousong Cao von der Universität der Chinesischen Akademie der Wissenschaften in Peking standen dabei nun Lebewesen: In manchen Bereichen sind die Überreste der Chinesischen Mauer von einer Schicht aus Moosen, Flechten und Cyanobakterien überzogen.
Bisher erschien unklar, ob diese sogenannte Biokruste die Erosion der Mauerteile aus Stampflehm fördert oder aber einschränkt. Denn von anderen Bauwerken ist bekannt, dass Bewuchs zur Erweichung von Materialien führen kann. Bei den speziellen Merkmalen des Stampflehms ist aber auch ein gegenteiliger Effekt denkbar – die Krusten könnten eher eine Schutzschicht bilden. Um die Wirkung der Biokruste nun zu klären, haben Cao und seine Kollegen den Bewuchs an verschiedenen Teilen der Mauer aus der Ming-Zeit genauer unter die Lupe genommen.
Lebendige Schutzschicht
Zunächst zeigte die Studie: Die Oberflächen der Stampflehms-Strukturen der Mauer sind zu etwa 67 Prozent mit den Biokrusten bewachsen. In trockenen Regionen wurden sie dabei von den Cyanobakterien dominiert, während in feuchteren Klimazonen eher Moose den Hauptanteil der Biokrusten ausmachen. Aus den Sichtungen vor Ort sowie den Analysen der Materialien im Labor ging dann eine deutlich positive Wirkung der Schichten hervor: Der dünne Bewuchs verbessert demnach die Widerstandsfähigkeit der Stampflehm-Strukturen gegenüber Erosionsprozessen im Vergleich zu den unbewachsenen Bereichen teils bis um das Dreifache.
Die Laboruntersuchungen verdeutlichten dabei auch die Ursachen der Positiv-Wirkung: Die Kruste schützt vor Windabtragung, führt zu weniger Wasseraufnahme durch verstärktes Abperlen des Regens und puffert zerstörerische Temperaturschwankungen ab. Wie die Wissenschaftler erklären, sind die speziellen Eigenschaften der Biokruste dabei wiederum auf bestimmte Substanzen zurückzuführen, die Moose, Flechten und Cyanobakterien abgeben, um sich auf dem Substrat festzusetzen. Es handelt sich dabei um polymerartige Stoffe, die wie Kleber zwischen den Partikeln des Stampflehms wirken und ihn dadurch stabilisieren.
