Грибная крепость: как обезопасить города от карстовых провалов
Архитектор Анна Будникова предлагает с помощью грибов спасать ее родной Татарстан и другие места, которым угрожают карстовые провалы. А таких мест много: на пластах, содержащих растворимые минералы, построены целые города, и, когда вода размывает грунт, целым кварталам, зданиям и деревням угрожает разрушение. В России много техногенных карстовых провалов – в основном там, где когда-то добывали минеральные соли, как в Соликамске и Березниках, но и естественных провалов достаточно – они есть, например, в Казани и Дзержинске. А вот способов бороться с ними пока нет.
Идея Анны заключается в том, чтобы запускать в породу споры грибов, которые в процессе жизнедеятельности выделяют кальцийсодержащие соли – известняк, из которого в основном и состоят карстовые пласты. При нужных условиях грибы растут быстро и кальция дают много, сами прокладывают себе путь по трещинам в грунте на глубину до 10 м. Распылять споры и «подкормку», которая нужна грибам на первых порах, Анна предлагает с дронов: людям и машинам ходить по карсту опасно.
Основной недостаток метода, по признанию Будниковой, – высокая чувствительность спор грибов к внешним условиям в первые недели после посева: требуется температура около 17 градусов. Небольшое похолодание не проблема, а вот на жаре грибы не вырастут. Эксперименты на привезенной из Казани почвы карстового оврага показали, что при соблюдении температурного режима грибница интегрируется с породой и делает ее намного устойчивее.
За последние десять лет ученые предложили несколько десятков биотехнологических методов для укрепления стройматериалов и пород. Много шуму наделал в СМИ проект создания самовосстанавливающегося «биобетона» со спорами бактерий, которые после образования в материале трещин активируются, начиная вырабатывать карбонат кальция и цементируя трещины. С помощью микроорганизмов, преобразующих сыпучий песок в прочные кристаллы, предлагают останавливать распространение пустынь и создавать строительные материалы на основе живых спор и строительных отходов.
В качестве биологического агента обычно используют бактерии, выделяющие клейкую, насыщенную кальцием массу для цементации трещин. Результаты экспериментов с ними впечатляют, и основным фактором, сдерживающим распространение таких биоматериалов, остается высокая стоимость бактерий. В отличие от бактерий, споры грибов стоят дешево. К тому же грибы Trichoderma reesei и мицелий грибов из рода Morchella (сморчки), которые использует Анна, неопасны для полевых и лесных экосистем, а последние даже дают съедобные плодовые тела.
С «грибным» проектом Анна защитила диплом НИУ ВШЭ и получила награду международного конкурса Biodesign Challenge, проводимого Музеем современного искусства в Нью-Йорке (MOMA). Что будет с идеей, неизвестно: прежде чем начинать «лечить» карст грибами, необходимо провести еще много исследований, для которых нужны лаборатории, приборы и возможность работать в поле. Микокарстом уже заинтересовалась канадская компания – правда, их идея заключается в том, чтобы цементировать грибами не карст, а дерево, и получать прочный натуральный материал.