「石を金に変える」は妄想か？まさに砂漠の中！

制作：中国科学普及協会

著者: さらに

プロデューサー: 中国科学博覧会

不毛の砂漠が広大な地域を覆っています。そこに立って風が吹くと、口の中が砂でいっぱいになります。農業に利用できないだけでなく、ますます攻撃的になり、貪欲に無数の肥沃な畑や緑の土地を「食い尽くす」こともよくあります。

世界的に有名な古代シルクロードに、楼蘭という国がありました。かつては使者や商人が頻繁に行き来し、非常に繁栄していました。西暦400年頃、楼蘭は徐々に歴史書から姿を消していった。楼蘭が消失した理由の一つは、広大な黄砂に埋もれたという説だ。

楼蘭古城の現在の様子

(画像出典: Wikipedia)

一見無害な砂が、かつて繁栄していた国を静かに消滅させるほど残酷なのはなぜでしょうか?広大な砂漠を前に、人類は一歩ずつ後退することしかできないのだろうか？

失われた古代の国の謎

楼蘭の消失は、一夜にして火山灰に閉ざされたイタリアの古代都市ポンペイの消失とは似ても似つかないものだった。その代わりに、何年も砂漠の侵略を経験し、徐々に衰退し、人々に見捨てられました。このプロセスは主に、古代都市楼蘭の地理的位置、地形、人間の活動に関係しています。

楼蘭の古代都市は、新疆ウイグル自治区のタリム盆地に位置し、そびえ立つ山々に囲まれています。南の青海チベット高原は巨大な壁のようになっており、インド洋からの水蒸気を遮っているため、この地域では降水量が少ない。同時に、古代の人間の活動によって地元の植生や水域が広範囲に破壊され、湖や川が消滅し、砂漠化が進みました。さまざまな要因の影響により、楼蘭の古代都市は最終的に黄砂の下に埋もれてしまいました。

楼蘭の古代都市はタリム盆地の端に位置し、海から遠く離れており、降雨量も少ない。

(画像出典: Google Earth のスクリーンショット)

砂漠化を防ぐ3つの秘訣

一度砂漠が形成されると、回復するのは困難です。同時に、砂漠は外側に拡大し、周囲のまだ砂漠化していない土地をどんどん飲み込んでいきます。古代都市楼蘭の消失は有名な例です。古代社会では、人々は砂漠化に対して無力でした。現代においても、砂漠化をいかに防ぐかは難しい問題です。

中国は世界で最も砂漠化が深刻な国の一つで、砂漠化した地域は国土面積の18％を占め、これはイラン全土よりも広い。かつて中国は広大な領土と豊富な資源を有していると言われましたが、その広大な領土の背後には多数の高原、山岳、砂漠地帯が広がっています。山を平らにすることはできず、砂漠にオアシスを復元することは困難ですが、少なくとも砂漠が拡大し続けることを許すことはできません。我々は守備戦を試み、その後反撃の機会を待たなければなりません。

（写真提供：veer）

伝統的な砂漠改造には主に3つの方法があり、簡単に言えば工学的方法、化学的方法、植物的方法である。

これら3つの方法のうち、最もわかりやすいのは、干ばつに強い植物を植え、適切な水の供給を行うことで砂漠化を遅らせるという「植物による方法」です。化学的な方法は、砂漠の表面に特殊な「接着剤」を吹き付けて砂を固定するというものです。

最も有名な工法は「麦わら格子砂防」で、四角い麦わらの壁を使って砂を固定し、砂の流れを防ぎます。遠くから見ると大きなワッフルのように見えます。この方法は、敦煌の有名な莫高窟の近くの砂を固定するために使用されています。専門家たちは麦わらを使って土を縛り、まるで大きな鳥の巣のように、両側が高く中央が低い1メートル四方の格子を作り、この素晴らしい世界遺産が砂漠に飲み込まれないようにしています。

芝生グリッド砂バリア

（写真提供：新華網）

一般的に言えば、砂漠化を防ぐには、流れやすい砂を固定して、砂が動き回らないようにし、肥沃な農地に害を与えないようにするというアイデアしかありません。

しかし、これらの方法にも独自の問題があります。たとえば、植物による方法は比較的高価であり、工学的および化学的方法では微気候を変更することはできません。さらに、これら 3 つの方法はいずれも砂の特性を変えませんでした。コストを削減し、砂をすぐに土のように一定の粘性と保水力を持つようにする方法はありますか?

接着剤を加えると石が金に変わります！

石を金に変えるという話は誰もが聞いたことがあると思いますが、それは何もせずに何かを得ようという希望的観測に過ぎません。しかし、砂漠化防止の科学的研究プロセスにおいては、夢を見ることを学ぶことで新たな科学的アイデアが生まれることがよくあります。

最善の防御は攻撃です。重慶交通大学の易志堅教授のチームは視点を変えた。砂を固定して砂漠に適応させるのではなく、砂の性質を変えて砂漠を活用するという観点から考えれば、驚くべき勝利を収めることができただろうか？

彼らは植物から接着剤を抽出し、それを砂に混ぜ、水を加えてかき混ぜました。このようにして、「ゆるい砂」は驚くべき変化を遂げました。つまり、水を蓄えることができ、濡れると土のように丸まり、乾くと固まるようになったのです。さらに重要なのは、2 つの状態を切り替えることができることです。

もちろん、実験は実験です。自然を変えたいなら、自然の中に入り込み、「打撃」を受け入れなければなりません。彼らはこの考えを、中国の砂漠地帯における「八大王」の一人であるウランバーフ砂漠に持ち込んだ。

ウラン・ブフ砂漠生態地域では、干ばつに強い植物が自然環境（人工灌漑なし）で生育し、遠くの砂漠とは対照的な生態学的障壁を形成しています。

(写真提供：重慶交通大学)

まず、実験場所に小さな変更を加えます。砂の上部 20 ～ 30 センチメートルに接着剤を混ぜてよくかき混ぜます。このように、土地は2層に分かれており、上部は水を保持できる砂漠土壌層であり、下部はまだ砂です。その後、この土地に植え付けを始めることができます。水分を含んだ砂漠の土壌層では、植物が生き残るのは当然のことながら比較的容易であり、また「固まる」ことができる砂は風に吹き飛ばされて流砂になることも容易ではない。

植物が成長するにつれて、その根は砂漠の土壌層とその下の砂を包み込むようになりました。時間が経つにつれて、腐った根や落ち葉の一部は、砂漠の土壌層をさらに固定するための道具になります。このサイクルにより、かつて砂漠化していた土地が復活しました。接着剤の割合を調整することで、浸透防止機能を備えた泥状の土壌を形成でき、砂漠でも水生植物を栽培できます。

植えられたヒマワリは風に揺れ、トウモロコシやサツマイモは職員の食事となり、ますます土らしくなった地下にはミミズやアリなどが、サクソールの木や草の中にはカエルが、さらには小キツネが歩き回っており、まるで人々が活気に満ちたウランバートルを見ているかのようでした。ただ今回は、それは蜃気楼ではなかった。

ウランバーフ砂漠土壌再生基地は緑豊かで生命力に満ちています。

(写真提供：重慶交通大学)

役に立たない砂漠を、野菜や果物を育てる土壌に変えることができます。これはまさに石を金に変えるという行為の現実版ではないでしょうか？

結論

楼蘭は砂漠の中に消えて久しく、何世代にもわたる科学者たちが砂漠化を抑制するために砂の海の端で研究に励んできた。 「易志堅ら」がもたらしたブラックテクノロジーは無敵ではない。コスト、大規模な適用、さまざまな環境への適応性など、まだ深く研究する必要がある問題が残っています。しかし、少なくとも彼らは警鐘を鳴らした。砂漠にオアシスを再現し、西域シルクロードを旅する商人の情景を再現するのもそう遠くないかもしれません。

参考文献:

1. 砂漠の「土壌化」：砂漠化に対するエコメカニカルな解決策[J]。 Zhijian Yi、Chaohua Zhao。エンジニアリング。 2016年2(3):270–273

2.砂漠の「土壌化」生態学的修復の理論と実践[J]。易志堅。重慶交通大学ジャーナル（自然科学）。 2016.11(35):27-32

3. 青海・チベット高原の隆起が中国の砂漠の形成と進化に与えた影響について[J]王岳、李仙、王建華、燕満村。乾燥地帯の研究。 1996.6（13）：20-24

4.植物砂固定技術の研究の進歩と展望[J]。張玉佳、張克海、方喬。グリーンテクノロジー。 2020.3: 123-127

5. 易志堅：砂の約束[J]郭玲。中国小康ネットワーク。 2022.3