Recently, French scientists have discovered that wildlife can withstand the destructive force of earthquakes much more effectively than the human race. She has a reliable protection from this natural disaster — mangrove forests. These communities, dying off, form interesting underground pillows capable of extinguishing the most powerful vibrations of the earth’s firmament.
Недавно французские ученые обнаружили, что живая природа может куда более эффективно, нежели род людской, противостоять разрушительной силе землетрясений. У нее есть надежная защита от этого стихийного бедствия — мангровые леса. Эти сообщества, отмирая, формируют интересные подземные подушки, способные гасить самые мощные колебания земной тверди.
Let me remind you that mangroves or forests are natural communities that develop on periodically flooded areas of sea coasts and estuaries, protected from surf and storms by coral reefs or coastal islands. These communities may be dominated by woody vegetation (and then they are called forests) or shrubs (then they talk about mangrove swamps). The «pioneers» of this ecosystem are plants that settle in places protected from wave energy, where fine sedimentary deposits accumulate, often with a high content of organic matter. This is exactly what plants need — after all, marine organic matter, as you know, is an excellent fertilizer.
Напомню, что мангровыми зарослями или лесами называют природные сообщества, развивающиеся на периодически затопляемых участках морских побережий и устьев рек, защищенных от прибоя и штормов коралловыми рифами или прибрежными островами. В этих сообществах может доминировать древесная растительность (и тогда их называют лесами) или кустарники (тогда говорят о мангровых болотах). «Пионерами» данной экосистемы являются растения, поселяющиеся в местах, защищённых от энергии волн, где скапливаются мелкодисперсные осадочные отложения, часто с высоким содержанием органики. Именно это растениям и надо — ведь морская органика, как известно — отличное удобрение.
All mangroves are concentrated in the tidal zone, so twice a day they are flooded by sea water (which sometimes reaches almost to the tops of trees). However, at low tide it goes away, exposing the bizarre roots of trees and shrubs. These roots are a kind of stilts that help the plant to gain a foothold in muddy sediments and not fall under the blows of waves. And some of them have negative geotropism (that is, they do not grow down, but up), and their plants are used for breathing — just like divers tubes.
Все мангровые заросли сосредоточены в приливно-отливной зоне, поэтому два раза в сутки их затопляет морская вода (которая иногда доходит почти до верхушек деревьев). Однако во время отлива она уходит, обнажая причудливые корни деревьев и кустарников. Эти корни являются своеобразными ходулями, которые помогают растению закрепиться в илистых осадках и не упасть под ударами волн. А некоторые из них обладают отрицательным геотропизмом (то есть растут не вниз, а вверх), и их растения используют для дыхания — точь-в-точь, как водолазы трубочки.
Among these bizarre and diverse roots, a variety of animals swarm. And you just won’t meet anyone here: crabs, shellfish, and fish that walk along the bottom on their fins more than swimming, and even crocodiles. The crowns of trees also amaze with the abundance and diversity of the population — birds, lizards, snakes, monkeys and many other arboreal animals. No wonder mangroves are considered one of the most diverse biocenoses on our planet (second only to coral reefs and tropical rainforests in the number of species).
Среди этих причудливых и разнообразных корней кишмя кишат разнообразные животные. И кого тут только не встретишь: и крабы, и моллюски, и рыбы, больше ходящие по дну на своих плавниках, нежели плавающие, и даже крокодилы. Кроны деревьев также поражают обилием и разнообразием населения — птицы, ящерицы, змеи, обезьяны и многие другие древесные животные. Недаром мангровые заросли считаются одним из самых разнообразных биоценозов на нашей планете (уступая лишь коралловым рифам и влажным тропическим лесам в количестве видов).
But the floral composition of mangrove forests is relatively monotonous. The most common plants are those belonging to the genera Rhizophora, Bruguiera, Avicennia, Sonneratia. And often all the trees of the thickets belong to one or two species. Sometimes the upper tier of mangrove forests is formed by palm trees, for example, Nypa fruticans in the eastern tropics, Manicaria succifera in the northeastern part of South America, or individual species of the genus Pandanus — on the west coast of Africa, Asia and Oceania. And only in Indonesia there are multi-species mangrove communities.
А вот флористический состав мангровых лесов относительно однообразен. Наиболее часто встречаются растения, принадлежащие к родам Rhizophora, Bruguiera, Avicennia, Sonneratia. Причем часто все деревья зарослей принадлежат к одному-двум видам. Иногда верхний ярус мангровых лесов бывает образован пальмами, например, Nypa fruticans в восточных тропиках, Manicaria succifera в северо-восточной части Южной Америки, или отдельных видов рода Pandanus — на западном побережье Африки, в Азии и Океании. И только в Индонезии имеются многовидовые мангровые сообщества.
All plants growing in this amazing ecosystem are distinguished by their amazing ability to exist and develop in a salty environment on soils deprived of oxygen access. In addition, since the soil beneath them is poor in nutrients, they have adapted, by changing their roots, to receive many gaseous substances (such as nitrogen compounds) directly from the atmosphere, and some metal salts they need directly from seawater.
Все растения, произрастающие в этой удивительной экосистеме, отличаются удивительной способностью существовать и развиваться в солёной среде на почвах, лишённых доступа кислорода. Кроме того, поскольку почва под ними бедна питательными веществами, они приспособились, изменив свои корни, получать многие газообразные вещества (вроде соединений азота) непосредственно из атмосферы, а некоторые необходимые им соли металлов — прямо из морской воды.
In an interesting way, mangrove plants ensure the continuation of their kind — their seeds are able to germinate without separating from the tree yet. After germination, a small seedling grows for some time either inside the fruit or through the fruit to the outside. When, in the end, this real «bioorangery» gets into the water, then such a tiny tree can float on the waves for a long time, and in this situation the seedling seems to hibernate and comes out of it only when it is nailed to a place favorable for rooting.
Интересным способом мангровые растения обеспечивают продолжение своего рода — их семена способны прорастать, ещё не отделившись от дерева. После прорастания маленький саженец какое-то время растёт либо внутри плода, либо через плод наружу. Когда, в конце концов, эта настоящая «биооранжерея» попадает в воду, то такое крохотное деревце может долго плавать по волнам, причем в этой ситуации проросток как бы впадает в спячку и выходит из нее только тогда, когда его прибивает в благоприятное для укоренения место.
Mangroves are distributed mainly in the humid tropics — on the coasts of East Africa, South Asia, Australia and Oceania. However, sometimes they are found in the subtropical zone: in the Red Sea (Gulf of Aqaba) and in southern Japan, as well as in the temperate zone (southern New Zealand). By the way, mangroves growing there can even tolerate short frosts. However, in most cases, they need a frost-free climate.
Распространены мангры преимущественно во влажных тропиках — на побережьях Восточной Африки, Южной Азии, Австралии и Океании. Впрочем, иногда они встречаются и в субтропической зоне: в Красном море (залив Акаба) и на юге Японии, а также и в умеренной (юг Новой Зеландии). Кстати, растущие там мангры могут даже переносить недолгие заморозки. Однако в большинстве случаев для них необходим безморозный климат.
Scientists have long found out that mangroves play a significant role in the so-called retention of the coastline or, as geologists say, in preventing coastal erosion. Of course, because the powerful root system of mangrove plants is quite effective at extinguishing wave energy. The same root system also prevents the erosion of the shores, since, when tidal waters pass through the root system, the latter plays the role of a sieve that filters out various soil particles. And when the water goes back at low tide, the roots slow down its movement and it cannot carry the delivered soil back to the ocean. It turns out that the mangroves are constantly completing the shore on which they grow.
Ученые давно уже выяснили, что мангровые заросли играют значительную роль в так называемом удерживании береговой линии или, как говорят геологи, в предотвращении эрозии берегов. Еще бы, ведь мощная корневая система мангровых растений довольно эффективна при погашении энергии волн. Та же корневая система также препятствует размыванию берегов, поскольку, при прохождении приливных вод через корневую систему последняя играет роль сита, отцеживающего различные частицы грунта. А когда при отливе вода уходит обратно, то корни замедляют ее движение и она не может унести доставленный грунт обратно в океан. Получается, что мангры как бы постоянно достраивают тот берег, на котором растут.
Recently, scientists have discovered that mangrove forests can also cope very effectively with the effects of earthquakes. They resist soil liquefaction — one of the main dangers associated with this natural disaster. This phenomenon comes from the fact that as a result of vibrations that occur during an earthquake, large areas of the surface lose their mechanical strength and behave like a liquid. That is why, often when the earth is shaken, and even after it, large houses, roads and other large objects simply «sink» into the ground, which was just solid, but suddenly turned into «porridge». In particular, such a phenomenon further intensified the destruction caused by the seismic wave during the earthquake in Japan on March 11, 2011.
Недавно же ученые обнаружили, что мангровые леса могут также весьма эффективно справляться с последствиями землетрясений. Они противостоят разжижению почв — одной из основных опасностей, связанных с этим стихийным бедствием. Это явление происходит от того, что в результате вибраций, возникающих при землетрясении, большие участки поверхности теряют свою механическую прочность и ведут себя как жидкость. Потому-то часто при сотрясении земли, и даже после него большие дома, дороги и другие крупные объекты просто «тонут» в земле, которая только что была твердой, но вдруг превратилась в «кашу». В частности, подобное явление еще больше усилило разрушения, вызванные сейсмической волной при землетрясении в Японии 11 марта 2011 года.
Geologist Philippe Hugo from Fourier University in Grenoble (France) and his colleagues, studying the soils of mangroves and the underlying rocks on the island of Guadeloupe, encountered an unexpected effect. They placed accelerometers in different places in the Belle Plain area, where a small earthquake was taking place at that time, and began to collect data on tremors. They were interested in one nuance — in the place where the mangrove forests were located, the tremors were felt much weaker than in the surrounding area. Scientists have suggested that this is clearly not for nothing.
Геолог Филипп Гюго из университета Фурье в Гренобле (Франция) и его коллеги, исследуя почвы мангровых зарослей и подстилающие их породы на острове Гваделупа, столкнулись с неожиданным эффектом. Они разместили акселерометры в разных местах района Бель плейн, где в то время происходило небольшое землетрясение, и стали собирать данные о подземных толчках. Их заинтересовал один нюанс — в том месте, где были расположены мангровые леса, подземные толчки ощущались значительно слабее, чем в окрестностях. Ученые предположили, что это явно неспроста.
In order to solve this mystery, scientists drilled several wells in Bellepein. And then it turned out that the tremors were felt most weakly in those places where sedimentary rocks were found, which were nothing more than multimeter fossilized (absorbed calcium salts) remains of millions of prehistoric mangrove plants. It turns out that even after death, these trees continued to protect their beloved shore from destruction, forming a kind of «stone pillow», which just extinguished the tremors. She managed to do this because there were air cavities inside this formation, thanks to which the entire structure acquired elasticity and flexibility.
Для того, чтобы разгадать эту загадку, ученые пробурили в Беллепейне несколько скважин. И тут выяснилось, что наиболее слабо толчки ощущались в тех местах, где были обнаружены осадочные породы, представлявшие собой не что иное, как многометровые окаменевшие (впитавшие соли кальция) останки миллионов доисторических мангровых растений. Получается, что даже после смерти эти деревья продолжали защищать свой любимый берег от разрушения, образовав своеобразную «каменную подушку», которая как раз и гасила толчки. Ей удавалось это сделать потому, что внутри данного образования были воздушные полости, благодаря которым вся структура приобретала эластичность и гибкость.
«The flexible mangrove layer reduces deformation and stress in the upper sandy layer and, consequently, reduces the potential of soil liquefaction in this area,» Dr. Hugo commented on the results of the research. He also noted that apparently these deposits have protected this place for many hundreds of thousands of years. Scientists made this conclusion after carefully studying the coast, which, being in a very seismically active place, nevertheless, practically did not detect traces of past earthquakes. At the same time, they were quite noticeable in the vicinity.
«Гибкий мангровый слой уменьшает деформацию и напряжение в верхнем песчаном слое и, следовательно, снижает потенциал разжижения почв в этой местности» — так прокомментировал результаты исследований доктор Гюго. Он также отметил, что видимо, эти отложения защищали данное место в течение многих сотен тысяч лет. Этот вывод ученые сделали после того, как внимательно изучили берег, который, находясь в весьма сейсмоактивном месте, тем не менее, практически не обнаруживал следов былых землетрясений. В тоже время в окрестностях они были достаточно хорошо заметны.
So, those who live in areas of mangrove forests can not be afraid of soil liquefaction during earthquakes. And what should those who live far away from them do? Dr. Hugo believes that engineers should study the structure of the stone mangrove «cushion» and on its basis create a structure that could be placed underground in settlements of earthquake-prone zones. That is, a person, apparently, should once again learn from nature.
Итак, те, кто живут в районах произрастания мангровых лесов, могут не опасаться разжижения почвы при землетрясениях. А что же делать тем, кто обитает вдали от них. Доктор Гюго считает, что инженерам следует изучить структуру каменной мангровой «подушки» и на ее основе создать конструкцию, которую можно было бы подкладывать под землю в населенных пунктах сейсмоопасных зон. То есть, человеку, видимо, следует еще раз поучиться у природы.
Information and photos are borrowed from the Internet and provided to broaden your horizons.
Информация и фотографии позаимствованы в Интернете и предоставлены для расширения кругозора.
