دانشمندان ممعتقدند: میکروبی که خاک را به سنگ مبدل می‌کند ممکن است قادر باشد باعث استحکام زمین زیر ساختمان‌ها شده و در طی زمین لرزه، امنیت بیش‌تری فراهم نماید. به‌گزارش خبرگزاری استرالیا (Australian Broadcasting Corporation's Gateway to Science)، آزمایش‌های جدید انجام شده بر روی «باکتری باسیلوس پاستوری» (Bacillus Pasteurii) موجود در خاک تَر نشان داد که آنان – با تبدیل ذرات خاک به «کربنات کلسیم» - ترکیب شیمیایی مواد تشکیل‌دهنده‌ی سیمان را تغییر داده‌اند. بدین‌ترتیب دانشمندان می‌گویند این امر باعث می‌شود ترکیب زمین بیش‌تر به ماسه‌سنگ نزدیک شود. یکی از کاربردهای این روش ممکن است برای بهبود زمین موجود در سطوح پایین زیر ساختمان‌ها باشد به‌خصوص در نواحی شهری با خاک‌های رسوبی نرم که به خاک‌های مرده‌ی «مبدل شده به مایع» متمایل هستند. «مبدل شدن به مایع» (Liquefaction) عبارت است از فرایند تبدیل برخی از ذرات جامد در طی زمین لرزه به مایع. پروفسور «جیسون دیجانگ» (Jason DeJong) استادیار مهندسی دانشگاه کالیفورنیا (California) در شهر «دیویس» (Davis) میگوید: مکان‌های زیادی وجود دارد که مردم بعد از ساختمان‌سازی از خطر زلزله در آن مناطق آگاه می‌شوند». در منطقه‌ی «سانفرانسیسکو بِی» (San Francisco Bay) واقع در غرب کالیفورنیا، مناطقی وجود دارد که زمین آن به ناپایداری شهرت دارد. در این مناطق، شهرهایی تا کنار آب توسعه یافته‌اند که از مصالح ناپایدار ساخته شده‌اند. این خاک‌های اشباع شده در برابر فرایند «مبدل شدن به مایع» (Liquefaction) آسیب‌پذیر هستند. پروفسور «دیجانگ» (DeJong) می‌افزاید: نواحی دیگری نیز از چنین فرایندی آسیب می‌بینند. زمین‌لرزه‌هایی بزرگ اما نادر نیز در نواحی‌ای از جهان (از جمله: سواحل شرقی امریکا و مناطق وسیع کشاورزی مرکزی شمال امریکا از ایالت اوهایو تا رشته‌کوه‌های راکی) اتفاق می‌افتد. برای محققان این سؤال مطرح است که آیا استفاده از ذرات میکروسکوپی (Bugs) می‌تواند جوابگو باشد؟ برای جوابگویی به این موضوع که آیا باکتری‌ها می‌توانند واقعاً کمک کنند، پروفسور «جیسون دیجانگ» (Jason DeJong) و همکاران دانشگاهی‌اش بر روی ماسه‌ی استریل شده و باکتری در 200 لیتر ظرف استوانه‌ای شکل آزمایش کردند. محققان سطوح اکسیژن و مواد تغذیه‌کننده (Nutrients) هم‌چنین سایر متغیرهای درون ظروف استوانه‌ای را برای اندازه‌گیری کنترل و بررسی کردند تا تعیین کنند چه چیزی باعث می‌شود باکتری‌ها زمین را سفت کنند. علت این‌که آنان چنین گونه‌های ویژه‌ی باکتری‌ها را انتخاب کردند آن بود که به‌واسطه‌ی واکنش‌های عظیمی بود که به‌طور طبیعی در خاک‌ها اتفاق می‌افتد. «باکتری باسیلوس پاستوری» (Bacillus Pasteurii) قبلاً به‌ویژه برای قلیایی کردن بیش‌تر آب موجود در خاک‌ها به‌کار می‌رفت. باکتری‌ها «کلسیم» و «کربنات» حل شده در آب را وادار می‌کنند با یکدیگر ترکیب شده و بلورهای «کربنات کلسیم» - همان سیمان طبیعی که ماسه سنگ را به یکدیگر ملحق می‌کند – هم‌چنین «بتن» تشکیل دهند؛ این بلورهای «کربنات کلسیم» شکاف‌های بین دانه‌های ماسه را کاملاً پُر کرده آنان را به یکدیگر قفل می‌نماید. اگرچه این روش تنها در آزمایشگاه ثابت شده است «جیسون دیجانگ» (Jason DeJong) و همکاران دانشگاهی‌اش راهکارهای بسیاری برای استفاده از آن در دنیای واقعی دارند. محققان می‌گویند: علاوه بر استحکام زمین زیر ساختمان‌ها، این روش می‌تواند برای تقویت خاکریزها و دیواره‌ها هم‌چنین تونل‌ها به‌کار رود. «جیسون دیجانگ» (Jason DeJong) - که مقاله‌ی وی و همکاران دانشگاهی‌اش در زمینه‌ی فعالیت‌های آزمایشگاهی بر روی این تحقیق در مجله‌ی «مقاله‌های پژوهشی ژئوفیزیک» (Geophysical Research Letters) منتشر شده است – میگوید: همکاران دانشگاهی‌ام در علوم طبیعی راهکارهای معدود دیگری ارائه داده‌اند». راهکار آنان شامل استفاده از میکروب‌ها برای ایجاد موانع غیرقابل نفوذ در خاک برای کنترل گسترش همه‌ی انواع مواد نفوذکننده (Contaminants) بدون حفاری و استفاده از مصالح ساختمانی گران‌قیمت است.
پروفسور «کارلوس سانتامارینا» (Carlos Santamarina) از «انستیتو تکنولوژی جورجیا» (Georgia Institute of Technology) در «آتلانتا» (Atlanta) میگوید: استفاده از باکتری‌ها برای مهندسی خاک در راستای دیگر پیشرفت‌ها در مهندسی محسوب می‌شود.
«سانتامارینا» (Santamarina) از روش‌های بحث در زمینه‌ی خاک میگوید: «اگر به قرن بیستم برگردید مشاهده می‌کنید این بحث‌ها با مهندسی مکانیک شروع شد و سپس با مهندسی شیمی ادامه یافت. هر چه به پایان قرن بیستم نزدیک می‌شدیم بحث در زمینه‌ی «علوم زیستی» (Bioscience) نیز نقش مهمی ایفا کرد». «سانتامارینا» (Santamarina) میگوید: با تمام این مباحث انجام شده، از نظر ما تنها این روش قابل قبول است. حدود هزار تریلیون میکروب در یک‌متر مکعب خاک وجود دارد. اگر بتوانید بدین ترتیب که اگر بتوانید غذای میکروب‌ها را تأمین کنید آنان می‌توانند مفید عمل نمایند». |