A földkéreg legfelső, laza és termékeny rétege szerves és ásványi anyagok, valamint élő és élettelen komponensek keverékéből áll össze. A talaj a növények és a gombák növekedéséhez szükséges közeg, emellett állati élelemforrás, illetve a szárazföldi fauna mintegy 40%-a menedékként is használja életciklusának valamely szakaszában - olvasható a Qubit oldalán. A világ mezőgazdasága a természetes állapotukban rendkívül összetett funkciójú, gazdag biodiverzitású ökoszisztémákra épült fel, és bár egészen a közelmúltig úgy tűnt, hogy a talaj mint megújuló természeti erőforrás kimeríthetetlen, csakhogy az elmúlt évek kutatásai egyértelművé tették: a talajökoszisztémák nagyon is sérülékenyek.

Az ENSZ élelmezésügyi és mezőgazdasági szervezete, a FAO 2020-ban publikálta azt a nemzetközi talajökológiai jelentést, amely szerint egyre égetőbb a felszín alatti biológiai rendszerek védelme. A több mint 600 oldalas dokumentum a talajéletet jelentősen és visszafordíthatatlanul károsító emberi tevékenységek közé sorolja a túlhasználó művelés miatti fizikai károsodást, a talajtömörödést (soil comapaction). Az egymás alatti és feletti ökológiai szintek közötti tömör zárórétegek ugyan áradások, tartós vízborítások vagy durva felhőszakadások következtében is kialakulhatnak, de az iparszerű mezőgazdasági művelés elterjedésével globális léptékűvé vált a talaj tömegéből adódó, káros mértékű ülepedés.

Az agrártudományi konszenzus szerint a gépesített műveléssel a negatív változások sokkal intenzívebben, és a talaj felső rétegeiben is lezajlanak, a magyar szakirodalom szerint "a tömörödés oka a szántást, vetést bonyolító traktor, a betakarítást végző kombájn talajra gyakorolt ismételt nyomása. Egy 4 tonnás tengelyterhelésű gép minimum 30 centiméterig, egy 10 tonnás minimum 50 centiméterig tömöríti a talajt".

Az elmúlt fél évszázadban a szántóföldi munkagépeket a hatékonyság és a munkaerő-optimalizálás jegyében egyre nagyobbra és nagyobbra tervezték, a mai munkagépek tömege sokszor tízszerese az 1960-as években rendszeresített masinákénak. Míg akkor a 3 tonnás kombájn már óriásinak számított, manapság 30 tonnánál is nehezebb gigászok végzik az aratást, fél évszázada a szántókat alig másfél tonnás traktorok művelték, mostanra legfeljebb a hobbikertészeknek szánt modellek vannak a 10 tonna össztömeg alatt.

A korábban csak a felszín alatti 50 centiméterig terjedő kultivációs tömörödés a gyökérszint alatti mélyebb rétegeket is érinti. Az ennek hatására megváltozó hidrológiai és talajélettani folyamatok pedig akár 20%-kal is csökkenthetik az adott percellán elérhető maximális terméshozamokat - állítják a rangos PNAS folyóiratban május 16-án megjelent tanulmány szerzői. A Science folyóiratban megjelent cikk szerint a svéd Thomas Keller és az izraeli Dani Or a témában 1958 óta publikált nemzetközi vizsgálatok eredményei alapján a piacon kapható nehézgépek talajra gyakorolt hatását modellezték. A művelési módok és a gépesítettségi adatok ismeretében azt is feltérképezték, hogy melyek a világ leginkább veszélyeztetettebb agrárvidékei. Nem meglepő, hogy a globális éléskamraként számon tartott - észak- és dél-amerikai, eurázsiai és ausztráliai - területek bizonyultak a legsérülékenyebbnek. Az agrártudományi definíció szerint egy talaj akkor tömörödött, "ha a termőrétegben a térfogattömeg értéke meghaladja az 1,5 grammot köbcentiméterenként, illetve ha a talajellenállás nagyobb, mint 3 megapascal, vagyis a víz csak ekkora nyomással tud áthatolni a rétegek között".

Keller és Or egy szokatlan, de annál szemléletesebb analógiával azt is kiszámolta, hogy a Földön valaha élt legnagyobb testtömegű élőlények miféle hatással lehettek a talajökoszisztémákra. A kutatók szerint a gigászi méretű növényevő sauropodák némelyik faja akár 100 tonnásra is nőhetett, így a talajra gyakorolt hatásuk vetekedett a mai gépekével.  A kutatók gondolatkísérlete szerint ezek a táplálékforrásról táplálékforrásra csoportosan vándorló gigászi állatok csak úgy lehettek képesek elkerülni a gyors és súlyos ökológia degradációt, hogy nemzedékeken át ugyanazokat az útvonalakon haladtak, különben rövid idő alatt terméketlenné tömörítették volna élőhelyeik talaját. Bár az is lehet, hogy részben az alattuk lévő környezetre kifejtett súlyos hatásuk is hozzájárult a 66 millió évvel ezelőtti kihalásukhoz. Ehhez szerintük érdemes volna talajtani vizsgálatokat, rekonstrukciókat is folytatniuk a paleontológusoknak. Keller és Or mindenesetre azt javasolja a mezőgazdasági gépek tervezőinek, hogy akár a dinók példáján okulva, érdemes volna valahogy radikálisan csökkenteni vagy legalább elosztani a talajokra nehezedő emberi nyomást.