Ako by staré mikróby mohli pomôcť zachrániť pobrežné mestá pred stúpajúcimi morami

Pin
Send
Share
Send

Udržanie pobrežných miest nažive v budúcnosti si môže vyžadovať spätný pohľad - veľmi ďaleko dozadu.

Vďaka antropogénnym zmenám klímy hladina morí stúpa v alarmujúcom klipe a hrozí, že v príliš vzdialenej budúcnosti hrozí zaplavenie ikonických metropol, ako sú New York, Bombaj a Šanghaj. Podľa experimentálneho filozofa Jonathona Keatsa však obyvatelia týchto a iných zraniteľných oblastí nemusia nevyhnutne utiecť z nadchádzajúcej povodne.

Keats sa domnieva, že ak sa inšpirovali prvými „mestami“, ktoré Zem kedy podporovala: vrstvené pahorky nazývané stromatolity, najstaršie z nich siahajú po 3,5 miliárd rokov, môžu sa chrániť útočiská na mieste.

Stromatolity zaznamenávajú denné snahy miliónov mikróbov, z ktorých mnohé sú fotosyntetickými cyanobaktériami. Kopce rastú, keď sa tieto malé stvorenia pohybujú nahor a von, aby zachytili slnečné lúče, pričom každá lepkavá vrstva biofilmu zachytáva sediment, ktorý spevňuje štruktúru.

Táto akcia sa zvyčajne odohráva v plytkej vode, najmä v prílivovom prostredí, ako sú pobrežia Žraločieho zálivu v západnej Austrálii, na jednom z mála miest, kde sa stromatolity stále rozvíjajú. (Stromatolity sú oveľa častejšie v fosílnych záznamoch.)

Umelec a experimentálny filozof Jonathon Keats. (Obrázkový kredit: Jen Dessinger)

Tento biotop začne napadať veľa veľkých miest po celom svete, ak zmena klímy pokračuje na svojom súčasnom kurze (čo sa zdá byť pravdepodobné, vzhľadom na doteraz nečinnosť ľudstva, hovoria vedci). A stromatolity vykazujú adaptabilitu a obdivuhodného komunitného ducha: Ako mohyla rastie, vrstvy, v ktorých sa nachádzali aktívni slnečníci, sa dostávajú do vnútra, čím sa menia na štrukturálne podporné úlohy.

Takže Keats verí, že stromatolity majú čo ponúknuť moderným urbanistom. A snaží sa to priblížiť svojej novej iniciatíve Primordial Cities Initiative, interdisciplinárnemu umeleckému projektu, ktorý čerpá z odborných znalostí výskumných pracovníkov Fraunhoferovho inštitútu fyziky budov (IBP) v Nemecku.

Za posledný rok Keats a jeho kolegovia vymysleli nové návrhy mrakodrapov, ktoré umožňujú obyvateľom stavať nahor, vrstvu po vrstve, aby zostali nad stúpajúcimi vodami. Vypracovali tiež predbežný energetický plán pre tieto budovy, ktorý by sa vo veľkej miere spoliehal na prílivové generátory a gravitačné batérie - obnoviteľné zdroje energie, ktoré do vzduchu nevypúšťajú skleníkové plyny.

„Vykonali sme počítačové simulácie na analýzu tepelných účinkov silných záplav v okresoch Šanghaj, Manhattan a Hamburg,“ uviedol vo vyhlásení Gunnar Grün, zástupca riaditeľa IBP Fraunhofer.

„V každom prípade sme použili klimatické modely, ktoré predpokladajú stúpanie hladiny mora a sezónne teploty v rokoch 2100 a 2300,“ dodal Grün. „Aj keď sa tieto tri mestá v mnohých ohľadoch líšia, všetky boli značne miernejšie - pre ľudí pohostinnejšie - vďaka tepelnej zotrvačnosti a chladiacemu potenciálu vody odparovaním.“ (Voda má vysokú „tepelnú zotrvačnosť“, čo znamená, že zahriatie alebo ochladenie trvá relatívne dlho.)

Vedci IBP tiež uskutočnili rôzne experimenty. Napríklad ponorili drevené a betónové modely do vody a kúpali ich žiarením v laboratóriu umelého slnečného žiarenia ústavu a potom zmerali rýchlosť chladenia odparovaním a ďalšie premenné.

Obrázok 1 z 5

Jonathon Keats a jeho kolegovia postavili modelové budovy z rôznych materiálov, ktoré boli podrobené mnohým testom na Fraunhoferovom inštitúte fyziky budov v Nemecku. (Obrázkový kredit: Fraunhofer IBP)
Obrázok 2 z 5

Vedci zmerali okrem iného premenné chladiaceho potenciálu modelu „prapôvodných miest“. (Snímka: Anne Freitag Photography)
Obrázok 3 z 5

Umelec a experimentálny filozof Jonathon Keats. (Obrázkový kredit: Jen Dessinger)
Obrázok 4 z 5

Niektoré z modelových budov Primordial Cities a ďalšie materiály sú vystavené v galérii umenia v Berlíne STATE Studio do 29. februára (obrázok: Anne Freitag Photography)
Obrázok 5 z 5

Podľa experimentálneho filozofa Jonathona Keatsa mohli byť podľa vzoru experimentálneho filozofa Jonathona Keatsa vzorom toho, ako pobrežné mestá prežívajú prímorské mestá v tomto období rýchlych klimatických zmien. (Snímka: David Holt (mrakodrap) a Didier Descouens (stromatolit), Jonathon Keats (ilustračný))

„Z týchto testov sme boli schopní získať prvotné informácie o rade potenciálnych stavebných materiálov,“ uviedol Grün. „Boli sme schopní zistiť pozitívne účinky na betón s vysokým odvodom a ošetrené drevo, ako aj na strechy a fasády pokryté vegetáciou.“

Keats použil tieto a ďalšie údaje na zostavenie archetypov malého mrakodrapu.

„Drevené sú pre mňa obzvlášť zaujímavé, pretože stavebné materiály sa môžu pestovať na streche a voľne rovnobežne prispôsobovať stromatolity pestovaním,“ uviedol Keats v tom istom vyhlásení. „Tieto mrakodrapy sú krížom medzi Empire State Building a Abrahamom Lincolnom.“

Stromatolity sú tiež príkladmi účinnosti, pričom každá ďalšia vrstva prepadá to, čo jej predchodcovia zanechali. Živá veda sa opýtala Keasa, či si predstavil, že jeho prapôvodné mestá budú strieľať na niečo podobné - povedzme tým, že postavia každé nové poschodie mrakodrapu z kostí mŕtvych.

„Nie som proti tomu,“ povedal Keats spoločnosti Live Science. „Ale bolo by to veľmi pomalé.“

Malé budovy Keasu spolu s výsledkami experimentov Fraunhofer IBP a podrobnosťami o pláne energetického manažmentu sú v súčasnosti vystavené v umeleckej galérii STATE v Berlíne. Výstava prechádza 29. februára.

Ak seriál vytvorí dostatočne nadšenú reakciu, Keats by chcel túto myšlienku posunúť na ďalšiu úroveň: skúšku v teréne vo veľkom meste, napríklad v New Yorku. Test by mal v ideálnom prípade zahŕňať modifikáciu viacerých budov a trvať najmenej desať rokov.

Dlhá poľná skúška by pomohla zistiť možné chyby v systéme praveku. Napríklad, ktorý návrh prílivového generátora by sa ukázal ako najúčinnejší v zaplavenom meste? A mali by byť femury základnou stavebnou kostou, ak plánovači skutočne idú touto cestou? Alebo by pridali hodnotu aj iné menšie kosti?

Táto nová perspektíva dizajnu má, samozrejme, určité úskalia. Napríklad plán by mohol stratifikovať spoločnosť ešte dramatickejšie (a doslova doslovne) na úkryty a nemajetnosti, pričom bohatí, možno až na rohu trhu s nehnuteľnosťami na prežitie v pobrežných oblastiach.

„Existuje veľa dôvodov, prečo by to mohol byť veľmi zlý nápad,“ povedal Keats spoločnosti Live Science. „Preto je dôležité začať s prototypovaním už teraz.“

Keats dúfa, že iniciatíva primordial Cities Initiative pripraví cestu pre nový študijný odbor, ktorý nazýva paleobiomimicry. Biomimikry je už vec; Inžinieri založili dizajn mnohých výrobkov na plodoch evolučnej práce prírody. (Napríklad suchý zips bol inšpirovaný lepkavými hrotmi bodliakov.) Ale paleobiomimikry sa pozerá do ďalekej minulosti a zaujíma širší pohľad, poskytuje informácie o inštalácii a poznatky z celých ekologických systémov.

Keats chce, aby ľudstvo riešilo hlavnú príčinu klimatických zmien: prenikavé čerpanie oxidu uhličitého a iných skleníkových plynov do atmosféry. Na rozdiel od niektorých puristov si však myslí, že stojí za to pokračovať v zmierňovaní najhorších účinkov globálneho otepľovania, ako ukazuje jeho nový projekt.

„Revolúcie bývajú krvavé a nie dobre premyslené,“ povedal Keats. "Musíme myslieť. A myslieť, potrebujeme čas."

Pin
Send
Share
Send