Jak starověké mikroby mohly pomoci zachránit pobřežní města před vzestupem moří

Pin
Send
Share
Send

Udržování pobřežních měst naživu v budoucnu může vyžadovat ohlédnutí - velmi daleko zpět.

Díky antropogenní změně klimatu stoupá hladina moře v alarmujícím klipu a hrozí, že v nepříliš vzdálené budoucnosti hrozí zaplavení ikonických metropolí, jako je New York, Mumbai a Šanghaj. Podle experimentálního filozofa Jonathona Keatse však obyvatelé těchto a dalších zranitelných oblastí nemusí nutně uprchnout nadcházející povodeň.

Pobřežní obyvatelé by se mohli ukrýt na místě, Keats se domnívá, že pokud čerpají inspiraci z prvních „měst“, která kdy Země podporovala: vrstvené mohyly nazývané stromatolity, z nichž nejstarší z nich pocházejí 3,5 miliardy let.

Stromatolity zaznamenávají každodenní snahu milionů mikrobů, z nichž mnohé jsou fotosyntetickými cyanobakteriemi. Kopce rostou, jak se tito malí tvorové pohybují nahoru a ven, aby zachytili sluneční paprsky života, každá lepkavá vrstva biofilmu zachycující sediment, který zpevňuje strukturu.

Tato akce se obvykle odehrává v mělké vodě, zejména v přílivových prostředích, jako jsou pobřeží Shark Bay v západní Austrálii, jedno z mála míst, kde stromatolity stále vzkvétají. (Stromatolity jsou mnohem častější v fosilních záznamech.)

Umělec a experimentální filozof Jonathon Keats. (Obrazový kredit: Jen Dessinger)

Toto prostředí začne brzy napadnout mnoho velkých měst po celém světě, pokud změna klimatu pokračuje na svém současném kurzu (což se zdá pravděpodobné, vzhledem k dosud nečinnosti lidstva, říkají vědci). A stromatolity vykazují přizpůsobivost a obdivuhodného komunitního ducha: Jak mohyla roste, vrstvy, které obsahovaly aktivní sluneční paprsky, se dostávají do vnitřku a přecházejí do role strukturální podpory.

Keats se tedy domnívá, že stromatolity mají co nabídnout moderním urbanistům. A má v úmyslu tento bod překonat svou novou iniciativou Primordial Cities Initiative, interdisciplinárním uměleckým projektem, který čerpá z odborných znalostí výzkumných pracovníků Fraunhoferova institutu pro fyziku budov (IBP) v Německu.

Během uplynulého roku Keats a jeho kolegové vymysleli nové návrhy mrakodrapů, které umožňují obyvatelům stavět vzhůru, vrstvu po vrstvě, aby zůstali nad stoupající vodou. Vypracovali také předběžný energetický plán pro tyto budovy, který by se do značné míry spoléhal na přílivové generátory a gravitační baterie - obnovitelné zdroje energie, které do vzduchu nevypouštějí skleníkové plyny.

"Provedli jsme počítačové simulace, abychom analyzovali tepelné účinky silných záplav v okresech Šanghaj, Manhattan a Hamburk," uvedl Gunnar Grün, náměstek ředitele IBP Fraunhofer.

"V každém případě jsme použili klimatické modely, které předpokládaly stoupání hladiny moře a sezónní teploty v letech 2100 a 2300," dodal Grün. "Ačkoliv se tato tři města liší mnoha způsoby, všechna byla značně mírnější - pohostinnější pro lidi - díky tepelné setrvačnosti a odpařovacímu chladícímu potenciálu vody." (Voda má vysokou „tepelnou setrvačnost“, což znamená, že zahřátí nebo ochlazení trvá relativně dlouhou dobu.)

Vědci IBP také provedli řadu experimentů. Například ponořili dřevěné a betonové modely do vody a koupali je zářením v laboratoři umělého slunečního záření ústavu a poté změřili rychlost chlazení odpařováním a další proměnné.

Obrázek 1 z 5

Jonathon Keats a jeho kolegové postavili modelové budovy z různých materiálů, které byly podrobeny řadě testů na Fraunhoferově institutu stavební fyziky v Německu. (Obrazový kredit: Fraunhofer IBP)
Obrázek 2 z 5

Vědci měřili mezi jinými proměnnými také potenciál odpařování-chlazení modelu „prapůvodní města“. (Obrazový kredit: Anne Freitag Photography)
Obrázek 3 z 5

Umělec a experimentální filozof Jonathon Keats. (Obrazový kredit: Jen Dessinger)
Obrázek 4 z 5

Některé z modelových budov prapůvodních měst a další materiály jsou vystaveny v berlínské umělecké galerii STATE Studio do 29. února (obrázek: Anne Freitag Photography)
Obrázek 5 z 5

Podle experimentálního filosofa Jonathona Keatsa mohou být modelem toho, jak pobřežní města přežívají stoupající moře v této éře rychlé změny klimatu, starověké mikrobiální mohyly zvané stromatolity. (Obrazový kredit: David Holt (mrakodrap) a Didier Descouens (stromatolite), Jonathon Keats (ilustrace))

"Z těchto testů jsme byli schopni získat počáteční pohled na řadu potenciálních stavebních materiálů," řekl Grün. "Byli jsme schopni odhalit pozitivní účinky jak pro vysoce nasákavý beton a ošetřené dřevo, tak pro střechy a fasády pokryté vegetací."

Keats použil tato a další data ke konstrukci archetypů malého mrakodrapu.

"Dřevěné jsou pro mě obzvláště zajímavé, protože stavební materiály mohou být pěstovány na střeše a volně rovnoběžně s tím, jak se stromatolity přizpůsobují pěstováním," uvedl Keats ve stejném prohlášení. "Tyto mrakodrapy jsou křížem mezi Empire State Building a Abrahamem Lincolnovým srubem."

Stromatolity jsou také příklady účinnosti, přičemž každá následující vrstva lapuje to, co její předchůdci zanechali. Živá věda se zeptala Keatsa, jestli si představil, že jeho prapůvodní města střílí na něco podobného - řekněme tím, že postaví každé nové mrakodrapové patro z kostí mrtvých.

„Nejsem proti tomu,“ řekl Keats Live Science. "Ale bylo by to velmi pomalé."

Malé budovy Keatse, spolu s výsledky experimentů Fraunhofer IBP a podrobnostmi plánu energetického managementu, jsou v současné době k vidění v umělecké galerii STATE v Berlíně. Výstava proběhla 29. února.

Pokud přehlídka vyvolá dostatečně nadšenou reakci, chtěl by Keats přenést tuto myšlenku na další úroveň: praktický polní pokus ve velkém městě, jako je New York. Test by v ideálním případě vyžadoval úpravu více budov a trval by nejméně deset let, řekl.

Dlouhá polní zkouška by pomohla zjistit potenciální chyby v systému pravěku. Například, který návrh přílivového generátoru by se v zatopeném městě ukázal jako nejúčinnější? A měly by být femury základní konstrukční kostou, pokud plánovači skutečně projdou touto cestou? Nebo by přidaly hodnotu i jiné menší kosti?

Tento nový pohled na design má samozřejmě nějaké potenciální úskalí. Například by mohl plán ještě více dramaticky (a doslova) rozdělit společnost na útočiště a nemajetnosti, přičemž bohatí snad zatáčejí trh s nemovitostmi, které lze přežít, v pobřežních regionech.

„Existuje mnoho důvodů, proč by to mohl být velmi špatný nápad,“ řekl Keats Live Science. "Proto je důležité začít prototypovat hned teď."

Keats doufá, že iniciativa Primordial Cities Initiative připravuje cestu pro nový obor studia, který nazývá paleobiomimicry. Biomimikry je už věc; inženýři založili design mnoha produktů na plodech přírodní evoluční práce. (Například suchý zip byl inspirován lepkavými otřepy bodláku.) Ale paleobiomimikry se dívá do dávné minulosti a má širší pohled, instalatérské lekce a poznatky z celých ekologických systémů.

Keats chce, aby se lidstvo vypořádalo s hlavní příčinou změny klimatu: pronikavé čerpání oxidu uhličitého a dalších skleníkových plynů do atmosféry. Na rozdíl od některých puristů si však také myslí, že zmírnění nejhorších účinků globálního oteplování stojí za to sledovat, jak ukazuje jeho nový projekt.

„Revoluce bývají krvavé a dobře promyšlené,“ řekl Keats. "Musíme myslet. A myslet, potřebujeme čas."

Pin
Send
Share
Send