Для поддержания жизни прибрежных городов в будущем может потребоваться оглядываться назад - очень далеко назад.
Благодаря антропогенному изменению климата уровень моря поднимается тревожным обрывом, угрожая затопить такие знаменитые мегаполисы, как Нью-Йорк, Мумбаи и Шанхай, в недалеком будущем. По словам философа-экспериментатора Джонатона Китса, обитатели этих и других уязвимых районов не обязательно должны бежать от наводнения.
По мнению Китса, прибрежные жители могли бы укрыться на месте, если бы черпали вдохновение из первых «городов», которые когда-либо поддерживала Земля: слоистые курганы, называемые строматолитами, самый старый из которых датируется 3,5 миллиардами лет.
Строматолиты регистрируют ежедневные жизнедеятельности миллионов микробов, многие из которых фотосинтезируют цианобактерии. Курганы растут, когда эти маленькие существа движутся вверх и наружу, чтобы поймать живительные солнечные лучи, каждый липкий слой «биопленки», удерживающий осадок, который укрепляет структуру.
Это действие обычно происходит на мелководье, особенно приливных средах, таких как берега акульей бухты Западной Австралии, одного из немногих мест, где строматолиты еще процветают. (Строматолиты гораздо чаще встречаются в ископаемых.)
Эта среда обитания начнет вторгаться во многие крупные города по всему миру в ближайшее время, если изменение климата продолжит идти своим нынешним курсом (что, вероятно, учитывая бездействие человечества до сих пор, считают ученые). А строматолиты демонстрируют адаптивность и замечательный дух сообщества: по мере роста кургана слои, укрывшие активных искателей солнца, попадают во внутреннее пространство, переходя на роль структурной поддержки.
Итак, Китс считает, что строматолитам есть что предложить современным городским планировщикам. И он стремится донести эту мысль до своей новой Инициативы исконных городов, междисциплинарного художественного проекта, который привлекает опыт исследователей из Института строительной физики Фраунгофера (IBP) в Германии.
За прошедший год Китс и его коллеги изобрели новые конструкции небоскребов, которые позволяют жителям строить вверх, слой за слоем, чтобы оставаться над поднимающимися водами. Они также разработали предварительный план энергопотребления для этих зданий, который будет в значительной степени зависеть от приливных генераторов и гравитационных батарей - возобновляемых источников энергии, которые не накачивают парниковые газы в воздух.
«Мы провели компьютерное моделирование для анализа тепловых эффектов сильных наводнений в районах Шанхая, Манхэттена и Гамбурга», - сказал в своем заявлении заместитель директора МБП Fraunhofer Гуннар Грюн.
«В каждом случае мы применяли климатические модели, которые прогнозировали повышение уровня моря и сезонные температуры в 2100 и 2300 годах», - добавил Грюн. «Хотя эти три города во многом отличаются друг от друга, все они стали значительно мягче - более гостеприимными для людей - из-за тепловой инерции и испарительного потенциала охлаждения водой». (Вода обладает высокой «тепловой инерцией», что означает, что для ее нагрева или охлаждения требуется относительно много времени.)
Исследователи IBP также провели множество экспериментов. Например, они погружали деревянные и бетонные модели в воду и омывали их излучением в лаборатории искусственного солнечного света института, а затем измеряли скорости испарительного охлаждения и другие переменные.
«Благодаря этим испытаниям мы смогли получить первоначальное представление о ряде потенциальных строительных материалов», - сказал Грюн. «Мы смогли обнаружить положительный эффект как для бетона с высоким содержанием влаги, так и для обработанной древесины, а также для покрытых растительностью крыш и фасадов».
Китс использовал эти и другие данные для построения небольших архетипов небоскребов.
«Древесина особенно интересна для меня, потому что строительные материалы можно выращивать на крыше, практически не говоря о том, как строматолиты приспосабливаются к росту», - сказал Китс в том же заявлении. «Эти небоскребы - нечто среднее между Эмпайр Стейт Билдинг и бревенчатым домом Авраама Линкольна».
Строматолиты также являются образцами эффективности, при этом каждый последующий слой складывает то, что оставили его предшественники. Живая Наука спросила Китса, не представляет ли он свои исконные города, стреляющие по чему-то похожему - скажем, строя каждый новый этаж небоскреба из костей мертвых.
«Я не против», - сказал Китс. «Но это будет очень медленно».
Маленькие здания Китса, а также результаты экспериментов Fraunhofer IBP и детали плана управления энергопотреблением в настоящее время демонстрируются в STATE Studio, художественной галерее в Берлине. Выставка продлится до 29 февраля.
Если шоу вызывает достаточно восторженный отклик, Китс хотел бы поднять идею на новый уровень: полноценное полевое испытание в большом городе, таком как Нью-Йорк. По его словам, в идеале тестирование должно включать модификацию нескольких зданий и длиться не менее десяти лет.
Длительные полевые испытания помогут выявить потенциальные ошибки в системе исконных городов. Например, какой проект генератора приливов окажется наиболее эффективным в затопленном городе? И должны ли бедренные кости быть основой строительной кости, если планировщики действительно идут по этому пути? Или другие, более мелкие кости также добавят ценность?
Конечно, у этого нового взгляда на дизайн есть некоторые потенциальные подводные камни. Например, план мог бы еще более драматично (и в буквальном смысле слова) разделить общество на имущих и неимущих, а богатые, возможно, загоняли рынок в живых объектов недвижимости в прибрежных районах.
«Есть много причин, по которым это может быть очень плохой идеей», - сказал Китс в интервью Live Science. «Так вот почему важно начать прототипирование сейчас».
Китс надеется, что Инициатива по Изначальным Городам прокладывает путь для новой области исследований, которую он называет палеобиомимикой. Биомимикрия уже вещь; инженеры основали дизайн многих продуктов на плодах эволюционного труда природы. (Например, липучка была вдохновлена липкими заусенцами чертополоха.) Но палеобиомимика смотрит в далекое прошлое и принимает более широкий взгляд, извлекая уроки из сантехники и изучая целые экологические системы.
Китс хочет, чтобы человечество боролось с первопричиной изменения климата: повсеместная накачка углекислого газа и других парниковых газов в атмосферу. Но, в отличие от некоторых пуристов, он также считает, что смягчение последствий худших последствий глобального потепления стоит того, как показывает его новый проект.
«Революции имеют тенденцию быть кровавыми и плохо продуманными», - сказал Китс. «Нам нужно думать. И думать, нам нужно время».
