Menjaga bandar-bandar pesisir hidup di masa depan mungkin memerlukan melihat kembali - sangat jauh.
Terima kasih kepada perubahan iklim antropogenik, paras laut semakin meningkat pada klip yang membimbangkan, mengancam ke rantau metropolis ikonik seperti New York, Mumbai dan Shanghai pada masa depan yang tidak terlalu jauh. Tetapi penduduk di kawasan-kawasan ini dan lain-lain kawasan terdedah tidak semestinya perlu melarikan diri dari banjir yang akan datang, menurut ahli falsafah eksperimen Jonathon Keats.
Penghuni pantai boleh berlindung di tempat, Keats percaya, jika mereka menarik inspirasi dari "bandar" yang pertama yang pernah disokong oleh Bumi: keranda berlapis yang dipanggil stromatolit, yang tertua yang kembali 3,5 bilion tahun.
Stromatolit merekodkan berjejer-jutaan berjuta-juta mikrob, kebanyakannya cyanobacteria fotosintetik. Gundukan tumbuh sebagai makhluk kecil ini bergerak ke atas dan ke luar untuk menangkap sinaran pembawa sinar matahari, setiap lapisan "biofilm" yang melekatkan sedimen yang menangkap struktur.
Tindakan ini secara umumnya berlaku di air cetek, terutamanya persekitaran pasang surut seperti pantai Shark Bay Barat Australia, salah satu daripada beberapa tempat di mana stromatolit masih berkembang. (Stromatolit adalah lebih biasa dalam rekod fosil.)
Habitat ini akan mula menyerang banyak bandar besar di seluruh dunia sebelum ini, jika perubahan iklim berterusan pada masa kini (yang kelihatannya mungkin, kerana tidak ada tindakan manusia, setakat ini). Dan stromatolite memaparkan kebolehsuaian dan semangat komuniti yang mengagumkan: Oleh kerana gundukan itu berkembang, lapisan-lapisan yang memanjakan pelindung matahari yang aktif dapat diselipkan ke kawasan pedalaman, beralih menjadi peranan sokongan struktur.
Oleh itu, Keats percaya stromatolit mempunyai banyak perancang bandar moden. Dan dia berhasrat untuk mencapai titik itu dengan Inisiatif Bandar Primordialnya yang baru, satu projek seni interdisiplin yang menarik kepakaran penyelidik di Fraunhofer Institute for Building Physics (IBP) di Jerman.
Sepanjang tahun yang lalu, Keats dan rakan-rakannya telah mencipta rekaan pencakar langit baru yang membolehkan penduduk untuk membina ke atas, lapisan demi lapisan, untuk kekal di atas perairan yang semakin meningkat. Mereka juga telah membuat pelan kuasa awal untuk bangunan-bangunan ini, yang akan bergantung kepada penjana pasang surut dan bateri graviti - sumber tenaga boleh diperbaharui yang tidak mengepam gas rumah hijau ke udara.
"Kami menjalankan simulasi komputer untuk menganalisis kesan terma banjir besar di daerah Shanghai, Manhattan dan Hamburg," kata Gunnar Grün, timbalan pengarah Fraunhofer IBP dalam satu kenyataan.
"Dalam setiap kes, kami menggunakan model iklim yang memproyeksikan kenaikan paras laut dan suhu bermusim pada tahun 2100 dan 2300," tambah Grün. "Walaupun ketiga-tiga bandaraya ini berbeza dengan banyak cara, semuanya telah dibuat dengan lebih ringan - lebih mesra dengan manusia - oleh inersia termal dan potensi penyejatan penyejatan air." (Air mempunyai "inersia haba yang tinggi", yang bermakna ia memerlukan masa yang lama untuk memanaskan atau menyejukkan.)
Penyelidik IBP juga melakukan pelbagai eksperimen. Sebagai contoh, mereka membakar model kayu dan konkrit di dalam air dan memandikannya dengan sinaran di makmal sinar matahari buatan institut, dan kemudian diukur kadar penyejatan penyejatan dan pembolehubah lain.
"Daripada ujian-ujian ini, kami dapat memperoleh pandangan awal dalam pelbagai bahan binaan yang berpotensi," kata Grün. "Kami dapat mengesan kesan positif bagi kedua-dua kayu konkrit dan kayu terawat yang tinggi, serta bumbung dan fasad yang dipenuhi tumbuhan."
Keats menggunakan data ini dan lain-lain untuk membina archetypes pencakar langit berskala kecil.
"Kayu itu sangat menarik bagi saya kerana bahan binaan boleh ditanam di atas bumbung, dan mengatasi bagaimana stromatolites menyesuaikan diri dengan pertumbuhan," kata Keats dalam kenyataan yang sama. "Pencakar langit ini adalah persimpangan antara Bangunan Empayar Negeri dan kabin log Abraham Lincoln."
Stromatolit juga merupakan contoh kecekapan, dengan setiap lapisan berturut-turut memetik apa yang ditinggalkan oleh pendahulunya. Sains Live bertanya kepada Keats jika dia membayangkan kota-kota primordialnya menembak sesuatu yang sama - katakan, dengan membina setiap lantai pencakar langit baru dari tulang orang mati.
"Saya tidak menentangnya," kata Keats kepada Sains Live. "Tetapi ia akan sangat perlahan."
Bangunan kecil Keats, bersama-sama dengan hasil daripada eksperimen Fraunhofer IBP dan perincian rancangan pengurusan tenaga, kini dipamerkan di STATE Studio, galeri seni di Berlin. Pameran ini berlangsung pada 29 Feb.
Jika pertunjukan menjana sambutan yang cukup bersemangat, Keats ingin mengambil idea itu ke peringkat seterusnya: percubaan lapangan penuh di sebuah bandar besar seperti New York. Ujiannya akan melibatkan pengubahsuaian pelbagai bangunan dan sekurang-kurangnya satu dekad, katanya.
Percubaan lapangan yang panjang akan membantu mengatasi potensi serangan di sistem primordial-bandar. Sebagai contoh, reka bentuk penjana pasang surut akan terbukti paling berkesan di bandar yang dibanjiri? Dan sepatutnya menjadi tulang belakang asas pembinaan, jika perancang memang pergi ke arah itu? Atau apakah yang lain, tulang yang lebih kecil juga menambah nilai?
Sudah tentu, perspektif baru mengenai reka bentuk ini mempunyai beberapa perangkap yang berpotensi. Sebagai contoh, pelan itu dapat menstratkan masyarakat secara lebih dramatik (dan secara harfiahnya) ke dalam masyarakat dan tidak ada, dengan orang kaya yang mungkin menikam pasaran harta tanah yang boleh bertahan di kawasan pantai.
"Terdapat banyak sebab mengapa ini boleh menjadi idea yang sangat buruk," kata Keats kepada Sains Live. "Jadi, itulah sebabnya penting untuk memulakan prototaip sekarang."
Keats berharap Inisiatif Bandar Primordial membuka jalan untuk bidang pengajian baru yang dia panggil paleobiomimicry. Biomimikri sudah menjadi satu perkara; jurutera telah berasaskan reka bentuk banyak produk mengenai buah-buahan buruh evolusi alam semula jadi. (Velcro, contohnya, diilhamkan oleh buncit melekit.) Tetapi paleobiomimicry kelihatan ke masa lalu jauh dan mengambil pandangan yang lebih luas, pelajaran paip dan pandangan dari keseluruhan sistem ekologi.
Keats mahukan kemanusiaan untuk menangani punca utama perubahan iklim: pengeboman karbon dioksida yang meluas dan gas rumah hijau lain ke atmosfera. Tetapi, tidak seperti sesetengah golongan puritan, beliau juga berpendapat bahawa mitigasi terhadap kesan buruk pemanasan global patut dilakukan, seperti yang ditunjukkan oleh projek barunya.
"Revolusi cenderung berdarah dan tidak disangka-sangka," kata Keats. "Kita perlu berfikir, dan untuk berfikir, kita memerlukan masa."
