Å holde kystbyene i live i fremtiden kan kreve å se tilbake - veldig langt tilbake.
Takket være menneskeskapte klimaendringer øker havnivået med et urovekkende klipp, og truer med å sverte ikoniske metropoler som New York, Mumbai og Shanghai i en ikke altfor fjern fremtid. Men innbyggere i disse og andre utsatte områder trenger ikke nødvendigvis å flykte fra den kommende flommen, ifølge eksperimentalfilosofen Jonathon Keats.
Kystbeboere kunne ha ly på plass, mener Keats, hvis de hentet inspirasjon fra de første "byene" som Jorden noensinne har støttet: lagdelte hauger kalt stromatolitter, hvorav den eldste dateres 3,5 milliarder år tilbake.
Stromatolitter registrerer de daglige bestrebelsene til millioner av mikrober, mange av dem fotosyntetiske cyanobakterier. Haugene vokser når disse små skapningene beveger seg oppover og utover for å fange solens livgivende stråler, hvert klissete "biofilm" -lag fanger opp sediment som befester strukturen.
Denne handlingen foregår vanligvis på grunt vann, spesielt tidevannsmiljøer som bredden av Vest-Australias Shark Bay, et av de få stedene hvor stromatolitter fortsatt blomstrer. (Stromatolitter er mye vanligere i fossilprotokollen.)
Dette habitatet vil begynne å invadere mange storbyer rundt om i verden før lenge, hvis klimaendringene fortsetter på sitt nåværende kurs (som synes sannsynlig, gitt menneskets manglende passivitet hittil, sier forskere). Og stromatolitter viser tilpasningsevne og en beundringsverdig samfunnsånd: Når haugen vokser, blir lag som har hatt aktive solsøkere stuet inn i interiøret og skiftet til en strukturell støtterolle.
Så Keats mener stromatolitter har mye å tilby moderne byplanleggere. Og han tar sikte på å få det poenget med sitt nye Primordial Cities Initiative, et tverrfaglig kunstprosjekt som trekker inn kompetansen til forskere ved Fraunhofer Institute for Building Physics (IBP) i Tyskland.
I løpet av det siste året har Keats og kollegene utviklet nye skyskraper-design som lar innbyggerne bygge oppover, lag for lag, for å holde seg over det stigende vannet. De har også utarbeidet en foreløpig kraftplan for disse bygningene, som vil stole mye på tidevannsgeneratorer og gravitasjonsbatterier - fornybare energikilder som ikke pumper klimagasser i luften.
"Vi har kjørt datasimuleringer for å analysere de termiske effektene av kraftig flom i distriktene Shanghai, Manhattan og Hamburg," sa Gunnar Grün, Fraunhofer IBPs nestleder, i en uttalelse.
"I begge tilfeller anvendte vi klimamodeller som anslått økning i havnivået og sesongmessige temperaturer i årene 2100 og 2300," la Grün til. "Selv om de tre byene er forskjellige på mange måter, ble alle gjort betydelig mildere - mer gjestfrie for mennesker - av den termiske tregheten og fordampende kjølepotensialet til vann." (Vann har høy "termisk treghet", noe som betyr at det tar relativt lang tid å varme opp eller kjøle seg ned.)
IBP-forskere utførte også en rekke eksperimenter. For eksempel fordypet de tre- og betongmodeller i vann og badet dem med stråling i instituttets kunstige sollyslaboratorium, og målte deretter fordampningskjølehastigheter og andre variabler.
"Fra disse testene kunne vi få innledende innsikt i en rekke potensielle byggematerialer," sa Grün. "Vi var i stand til å oppdage positive effekter for både høytransporterende betong og behandlet trevirke, samt vegetasjonsdekke hustak og fasader."
Keats brukte disse og andre data for å konstruere småskala-arketyper av skyskraper.
"Treverket er spesielt interessant for meg fordi bygningsmaterialene kan dyrkes på taket, løst parallelt med hvordan stromatolitter tilpasser seg ved å vokse," sa Keats i samme uttalelse. "Disse skyskrapene er en krysning mellom Empire State Building og Abraham Lincolns tømmerhytte."
Stromatolitter er også eksempler på effektivitet, idet hvert påfølgende lag sammenlegger hva forgjengerne etterlot seg. Live Science spurte Keats om han så for seg at hans byer skyte etter noe lignende - si ved å bygge hvert nye skyskrapergulv fra de dødes bein.
"Jeg er ikke imot det," sa Keats til Live Science. "Men det ville gå veldig tregt."
Keats 'små bygninger, sammen med resultater fra Fraunhofer IBP-eksperimenter og detaljer om energiledelsesplanen, er for tiden utstilt på STATE Studio, et kunstgalleri i Berlin. Utstillingen går gjennom 29. februar.
Hvis showet genererer en tilstrekkelig entusiastisk respons, ønsker Keats å ta ideen til neste nivå: en feltprøve i en storby som New York. Testen ville ideelt sett innebære modifisering av flere bygninger og vare minst et tiår, sa han.
En lang feltutprøving vil hjelpe deg med å finne ut de potensielle feilene i urbysystemet. Hvilken tidevannsgenerordesign vil for eksempel vise seg å være mest effektiv i en oversvømmet by? Og skal lårben være det grunnleggende konstruksjonsbenet, hvis planleggere virkelig går den veien? Eller vil andre, mindre bein også tilføre verdi?
Selvfølgelig har dette nye perspektivet på design noen potensielle fallgruver. For eksempel kan planen stratifisere samfunnet enda mer dramatisk (og ganske bokstavelig talt) inn i haves and have-nots, med de rike kanskje hjørnet markedet for overlevelige eiendommer i kystregioner.
"Det er mange grunner til at dette kan være en veldig dårlig idé," sa Keats til Live Science. "Så det er derfor det er viktig å starte prototyping nå."
Keats håper Primordial Cities Initiative baner vei for et nytt studieretning han kaller paleobiomimicry. Biomimikk er allerede en ting; ingeniører har basert utformingen av mange produkter på fruktene av naturens evolusjonære arbeidskraft. (Borrelås, for eksempel, var inspirert av tistelenes klissete burr.) Men paleobiomimicry ser på den fjerne fortiden og tar et bredere syn, rørleggerundervisning og innsikt fra hele økologiske systemer.
Keats vil at menneskeheten skal takle den grunnleggende årsaken til klimaendringer: gjennomgripende pumping av karbondioksid og andre klimagasser i atmosfæren. Men i motsetning til noen purister, synes han også avbøtning mot den globale oppvarmingenes verste effekter er verdt å forfølge, som det nye prosjektet hans viser.
"Revolusjoner har en tendens til å være blodig og ikke gjennomtenkt," sa Keats. "Vi trenger å tenke. Og å tenke, vi trenger tid."
