At holde kystbyer i live i fremtiden kan kræve, at man ser tilbage - meget langt tilbage.
Takket være menneskeskabte klimaændringer stiger havoverfladen med et alarmerende klip, der truer med at sænke ikoniske metropoler som New York, Mumbai og Shanghai i en ikke alt for fjern fremtid. Men beboere i disse og andre sårbare områder behøver ikke nødvendigvis at flygte fra den kommende oversvømmelse, ifølge eksperimentelfilosof Jonathon Keats.
Kystbeboere kunne beskytte sig på plads, mener Keats, hvis de hentede inspiration fra de første "byer", som Jorden nogensinde har støttet: lagdelte hauger kaldet stromatolitter, hvoraf den ældste dateres 3,5 milliarder år tilbage.
Stromatolitter registrerer de daglige bestræbelser på millioner af mikrober, hvoraf mange fotosyntetiske cyanobakterier. Højene vokser, når disse små væsener bevæger sig opad og udad for at fange solens livgivende stråler, idet hvert klæbende "biofilm" -lag fælder sediment, som fastgør strukturen.
Denne handling finder normalt sted på lavt vand, især tidevandsmiljøer som bredden af Vest-Australiens Shark Bay, et af de få steder, hvor stromatolitter stadig blomstrer. (Stromatolitter er meget mere almindelige i fossilregistret.)
Dette habitat vil begynde at invadere mange store byer rundt om i verden inden længe, hvis klimaændringerne fortsætter på sin nuværende kurs (hvilket synes sandsynligt i betragtning af menneskehedens hidtil manglende handling, siger forskere). Og stromatolitter viser tilpasningsevne og en beundringsværdig samfundsånd: Efterhånden som haugen vokser, bliver lag, der har haft aktive søgesøgende, bundet ind i det indre og skiftet ind i en strukturel-understøttende rolle.
Så Keats mener, at stromatolitter har meget at tilbyde moderne byplanlæggere. Og han sigter mod at få dette punkt frem med sit nye Primordial Cities Initiative, et tværfagligt kunstprojekt, der trækker på ekspertisen fra forskere ved Fraunhofer Institute for Building Physics (IBP) i Tyskland.
I det forløbne år har Keats og hans kolleger udtænkt nye skyskraberdesign, der giver indbyggere mulighed for at opbygge opad, lag for lag, for at holde sig over det stigende vand. De har også udarbejdet en foreløbig strømplan for disse bygninger, som i høj grad vil stole på tidevandsgeneratorer og tyngdekraftbatterier - vedvarende energikilder, der ikke pumper drivhusgasser i luften.
"Vi har kørt computersimuleringer for at analysere de termiske virkninger af kraftig oversvømmelse i distrikterne i Shanghai, Manhattan og Hamborg," sagde Gunnar Grün, Fraunhofer IBPs viceadministrerende direktør, i en erklæring.
"I begge tilfælde anvendte vi klimamodeller, der forventede stigning i havniveauet og sæsonbestemte temperaturer i årene 2100 og 2300," tilføjede Grün. "Selvom de tre byer er forskellige på mange måder, blev alle gjort væsentligt mildere - mere gæstfri for mennesker - af den termiske inerti og fordampningskølepotentialet i vand." (Vand har høj "termisk inerti", hvilket betyder, at det tager relativt lang tid at varme op eller køle ned.)
IBP-forskere udførte også en række forskellige eksperimenter. For eksempel nedsænkede de træ- og betonmodeller i vand og badede dem med stråling i instituttets kunstige sollyslaboratorium og målte derefter fordampningskølehastigheder og andre variabler.
"Fra disse test kunne vi få indledende indsigt i en række potentielle byggematerialer," sagde Grün. "Vi var i stand til at opdage positive effekter for både højvækstbeton og behandlet træ såvel som vegetationsdækkede tagterrasser og facader."
Keats brugte disse og andre data til at konstruere småskala-skyskraber-arketyper.
"Træene er især interessante for mig, fordi byggematerialerne kan dyrkes på taget, løst parallelt med, hvordan stromatolitter tilpasser sig ved at vokse," sagde Keats i samme udsagn. "Disse skyskrabere er en krydsning mellem Empire State Building og Abraham Lincolns bjælkehytte."
Stromatolitter er også eksempler på effektivitet, idet hvert på hinanden følgende lag sammenlægger det, dets forgængere efterlod. Live Science spurgte Keats, om han så for sig, at hans oprindelige byer skyder efter noget lignende - sige ved at bygge hvert nyt skyskraberbund fra de dødes knogler.
"Jeg er ikke imod det," fortalte Keats til Live Science. "Men det ville være meget langsomt."
Keats 'små bygninger sammen med resultater fra Fraunhofer IBP-eksperimenter og detaljer om energistyringsplanen vises i øjeblikket på STATE Studio, et kunstgalleri i Berlin. Udstillingen løber gennem 29. februar.
Hvis showet genererer et tilstrækkeligt entusiastisk svar, vil Keats gerne tage ideen til det næste niveau: en fuld-on feltforsøg i en storby som New York. Testen ville ideelt set involvere ændring af flere bygninger og vare mindst et årti, sagde han.
En lang feltundersøgelse ville hjælpe med at finde frem til de potentielle fejl i det primære bysystem. Hvilken tidevandsgeneratordesign vil for eksempel vise sig at være mest effektiv i en oversvømmet by? Og bør lårben være baseline-konstruktionsbenet, hvis planlæggere virkelig går den rute? Eller vil andre, mindre knogler også tilføre værdi?
Naturligvis har dette nye perspektiv på design nogle potentielle faldgruber. F.eks. Kunne planen stratificere samfundet endnu mere dramatisk (og ganske bogstaveligt) i haves og have-nots, med de rige måske hjørnet rundt på markedet for overlevelige ejendomme i kystregioner.
"Der er mange grunde til, at dette kan være en meget dårlig idé," fortalte Keats til Live Science. "Derfor er det vigtigt at starte prototyper nu."
Keats håber, at Primordial Cities Initiative baner vejen for et nyt studieområde, han kalder paleobiomimicry. Biomimik er allerede en ting; ingeniører har baseret designet på mange produkter på frugterne af naturens evolutionære arbejde. (Velcro, for eksempel, blev inspireret af tistlernes klæbrige burr.) Men paleobiomimicry ser på den fjerne fortid og får et bredere syn, VVS-lektioner og indsigt fra hele økologiske systemer.
Keats vil have, at menneskeheden skal tackle den grundlæggende årsag til klimaændringer: den gennemgribende pumpning af kuldioxid og andre drivhusgasser i atmosfæren. Men i modsætning til nogle purister synes han også, at det er værd at forfølge afbødning mod global opvarmning, som hans nye projekt viser.
"Revolutioner er tilbøjelige til at være blodige og ikke gennemtænkt," sagde Keats. "Vi er nødt til at tænke. Og til at tænke, vi har brug for tid."
