Um Küstenstädte in Zukunft am Leben zu erhalten, muss man möglicherweise zurückblicken - sehr weit zurück.
Dank des anthropogenen Klimawandels steigt der Meeresspiegel alarmierend an und droht in nicht allzu ferner Zukunft ikonische Metropolen wie New York, Mumbai und Shanghai zu überfluten. Laut dem experimentellen Philosophen Jonathon Keats müssen die Bewohner dieser und anderer gefährdeter Gebiete jedoch nicht unbedingt vor der kommenden Flut fliehen.
Küstenbewohner könnten Schutz suchen, glaubt Keats, wenn sie sich von den ersten "Städten" inspirieren lassen würden, die die Erde jemals unterstützt hat: geschichtete Hügel, sogenannte Stromatolithen, von denen die ältesten 3,5 Milliarden Jahre alt sind.
Stromatolithen erfassen das tägliche Streben von Millionen von Mikroben, von denen viele photosynthetische Cyanobakterien sind. Die Hügel wachsen, während sich diese kleinen Kreaturen nach oben und außen bewegen, um die lebensspendenden Sonnenstrahlen einzufangen. Jede klebrige "Biofilm" -Schicht fängt Sedimente ein, die die Struktur festigen.
Diese Aktion findet im Allgemeinen in seichtem Wasser statt, insbesondere in Gezeitenumgebungen wie den Ufern der Shark Bay in Westaustralien, einem der wenigen Orte, an denen Stromatolithen noch gedeihen. (Stromatolithen sind im Fossilienbestand viel häufiger.)
Dieser Lebensraum wird in Kürze in viele große Städte der Welt eindringen, wenn der Klimawandel seinen gegenwärtigen Verlauf fortsetzt (was angesichts der bisherigen Untätigkeit der Menschheit wahrscheinlich erscheint, sagen Wissenschaftler). Und Stromatolithen zeigen Anpassungsfähigkeit und einen bewundernswerten Gemeinschaftsgeist: Während der Hügel wächst, werden Schichten, in denen sich aktive Sonnenhungrige befanden, in das Innere subsumiert und verlagern sich in eine strukturell unterstützende Rolle.
Keats glaubt daher, dass Stromatolithen modernen Stadtplanern viel zu bieten haben. Dies möchte er mit seiner neuen Initiative Primordial Cities vermitteln, einem interdisziplinären Kunstprojekt, das auf das Fachwissen von Forschern des Fraunhofer-Instituts für Bauphysik (IBP) in Deutschland zurückgreift.
Im vergangenen Jahr haben Keats und seine Kollegen neue Wolkenkratzerentwürfe entwickelt, mit denen die Bewohner Schicht für Schicht nach oben bauen können, um über dem steigenden Wasser zu bleiben. Sie haben auch einen vorläufigen Energieplan für diese Gebäude erstellt, der stark von Gezeitengeneratoren und Gravitationsbatterien abhängt - erneuerbaren Energiequellen, die keine Treibhausgase in die Luft pumpen.
"Wir haben Computersimulationen durchgeführt, um die thermischen Auswirkungen schwerer Überschwemmungen in den Distrikten Shanghai, Manhattan und Hamburg zu analysieren", sagte Gunnar Grün, stellvertretender Direktor des Fraunhofer IBP, in einer Erklärung.
"In jedem Fall haben wir Klimamodelle angewendet, die den Anstieg des Meeresspiegels und die saisonalen Temperaturen in den Jahren 2100 und 2300 prognostizierten", fügte Grün hinzu. "Obwohl sich die drei Städte in vielerlei Hinsicht unterscheiden, wurden alle durch die thermische Trägheit und das Verdunstungskühlungspotential von Wasser deutlich milder und für den Menschen gastfreundlicher." (Wasser hat eine hohe "thermische Trägheit", was bedeutet, dass das Aufheizen oder Abkühlen relativ lange dauert.)
IBP-Forscher führten auch eine Vielzahl von Experimenten durch. Zum Beispiel tauchten sie Holz- und Betonmodelle in Wasser und badeten sie mit Strahlung im Labor für künstliches Sonnenlicht des Instituts. Anschließend maßen sie die Verdunstungskühlraten und andere Variablen.
"Durch diese Tests konnten wir erste Einblicke in eine Reihe potenzieller Baumaterialien gewinnen", sagte Grün. "Wir konnten positive Effekte sowohl für hochableitenden Beton als auch für behandeltes Holz sowie für vegetationsbedeckte Dächer und Fassaden feststellen."
Keats verwendete diese und andere Daten, um kleine Wolkenkratzer-Archetypen zu konstruieren.
"Die Holzmaterialien sind für mich besonders interessant, weil die Baumaterialien auf dem Dach wachsen können, was der Anpassung der Stromatolithen durch das Wachstum sehr ähnlich ist", sagte Keats in derselben Erklärung. "Diese Wolkenkratzer sind eine Kreuzung zwischen dem Empire State Building und Abraham Lincolns Blockhaus."
Stromatolithen sind auch Beispiele für Effizienz, wobei jede aufeinanderfolgende Schicht das auflöst, was ihre Vorgänger zurückgelassen haben. Live Science fragte Keats, ob er sich vorstellen würde, dass seine Urstädte nach etwas Ähnlichem schießen würden - etwa indem er jeden neuen Wolkenkratzerboden aus den Knochen der Toten baute.
"Ich bin nicht dagegen", sagte Keats zu Live Science. "Aber es wäre sehr langsam."
Die kleinen Gebäude von Keats sowie die Ergebnisse der IBP-Experimente des Fraunhofer und Einzelheiten des Energiemanagementplans sind derzeit im STATE Studio, einer Kunstgalerie in Berlin, ausgestellt. Die Ausstellung läuft bis zum 29. Februar.
Wenn die Show eine ausreichend begeisterte Resonanz hervorruft, möchte Keats die Idee auf die nächste Stufe heben: einen umfassenden Feldversuch in einer Großstadt wie New York. Der Test würde idealerweise die Modifikation mehrerer Gebäude beinhalten und mindestens ein Jahrzehnt dauern, sagte er.
Ein langwieriger Feldversuch würde helfen, die möglichen Fehler im Urstadt-System herauszufinden. Welches Gezeitengeneratordesign würde sich beispielsweise in einer überfluteten Stadt als am effektivsten erweisen? Und sollten Oberschenkelknochen die Grundkonstruktion sein, wenn Planer tatsächlich diesen Weg gehen? Oder würden auch andere, kleinere Knochen einen Mehrwert schaffen?
Natürlich birgt diese neue Perspektive auf Design einige potenzielle Fallstricke. Zum Beispiel könnte der Plan die Gesellschaft noch dramatischer (und im wahrsten Sinne des Wortes) in Hab und Gut schichten, wobei die Reichen möglicherweise den Markt für überlebensfähige Immobilien in Küstenregionen in die Enge treiben.
"Es gibt viele Gründe, warum dies eine sehr schlechte Idee sein könnte", sagte Keats gegenüber Live Science. "Deshalb ist es wichtig, jetzt mit dem Prototyping zu beginnen."
Keats hofft, dass die Primordial Cities Initiative den Weg für ein neues Forschungsgebiet ebnet, das er Paläobiomimik nennt. Biomimikry ist schon eine Sache; Ingenieure haben das Design vieler Produkte auf die Früchte der evolutionären Arbeit der Natur gestützt. (Klettverschluss wurde zum Beispiel von den klebrigen Graten der Disteln inspiriert.) Die Paläobiomimikry blickt jedoch in die ferne Vergangenheit und nimmt eine breitere Sichtweise ein, indem sie Lehren und Erkenntnisse aus ganzen ökologischen Systemen zieht.
Keats möchte, dass die Menschheit die Grundursache des Klimawandels bekämpft: das allgegenwärtige Pumpen von Kohlendioxid und anderen Treibhausgasen in die Atmosphäre. Im Gegensatz zu einigen Puristen hält er es jedoch auch für sinnvoll, die schlimmsten Auswirkungen der globalen Erwärmung zu mildern, wie sein neues Projekt zeigt.
"Revolutionen sind in der Regel blutig und nicht gut durchdacht", sagte Keats. "Wir müssen nachdenken. Und um zu denken, brauchen wir Zeit."
