Como micróbios antigos poderiam ajudar a salvar cidades costeiras do aumento do mar

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Manter as cidades costeiras vivas no futuro pode exigir uma retrospectiva - muito distante.

Graças às mudanças climáticas antropogênicas, o nível do mar está subindo de forma alarmante, ameaçando inundar metrópoles icônicas como Nova York, Mumbai e Xangai em um futuro não muito distante. Mas os moradores dessas e de outras áreas vulneráveis ​​não precisam necessariamente fugir da enchente, segundo o filósofo experimental Jonathon Keats.

Os habitantes da costa podem se abrigar no local, acredita Keats, se eles se inspirarem nas primeiras "cidades" que a Terra já apoiou: montes em camadas chamados estromatólitos, os mais antigos dos quais datam de 3,5 bilhões de anos.

Os estromatólitos registram os esforços diários de milhões de micróbios, muitos deles cianobactérias fotossintéticas. Os montes crescem à medida que essas pequenas criaturas se movem para cima e para fora para capturar os raios que dão vida ao sol, cada camada pegajosa de "biofilme" aprisionando sedimentos que firmam a estrutura.

Essa ação geralmente ocorre em águas rasas, especialmente em ambientes de maré, como as margens da Baía Shark, na Austrália Ocidental, um dos poucos lugares em que os estromatólitos ainda florescem. (Os estromatólitos são muito mais comuns no registro fóssil.)

Artista e filósofo experimental Jonathon Keats. (Crédito da imagem: Jen Dessinger)

Esse habitat começará a invadir muitas grandes cidades ao redor do mundo em breve, se a mudança climática continuar em seu curso atual (o que parece provável, dada a inação da humanidade até agora, dizem os cientistas). E os estromatólitos exibem adaptabilidade e um admirável espírito de comunidade: à medida que o monte cresce, as camadas que abrigavam caçadores de sol ativos são submersas no interior, passando para um papel de apoio estrutural.

Keats acredita que os estromatólitos têm muito a oferecer aos planejadores urbanos modernos. E ele tem como objetivo transmitir esse ponto com sua nova Iniciativa Cidades Primordiais, um projeto de arte interdisciplinar que conta com a experiência de pesquisadores do Instituto Fraunhofer de Física da Construção (IBP) na Alemanha.

Durante o ano passado, Keats e seus colegas criaram novos projetos de arranha-céus que permitem aos habitantes construir para cima, camada por camada, para ficar acima das águas que sobem. Eles também elaboraram um plano preliminar de energia para esses edifícios, que dependeria fortemente de geradores de maré e baterias gravitacionais - fontes de energia renováveis ​​que não bombeiam gases de efeito estufa no ar.

"Realizamos simulações em computador para analisar os efeitos térmicos das fortes inundações nos distritos de Xangai, Manhattan e Hamburgo", disse Gunnar Grün, vice-diretor do IBP da Fraunhofer, em comunicado.

"Em cada caso, aplicamos modelos climáticos que projetavam elevação do nível do mar e temperaturas sazonais nos anos 2100 e 2300", acrescentou Grün. "Embora as três cidades sejam diferentes em muitos aspectos, todas foram significativamente mais leves - mais hospitaleiras para os humanos - pela inércia térmica e pelo potencial de resfriamento evaporativo da água". (A água apresenta alta "inércia térmica", o que significa que leva um tempo relativamente longo para aquecer ou esfriar.)

Os pesquisadores do IBP também realizaram uma variedade de experimentos. Por exemplo, eles imergiram modelos de madeira e concreto em água e os banharam com radiação no laboratório de luz solar artificial do instituto, e depois mediram as taxas de resfriamento evaporativo e outras variáveis.

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Jonathon Keats e seus colegas construíram edifícios-modelo de diferentes materiais, que foram submetidos a uma variedade de testes no Instituto Fraunhofer de Física dos Edifícios, na Alemanha. (Crédito da imagem: Fraunhofer IBP)
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Os pesquisadores mediram o potencial de resfriamento evaporativo do modelo "cidades primordiais", entre outras variáveis. (Crédito da imagem: Anne Freitag Photography)
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Artista e filósofo experimental Jonathon Keats. (Crédito da imagem: Jen Dessinger)
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Alguns dos edifícios modelo das Cidades Primordiais e outros materiais estão em exibição na galeria de arte de Berlim STATE Studio até 29 de fevereiro. (Crédito da imagem: Anne Freitag Photography)
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Antigos montes microbianos chamados estromatólitos podem ser um modelo de como as cidades costeiras sobrevivem ao aumento do mar nesta era de rápidas mudanças climáticas, de acordo com o filósofo experimental Jonathon Keats. (Crédito da imagem: David Holt (arranha-céu) e Didier Descouens (estromatólito), Jonathon Keats (ilustração))

"A partir desses testes, conseguimos obter informações iniciais sobre uma variedade de materiais de construção em potencial", disse Grün. "Conseguimos detectar efeitos positivos tanto no concreto de alta absorção quanto na madeira tratada, bem como nos telhados e fachadas cobertos de vegetação".

Keats usou esses e outros dados para construir arquétipos de arranha-céus em pequena escala.

"As madeiras são especialmente interessantes para mim, porque os materiais de construção podem ser cultivados no telhado, paralelamente à forma como os estromatólitos se adaptam ao crescer", disse Keats no mesmo comunicado. "Esses arranha-céus são um cruzamento entre o Empire State Building e a cabana de madeira de Abraham Lincoln."

Os estromatólitos também são exemplos de eficiência, com cada camada sucessiva absorvendo o que seus antecessores deixaram para trás. A Live Science perguntou a Keats se ele imaginava suas cidades primordiais buscando algo semelhante - digamos, construindo cada novo piso de arranha-céu dos ossos dos mortos.

"Não sou contra", disse Keats à Live Science. "Mas seria muito lento."

Os pequenos prédios de Keats, juntamente com os resultados dos experimentos Fraunhofer IBP e os detalhes do plano de gerenciamento de energia, estão atualmente em exibição no STATE Studio, uma galeria de arte em Berlim. A exposição vai até 29 de fevereiro.

Se o programa gerar uma resposta suficientemente entusiasmada, Keats gostaria de levar a idéia para o próximo nível: um teste de campo completo em uma cidade grande como Nova York. O teste envolveria idealmente a modificação de vários prédios e duraria pelo menos uma década, disse ele.

Um longo teste de campo ajudaria a solucionar os possíveis erros no sistema de cidades primordiais. Por exemplo, qual projeto de gerador de maré seria mais eficaz em uma cidade inundada? E os fêmures devem ser a base da construção, se os planejadores realmente seguirem esse caminho? Ou outros ossos menores também agregariam valor?

Obviamente, essa nova perspectiva sobre o design tem algumas armadilhas em potencial. Por exemplo, o plano poderia estratificar a sociedade ainda mais dramaticamente (e literalmente) para os ricos e os pobres, com os ricos talvez encurralando o mercado de imóveis sobreviventes nas regiões costeiras.

"Há muitas razões pelas quais essa pode ser uma péssima idéia", disse Keats à Live Science. "Então é por isso que é importante começar a prototipar agora."

Keats espera que a Iniciativa Cidades Primordiais abra caminho para um novo campo de estudo que ele chama de paleobiomimética. A biomimética já é uma coisa; Os engenheiros basearam o design de muitos produtos nos frutos do trabalho evolutivo da natureza. (O velcro, por exemplo, foi inspirado pelas rebarbas pegajosas dos cardos.) Mas a paleobiomimética olha para o passado distante e adota uma visão mais ampla, ensinando lições e idéias de sistemas ecológicos inteiros.

Keats quer que a humanidade lide com a causa raiz das mudanças climáticas: o bombeamento generalizado de dióxido de carbono e outros gases de efeito estufa na atmosfera. Mas, diferentemente de alguns puristas, ele também acha que vale a pena buscar a mitigação dos piores efeitos do aquecimento global, como mostra seu novo projeto.

"As revoluções tendem a ser sangrentas e não bem pensadas", disse Keats. "Precisamos pensar. E pensar, precisamos de tempo."

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