Menjaga kota-kota pesisir agar tetap hidup di masa depan mungkin memerlukan melihat ke belakang - sangat jauh ke belakang.
Berkat perubahan iklim antropogenik, permukaan laut naik pada tingkat yang mengkhawatirkan, mengancam untuk membanjiri kota-kota besar seperti New York, Mumbai dan Shanghai di masa depan yang tidak terlalu jauh. Tetapi penduduk dari daerah ini dan daerah rawan lainnya tidak harus melarikan diri dari banjir yang akan datang, menurut filsuf eksperimental Jonathon Keats.
Penduduk pesisir dapat berlindung di tempat, Keats percaya, jika mereka mendapat inspirasi dari "kota" pertama yang pernah didukung Bumi: gundukan berlapis yang disebut stromatolit, yang tertua di antaranya berasal dari 3,5 miliar tahun yang lalu.
Stromatolit mencatat upaya harian jutaan mikroba, banyak dari mereka cyanobacteria fotosintesis. Gundukan tumbuh ketika makhluk-makhluk kecil ini bergerak ke atas dan ke luar untuk menangkap sinar matahari yang memberi hidup, masing-masing lapisan "biofilm" lengket menjebak sedimen yang mengencangkan struktur.
Tindakan ini umumnya terjadi di perairan dangkal, terutama lingkungan pasang surut seperti pantai Shark Bay Australia Barat, salah satu dari sedikit tempat di mana stromatolit masih berkembang. (Stromatolit jauh lebih umum dalam catatan fosil.)
Habitat ini akan mulai menginvasi banyak kota besar di seluruh dunia dalam waktu dekat, jika perubahan iklim berlanjut pada jalurnya sekarang (yang tampaknya mungkin, mengingat tidak adanya tindakan kemanusiaan sejauh ini, kata para ilmuwan). Dan stromatolit menunjukkan kemampuan beradaptasi dan semangat komunitas yang mengagumkan: Ketika gundukan itu tumbuh, lapisan-lapisan yang menampung para pencari matahari aktif dimasukkan ke dalam interior, bergeser ke peran struktural-pendukung.
Jadi, Keats percaya stromatolit memiliki banyak hal untuk ditawarkan perencana kota modern. Dan dia bertujuan untuk menyampaikan maksudnya dengan Primordial Cities Initiative yang baru, sebuah proyek seni interdisipliner yang memanfaatkan keahlian para peneliti di Institut Fraunhofer untuk Fisika Bangunan (IBP) di Jerman.
Selama tahun lalu, Keats dan rekan-rekannya telah merancang desain gedung pencakar langit baru yang memungkinkan penduduk membangun ke atas, lapis demi lapis, untuk tetap berada di atas permukaan air. Mereka juga menyusun rencana daya pendahuluan untuk bangunan-bangunan ini, yang akan sangat bergantung pada generator pasang surut dan baterai gravitasi - sumber energi terbarukan yang tidak memompa gas rumah kaca ke udara.
"Kami telah menjalankan simulasi komputer untuk menganalisis efek termal dari banjir besar di distrik Shanghai, Manhattan dan Hamburg," Gunnar Grün, wakil direktur IBP Fraunhofer, mengatakan dalam sebuah pernyataan.
"Dalam setiap kasus, kami menerapkan model iklim yang memproyeksikan kenaikan permukaan laut dan suhu musiman pada tahun 2100 dan 2300," tambah Grün. "Meskipun tiga kota berbeda dalam banyak hal, semua dibuat secara signifikan lebih ringan - lebih ramah bagi manusia - oleh kelembaman termal dan potensi pendinginan evaporatif air." (Air memiliki "inersia termal" yang tinggi, yang berarti dibutuhkan waktu yang relatif lama untuk memanaskan atau mendinginkan.)
Peneliti IBP juga melakukan berbagai eksperimen. Misalnya, mereka mencelupkan model kayu dan beton ke dalam air dan memandikan mereka dengan radiasi di laboratorium sinar matahari buatan institut, dan kemudian mengukur laju pendinginan evaporatif dan variabel lainnya.
"Dari pengujian ini, kami dapat memperoleh wawasan awal tentang berbagai bahan bangunan potensial," kata Grün. "Kami dapat mendeteksi efek positif untuk beton dan kayu olahan tinggi, serta atap dan fasad yang tertutup vegetasi."
Keats menggunakan ini dan data lainnya untuk membangun arketipe pencakar langit skala kecil.
"Yang kayunya sangat menarik bagi saya karena bahan bangunan dapat ditanam di atap, secara longgar sejajar dengan bagaimana stromatolit beradaptasi dengan tumbuh," kata Keats dalam pernyataan yang sama. "Pencakar langit ini adalah persilangan antara Empire State Building dan kabin kayu Abraham Lincoln."
Stromatolit juga merupakan contoh efisiensi, dengan setiap lapisan berturut-turut menjilat apa yang ditinggalkan para pendahulunya. Live Science bertanya kepada Keats apakah dia membayangkan kota-kota primordialnya menembak sesuatu yang serupa - katakanlah, dengan membangun setiap lantai gedung pencakar langit baru dari tulang belulang orang mati.
"Saya tidak menentangnya," kata Keats kepada Live Science. "Tapi itu akan sangat lambat."
Bangunan kecil Keats, bersama dengan hasil dari percobaan IBP Fraunhofer dan rincian rencana manajemen energi, saat ini dipajang di STATE Studio, sebuah galeri seni di Berlin. Pameran ini berlangsung hingga 29 Februari.
Jika acara tersebut menghasilkan respons yang cukup antusias, Keats ingin membawa ide tersebut ke tingkat berikutnya: uji coba lapangan penuh di kota besar seperti New York. Tes idealnya akan melibatkan modifikasi beberapa bangunan dan bertahan setidaknya satu dekade, katanya.
Uji coba lapangan yang panjang akan membantu mengatasi potensi bug dalam sistem kota primordial. Misalnya, desain generator pasang surut mana yang terbukti paling efektif di kota yang banjir? Dan haruskah femur menjadi tulang konstruksi awal, jika perencana memang menempuh rute itu? Atau apakah tulang yang lebih kecil akan menambah nilai juga?
Tentu saja, perspektif baru tentang desain ini memiliki beberapa potensi jebakan. Misalnya, rencana tersebut dapat membuat masyarakat stratifikasi bahkan lebih dramatis (dan secara harfiah) menjadi kaya dan miskin, dengan orang kaya mungkin memojokkan pasar pada real estat yang dapat bertahan di wilayah pesisir.
"Ada banyak alasan mengapa ini bisa menjadi ide yang sangat buruk," kata Keats kepada Live Science. "Jadi, itu sebabnya penting untuk mulai membuat prototipe sekarang."
Keats berharap Primordial Cities Initiative membuka jalan bagi bidang studi baru yang ia sebut paleobiomimikri. Biomimikri sudah menjadi hal; para insinyur telah mendasarkan desain banyak produk pada hasil kerja evolusi alam. (Velcro, misalnya, diilhami oleh duri lengket onak.) Tetapi paleobiomimikri melihat ke masa lalu yang jauh dan mengambil pandangan yang lebih luas, mengambil pelajaran dan wawasan dari seluruh sistem ekologi.
Keats ingin agar umat manusia mengatasi akar penyebab perubahan iklim: pemompaan karbon dioksida dan gas rumah kaca lainnya ke atmosfer. Tetapi, tidak seperti beberapa puritan, ia juga berpikir mitigasi terhadap dampak terburuk pemanasan global layak untuk diupayakan, seperti yang ditunjukkan oleh proyek barunya.
"Revolusi cenderung berdarah dan tidak dipikirkan dengan matang," kata Keats. "Kita perlu berpikir. Dan untuk berpikir, kita perlu waktu."
