Denne artikkelen er fra Hakai Magazine, en online publikasjon om vitenskap og samfunn i kystøkosystemer. Les flere historier som dette på hakaimagazine.com.
Singapore sprenger i sømmene. Med mer enn 5, 9 millioner mennesker som bor på bare 719 kvadratkilometer, er landet et av de tettest befolkede i verden.
I flere tiår har øystaten utvidet seg på baksiden av importert sand. Singapore har sendt enorme mengder sand fra sine asiatiske naboer og dumpet den i sine kystfarvann. Land hevdet fra havet på denne måten har styrket Singapores størrelse med nesten et kvarter siden 1965, og hjulpet befolkningen til å tredobles. Men miljøhensyn - mye av sanden ble mudret fra sensitive mangroveskoger i Kambodsja - har ført til strengere kontroller og direkte forbud mot handelen.
Nå leter Singapore etter en annen måte å vokse på. I stedet for å bygge mer land, ønsker byen å bygge på havets overflate, med et system med gigantiske flytende flåter bundet til havbunnen. Men først må ingeniører løse et viktig problem: hvordan stopper vi flåtene fra å vingle?
Tjenestemenn i Singapore kvier seg for å diskutere planen, men detaljer ble avslørt i en akademisk studie publisert forrige måned. I den foreslår forskere fra Singapore Department of Civil and Environmental Engineering og andre et rutenett på mer enn 40 individuelle flottører, som hver vil være 35 meter kvadrat - litt større enn en baseball diamant - 12 meter høy, og veie mer enn 7, 5 tonn. Matrisen ville være koblet til en kai på land og sitte i et rolig hav som er omtrent 18 meter dyp. Forskningen på dette stadiet er teoretisk og fokusert på hvordan man kan koble de enkelte flåtene for å holde dem stabile, for eksempel ved å bruke hengsler for å dempe støtene fra bølger. Deretter trenger de å teste designene sine ved å bygge en skalamodell.
Singapore er ikke alene i sitt mål om å utvide. Overfor voksende bestander, stigende havnivå og krympe mengder tilgjengelig land å bygge på, ser andre kystbyer og regioner, fra Hong Kong til Nederland, opprettelsen av flytende marine eiendommer.
Gil Wang, sjøingeniør ved Israel Institute of Technology i Haifa, Israel, leder et team som utforsker flytende plattformer som en måte å utvide den israelske byen Tel Aviv, i den østlige enden av Middelhavet. Han sier flytende byer er et billigere og mer bærekraftig alternativ til å bygge nytt land. Å bruke hauger med sand for å bygge opp havbunnen er miljøskadelig, og er ikke alltid mulig på de store skalaene som ofte kreves, sier Wang. "Mange kystbyer som ikke har innlandet å vokse inn, kommer til å ha dette problemet."
Å bruke flytende plattformer for byutvikling er forskjellig fra konseptet med seadeading, som vanligvis beskriver uavhengige flytende samfunn langt fra land og fri for nasjonale lover. "Det er mer som en ny forstad, " sier Wang, som ser for seg flytende utvikling som strekker seg opptil fem kilometer fra fjæra.
Teamet hans har modellert oppførselen til større flytere enn de som er planlagt for Singapore: opptil 100 meter lange og 30 meter brede, større enn en hockeybane. Hver flottør kunne støtte en trio på 10 etasjer bygninger. Dusinvis av flottører ville bli kombinert for å romme 2280 leiligheter. Utviklere møter utfordringer relatert til politikk, miljøspørsmål og prosjektering. Den israelske designen, beskrevet i en egen studie, tilfredsstiller alle Israels relevante byggekoder og marine sikkerhetsstandarder, sier Wang.
Men en ingeniørutfordring har ennå ikke blitt løst, og kan ende med å synke hele innsatsen: å hindre beboerne fra å være sjøsyk.
"Du kan lage ting som fungerer, men hvis ingen vil bruke dem, er det ikke noe poeng, " innrømmer Wang.
En måte å forbedre den vedvarende svaiingen kan være å installere et flytende bølgebryter i nærheten for å redusere bølgenes påvirkning. En annen tilnærming, som den som er tatt av Singapore-teamet, er å designe kontaktene mellom flottørene slik at de absorberer energi og demper bevegelse.
Problemet er at sjøsyke er uforutsigbar, sier Matti Scheu, sjefskonsulent hos ingeniørfirmaet Rambøll i Hamburg, Tyskland. Scheu prøver å løse et beslektet slingringsproblem: hvordan redusere kvalme hos teknikere som jobber med flytende vindturbiner. "Det kan være litt motintuitivt, " sier han. Forankring av en plattform på plass kan redusere bevegelsesområdet, men det kan også gjøre at bevegelsene blir raskere. "Begge deler er viktige når det gjelder bevegelsessyke, " sier Scheu.
Løsningen ble funnet på et overraskende sted. Det er økende forskning på bevegelsessyke hos kontoransatte i høye bygninger som er berørt av vind. Men Scheu sier at noen alltid vil være mottakelige, uansett hvor lenge de bruker flytende. "Jeg kjenner teknikere som har blitt syke i flere år."
