Wie baut man eine schwimmende (auf dem Wasser) pflanzliche Insel?

Wie könnten Wissenschaftler im Idealfall mit der heutigen Technologie oder der von einigen Jahrzehnten in der Zukunft eine im Meer schwimmende Insel 1 konstruieren, die diese Kriterien erfüllt?

  • Es ist groß genug, dass Menschen darauf leben können, und autark
  • es ist überwiegend pflanzlich oder ähnlich lebendig und so
    • kann kleinere Schäden (z. B. Verlust geringer Mengen an Auftriebsmaterial) automatisch reparieren
    • kann (bis zu einem gewissen Grad) automatisch expandieren
    • Größere Schäden (z. B. Verlust ganzer "Äste" (oder gleichwertig)) sind behebbar, wenn auch vielleicht mit menschlicher Hilfe
  • es würde weit weg vom Land bleiben
  • (Bonus: Es kann im Ozean bewegt werden, gesteuert von seinen Bewohnern)

Rücksichtnahme

Es scheint mir, dass ein einzelner Organismus unpraktisch sein könnte; wäre jedoch eine Art Gerüst mit Kelp oder einem ähnlich lebhaften Wasserkraut möglich, das daraus wächst?

1. Es wurden bereits Fragen zu im Himmel schwebenden Inseln gestellt; das ist keiner von ihnen.

Nur um das klarzustellen, das schwimmt auf dem Ozean , ja? Nicht in der Luft?
Willkommen bei Worldbuilding, Benedict Randall Shaw! Wenn Sie einen Moment Zeit haben, nehmen Sie bitte an der Tour teil und besuchen Sie das Hilfezentrum , um mehr über die Website zu erfahren. Sie können auch Worldbuilding Meta und The Sandbox (für die beide 5 Wiederholungen zum Posten benötigen) nützlich finden. Spaß haben!
@Dubukay oops ja, tut mir leid

Antworten (4)

Ihr größtes Problem sind Stürme. Alles, was groß genug ist, um selbst einen Menschenstamm zu ernähren, wird zu groß sein, um einen Sturm zu überleben. Sie können einfach nichts so Großes bauen, dass eine starke Wellenbewegung nicht auseinander reißen kann. Hier sind Sie nur an das Verhältnis von Materialstärke zu Gewicht gebunden, selbst hohler Stahl hat Grenzen. Es ist auch unmöglich, etwas in dieser Größe zu steuern. Stattdessen fahren Sie mit vielen kleineren schwimmenden Objekten, die für eines pro Familie ausreichen. Also im Grunde Organismenboote, die eine Flottille bilden.

Es gibt einige Möglichkeiten, dies zu tun:

  1. So etwas wie schwimmende Bambus-ähnliche Pontons könnten eine gute Wahl sein, da Gräser sich organisch um eine Stange nach der anderen ausdehnen können und Überschüsse als Baumaterial verwendet werden können. Dies kann die Illusion eines größeren schwimmenden Waldes erwecken, der nachteiligerweise nicht leicht zu steuern ist und viel mehr Anstrengung vom menschlichen Teil erfordert. nach oben, während Stürme sie auseinanderreißen, was übrig bleibt, schwimmt noch und kann wachsen.

  2. Alternativ wäre es sehr wirkungsvoll, ein echtes Schiff aus einem einzigen Baum zu züchten. Ein Stück Holz, das das Ganze umfasst, mit Zweigen und Blättern anstelle von Segeln. Normales Holz funktioniert dafür nicht, Sie brauchen Holz, das in einem Patchwork-Muster wächst, fast "zellulär", aber im Makromaßstab, da Holz selbst nicht wachsen kann. Alternativ kann es mit einer rindenartigen Hülle nach außen wachsen, aber Ihre Schiffe werden dann weitgehend solide sein, es sei denn, die Menschen schnitzen das Innere heraus, aber sie werden es schwer haben, funktionelle Werkzeuge dafür zu finden. So oder so, wenn man das Wachsen lässt, kann man ohne große Probleme etwas bekommen, das den größten seetüchtigen Holzschiffen entspricht, die jemals gebaut wurden, man endet auch mit Schiffen jeder Größe, die kleinsten Schösslinge könnten schlanke Kanus oder Ruderboote sein. Dies fügt viel Vielseitigkeit hinzu und lässt die Menschen sich viel einfacher bewegen.

Sie benötigen viele andere Pflanzen für Tauwerk, und Ihre Leute werden hauptsächlich vom Fischfang leben. Sie benötigen auch eine organische Form der Wasserreinigung. Sie können auch beide Ideen für Abwechslung kombinieren.

Es liegt in der Hand der Menschen, es weit vom Land entfernt zu halten. Es gibt keine Möglichkeit, etwas zu verhindern, das flach wird, ohne es zu steuern.

Denken Sie daran, dass Ihre Menschen ohne auf Mineralien basierende Technologie in der "Steinzeit" -Technologie (ohne den Stein) stecken bleiben. Es gibt moderne Jägerversammlungen, die so leben, dass alle ausschließlich Inselbewohner sind, wo Sand der Hauptbestandteil der Inseln ohne brauchbaren Stein ist. Feuer ist ein wesentliches menschliches Werkzeug, daher müssen Ihre "Schiffe" viel Treibstoff erzeugen.

Es gibt eine Fülle von Material sowohl auf natürlich vorkommenden als auch auf von Menschenhand geschaffenen Inseln. Einige sind tatsächlich bereits mit menschlichen Siedlungen auf ihnen und autark.

Natürlich vorkommende schwimmende Vegetationsinseln

Die meisten natürlich vorkommenden Vegetationsinseln werden durch Schilf, Seggen, Rohrkolben oder Binsen gebildet, die sich von einer Küstenlinie nach außen erstrecken. Wenn der Wasserspiegel aufgrund von ungewöhnlichen Regenfällen ansteigt, lösen sie sich vom Seebett und bilden eine schwimmende Insel. Im Laufe der Zeit können diese absterben, aber es ist genug vorhanden, um ein Bett zu bilden, auf dem andere Pflanzen wachsen können. Wenn der Wasserstand aufrechterhalten wird, können diese schwimmenden Inseln ziemlich dauerhaft sein, mit vielen Beispielen in Europa, dem Amazonas und Mexiko.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Künstlich hergestellte schwimmende Inseln

Lesen Sie etwas über das Volk der Uru in Peru . Aus Verteidigungsgründen schufen sie 120 schwimmende Inseln aus Totora-Schilf, die groß genug sind, um Siedlungen zu enthalten, von denen sie leben und von denen sie fischen können. Ihre Bevölkerung beträgt etwa 2600.

Jede Insel hält etwa 30 Jahre, während das Schilf verrottet und wegschwimmt, selbst wenn die Schichten an der Oberfläche gesund sind, so dass es einen konstanten Teil ihrer Lebensgrundlage gibt, im Laufe der Zeit mehr Schilf hinzuzufügen.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Im offenen Ozean

Viele der oben genannten Beispiele befinden sich in Seen oder ziemlich statischen Gewässern. Im Ozean ist eine andere Geschichte, Sie brauchen ein starkes Material, um den Belastungen im offenen Ozean standzuhalten. Während des Zweiten Weltkriegs gab es einen Vorschlag, einen Flugzeugträger aus Zellstoff und Eis zu bauen, der von zwei Dutzend Motoren angetrieben wird.

Das Projekt hieß Habbakuk und die Idee war, eine 1200 x 180 m große, 12 m dicke, schwimmende Insel zu haben, um schwere Bomber zu starten. Mit einer Reichweite von 11000 km war es unempfindlich gegen Torpedos, was damals ein großer Vorteil war.

Es wurde abgesagt, als die Reichweite der Flugzeuge zunahm und auch als mehr traditionelle leichtere Begleitflugzeugträger in zunehmender Zahl produziert wurden, aber es ist eine gute Demonstration, dass es mit etwas Aufwand hätte gemacht werden können.

Beachten Sie, dass sich diese auf Seen oder Flüssen befinden. Im Ozean würden sie vom ersten Sturm auseinandergerissen, wenn nicht früher von Wellenbewegungen.

Balsabäume ( Ochroma )

Durch die Verwendung von Balsaholz aufgrund seines großen Festigkeits-Gewichts-Verhältnisses und anderer schwimmfähiger Pflanzenmaterialien können Sie ein stabiles Fundament ähnlich einem Floß schaffen, aber Sie benötigen auch einen Kiel , um zu verhindern, dass Ihre Insel umkippt, und einen Rumpf , um zu handeln als Stützmauer für Ihre schwimmende Insel, so können Sie mehr Balsabäume pflanzen, die zum Austausch beschädigter Teile verwendet werden könnten. Am Ende konstruieren Sie im Grunde genommen ein Schiff, das im Grunde fast auf gleicher Höhe mit dem Wasser liegt, und Sie landen nur in einem endlosen Kampf der Kräfte , um schwimmfähig zu bleiben.

Mögliche Herausforderungen

  • Salzgehalt, verwenden Sie vielleicht Mangrovensysteme unter dem Fundament, damit Salzwasser etwas eindringen kann und im Grunde eine Art Mini-Süßwassertisch unter Ihrer Insel entsteht.
    • Absinken, je nachdem wie viel Wasser durchsickern darf.

Künstlerische Interpretation

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Wir suchen also nach einem Material auf Pflanzenbasis, mit dem eine schwimmende Meeresinsel gebaut werden kann, die groß genug ist, dass Menschen darauf leben können, die dann autark ist, repariert und erweitert werden kann und die bestehen bleibt weit weg vom Land? In diesem Fall nominiere ich Southern Bull Kelp, auch bekannt als Durvillea Antarctica . Auch bekannt als "Rimurapa" bei den Maori, "Rimuroa" bei den Moriori und als "Chocayuyo" bei den Quechua, Aymara und Mapuche.

Diese Braunalgenart, die im Südpolarmeer bis zu den Küsten der Antarktis vorkommt, hat keine Luftblasen – die Meere der Roaring Forties, Furious Fifties und der Shrieking Sixties sind viel zu rau, tobend und turbulent dafür . Stattdessen schwimmt es aufgrund einer einzigartigen Wabenstruktur in den Blättern der Alge, was ihm auch außergewöhnliche Festigkeit und Auftrieb verleiht und dem Seetang hilft, Schäden durch Stürme zu vermeiden. D. antarctica muss Kräften standhalten, die Windgeschwindigkeiten von über 1100 km/h entsprechen.

Es wird angenommen, dass dies für die weite zirkumpolare Verbreitung dieser Gattung verantwortlich ist, da der Seetang schwimmen kann, wenn sein Halt versagt (normalerweise als Folge von Würmern und Weichtieren, die an ihm fressen, oder weil die Felsen, an denen er befestigt ist, wegbrechen). . Es kann auf diese Weise andere Küsten kolonisieren und es hat sich gezeigt, dass es Gemeinschaften von Wirbellosen über weite Entfernungen des Ozeans von einem Ufer zum anderen trägt, wobei dieses „Rafting“ mit Durvillaea antarctica insbesondere einer Vielzahl von Arten das Inselhüpfen und Wiederaufleben ermöglicht - Kolonisieren Sie subantarktische Küsten, die während der letzten Eiszeit vom Eis sauber gescheuert wurden.

Der südliche Māori-Stamm Ngāi Tahu hatte verschiedene Verwendungen für Ochsentang: Der schmale Stiel, der den Halter mit der Klinge verband, wurde zu einer Flöte geformt; die Klinge wurde geröstet und gekaut; die Haltestiele oder Stiele wurden verwendet, um springende Bälle herzustellen; und breite Klingen wurden als Beutel zum Konservieren von Lebensmitteln verwendet. Māori stellten Taschen her, die pōhā genannt wurden, indem sie die Klingen aufspalteten und sie aufblähten.

Sie produzierten die Tüten im Sommer in großen Mengen in Vorbereitung auf die Hammelbirding [titi]-Saison. Aufgeblasene Klingen wurden mehrere Tage zum Trocknen aufgehängt, dann entleert und aufgerollt. Diese Beutel würden dann verwendet, um die Hammelvögel (titi) in ihrem eigenen Fett zu lagern. Die Außenhaut der Schaufeln ist luftdicht und schließt Luft in der wabenartigen Struktur im Inneren jeder Schaufel ein. In einem Pōhā konservierte Lebensmittel können zwei bis drei Jahre sicher aufbewahrt werden.

Um unser riesiges, schwimmendes Floß im Inselstil zu schaffen, könnten wir es entweder herstellen, indem wir die Seetangstränge zusammenweben – die einfachste Methode und am einfachsten zu warten und zu reparieren. Oder (/und) wir könnten die gleiche Methode anwenden, die die Maori zur Herstellung ihrer Pōhā verwendeten, um jeden Blatt des Bullentangs, der in der Basis des Floßes verwendet wird, aufzuspalten und aufzublasen, wodurch der Auftrieb erheblich erhöht und es zu einem massiven aufblasbaren Boot wird. Oder, wenn Sie etwas fortschrittlicheres und innovativeres wollen, können Sie einfach den gesamten Bullentang ernten (da es sich um ein braunes Alginat handelt), ihn industriell verarbeiten, um Natriumalginat daraus zu extrahieren, und ihn zum Formen der schwimmenden Inselschiffe verwenden Rumpf aus Alginat-Kunststoff statt.

Es wurden bereits Studien zur Verwendung von Alginatpolymeren als Baumaterialien durchgeführt, und es wurde gezeigt, dass sie eine erhebliche Flamm-, Feuer- und Hitzebeständigkeit sowie Wasserundurchlässigkeit verleihen. Andere Substanzen können den Materialien zugesetzt werden, um die Vernetzung zu verbessern und/oder um Resistenz gegen Pilzabbau zu erzeugen. Zu den Baumaterialien, die unter Verwendung von Alginatpolymeren hergestellt, verarbeitet oder behandelt werden können, gehören Holzprodukte; Mauerwerksprodukte; Produkte für Wände, Dächer, Fußböden und Verkleidungen; und Lackprodukte. Darüber hinaus kann Natriumalginat in Form eines Gels als Brandschutz verwendet werden, um das Vordringen von Bränden, die die Insel gefährden könnten, wirksam zu stoppen.

Auch der Agar und das Carrageenan, das daraus extrahiert werden kann, sind sehr nützlich. Ebenso wie die aus diesen Algen extrahierten Hydrokolloide, die Moleküle enthalten, die Cremes und Lotionen Viskosität verleihen. Tatsächlich enthalten fast alle Kosmetika unter ihren Inhaltsstoffen „Algenextrakt“, weshalb sie so häufig in diese Produktklasse eingearbeitet werden. Studien zeigen nun, dass diese Ernte auch leicht für die relativ billige, einfache und leichte Produktion von Biokraftstoffen wie Ethanol verwendet werden kann, was zweifellos entscheidend für die Etablierung einer industriellen Basis und die Aufrechterhaltung des Antriebs des schwimmenden Inselfloßes wäre. Und um auch an der Nachhaltigkeitsfront zu helfen, ist Cochayuyo auch vollständig essbar; eine beliebte Delikatesse in der chilenischen Küche.

Cochayuyo zum Verkauf in einem chilenischen Lebensmittelmarkt

Heute wird es für seine bemerkenswerten medizinischen Eigenschaften geschätzt. Es wird zur Gewichtskontrolle, zur Senkung des Cholesterinspiegels, zur Vorbeugung von Verstopfung, Kropf, Schilddrüsenunterfunktion und Sodbrennen empfohlen und ist dank seiner Vitamine und Mineralien ein Energiespender. Es kann auf verschiedene Arten gegessen werden: als Marmelade, „Empanadas“, „Ceviche“, gegrillt oder püriert, Kroketten und sogar Algenrisottos. Am häufigsten wird es jedoch in Eintöpfen wie „Charquicán“, einem typisch chilenischen Gericht, sowie in Salaten verwendet.

Es wird normalerweise durch Sonnentrocknung konserviert, und die Ernte kann jahrelang als Vorrat aufbewahrt werden. Um es in einem Gericht zuzubereiten, muss es nur durch Einweichen in Wasser aufgeweicht werden. Dank seiner extrem schnellen Wachstumsrate, seiner hohen Kalorienzahl, seines hohen Proteingehalts (ausreichend, um Fleisch in einigen einheimischen chilenischen Diäten vollständig zu ersetzen) und eines extrem hohen Mineralgehalts (ausreichend, um auch als äußerst nützlicher Gründünger dienen - wenn auch mit einem sehr hohen Salzgehalt - so dass auf der Insel auch andere salzresistente Pflanzen angebaut werden könnten, auch ohne Erde).

Also, wie nahrhaft ist es? Hier ist eine Studie über die ernährungsphysiologischen Eigenschaften und maximalen Erträge des Southern Bull Kelp, aufgenommen in den Gewässern der Kerguelen-Inseln:

Die ungefähre Zusammensetzung (% Trockengewicht) von Durvillaea antartica (Cham.) ist für Wedel und Stiel ähnlich, nämlich 28 % Asche, 3 % Protein, ca. 1 % Lipid, weniger als 10 % säurelösliche Kohlenhydrate und 60 % Säure -unlösliches Kohlenhydrat. Der Halt unterschied sich durch 22 % Asche und 66 % säureunlösliches Kohlenhydrat. Das energetische Niveau aller 3 Komponenten betrug ca. 13 kJ (/g Trockengewicht). und ca. 17 kJ (/g aschefreies Trockengewicht). Der relative Anteil der 3 Pflanzenkomponenten variierte wenig für Pflanzen mit Stängeldurchmessern im Bereich von 10 bis 40 mm und betrug ca. 8, 3 und 89 % Nassgewicht und ca. 10, 4 und 86 % kJ für den Festhaltestiel , bzw. Wedel. Die im Sommer gefundene maximale Dichte betrug 471 Einzelpflanzen/m², 226 kg Nassgewicht/m² und 457.000 kJ/m².

Zum Vergleich: Die meisten modernen Länder haben Getreideerträge von 5 Tonnen pro Hektar. Der Weltrekordertrag für eine Reisernte liegt bei 22,4 Tonnen Reis pro Hektar; und die heutige weltweite Produktion von pflanzlichen Rohkalorien aus Grundgetreide reicht aus, um etwa 10 Menschen/ha zu ernähren. Im Gegensatz dazu liefert Durvillaea antarctica in den Gewässern des Kerguelen-Plateaus, selbst wenn es in freier Wildbahn wächst und weitgehend unkultiviert ist, einen maximalen Ertrag von 2.260 Tonnen pro Hektar oder 350 Tonnen pro Hektar Trockengewicht. In Algenfarmen können die Erträge leicht doppelt so hoch sein. Und nach den Nährwerten der Proben von Durvillaea antarctica vom Kerguelen-Plateau würde das einem Ernteertrag von etwa 2 Millionen kJ pro feuchter Tonne entsprechen. Die RDA eines durchschnittlichen Erwachsenen beträgt knapp 1 Million kJ pro Jahr; daher, der Anbau von Cochayuyo für Lebensmittel sowie für industrielle Zwecke und zur Reparatur und Erweiterung des Schiffs würde es ihnen ermöglichen, eine Person für jeden einzelnen Quadratmeter Anbaufläche zu ernähren; 10000 Einwohner/ha.

Wie groß soll Ihre schwimmende Insel also sein und welche Art von Bevölkerung soll sie idealerweise ernähren können? Durvillea antarctica wächst in einer Tiefe von bis zu 15 m unter der Oberfläche; lasst uns also geneigte Schürzen um die „Küstenlinie“ unserer Insel hinzufügen, die bis in diese Tiefe reichen, um einen Ankerplatz für ihre Festen zu schaffen und als unser Anbaugebiet zu dienen; ungefähr 30qm für jeden Meter „Küstenlinie“.

Wenn Sie dies tun, würde eine Insel von der Größe eines großen Kreuzfahrtschiffes auch eine Cochayuyo-Ernte produzieren, die groß genug ist, um eine Bevölkerung von mehr als 20.000 Menschen zu ernähren; Eine Insel von der Größe des Flugzeugträgers Projekt Habbakuk wäre in der Lage, mindestens genug Cochayuyo anzubauen, um ungefähr 84.000 Menschen auf unbestimmte Zeit zu ernähren. Und die Anbaufläche könnte leicht um das Fünffache oder mehr vergrößert werden, indem man die Form der „Küste“ der Insel verändert, indem man ihr eine blättrige oder blütenblattförmige Form gibt, wodurch die maximal nachhaltige Bevölkerung erhöht wird, bis sie größer ist als die Bevölkerung Islands.

Oder, um ein weniger dystopisches Best-Case-Szenario darzustellen, eine Bevölkerung von rund 25.000 Menschen relativ komfortabel zu versorgen, selbst wenn nur 6 % der jährlichen Cochayuyo-Ernte für Lebensmittel verwendet werden und die überwiegende Mehrheit der Ernte für andere Zwecke wie z wie die Herstellung von Biokraftstoffen, Biopolymeren und Biokunststoffen, Hautprodukten, Kosmetika und Düngemitteln für den Anbau anderer Pflanzen in Gewächshäusern an Bord. Wie klingt das?