科学者たちが明るい未来に向けて波に乗っているオレゴン州の研究所

オレゴン州立大学のキャンパスの西端、緑豊かな農地と運動場の間に位置する特別な施設では、人類を救う可能性のある実験が行われています。それはOH Hinsdale Wave Research Labと呼ばれており、エンジニアが注文に応じて海岸線を構築できる世界で唯一の場所の1つです。

2 つの洞窟のような倉庫の中にあるこの場所には、波の砕ける音がこだまし、空気中にはわずかに塩素の匂いが漂っています。倉庫を二分するのは、水が渦巻く細長い谷で、そのセメントの壁には計器類が散りばめられ、その上にはモーター付きのキャットウォークがあり、波打つうねりの上を線路の上を滑ります。大波水路と呼ばれるこのユニークな科学機器は、この種の機器としては北米最大のものです。幅 12 フィート、長さ 342 フィート（サッカー場とほぼ同じ長さ）で、浅い沿岸海の完璧なスライスのように機能します。

水路の一端では、幅広で平らなパドルに取り付けられた巨大な油圧ピストンが、5 秒ごとに最大 5.5 フィートの高さの波を発生させることができます。反対側の谷の底は急に傾斜しており、狭いコンクリートのビーチを形成しています。完璧な波が次々と岩の床を打ち破り、近くのオレゴン州の海岸と同じように、泡を立ててズルズルと戻ってきます。

この施設には、同様に印象的な幅 87 フィート、長さ 160 フィートの指向性波溜まりもあり、「スチールビーチ」と呼ばれています。その「海岸線」は再構成可能な金属板でタイル張りされており、潮汐は 29 個の別々の水力パドルによって生成されます。場合によっては、金属板の代わりに、小さな家や人々が住む沿岸都市の模型が設置され、ミニチュアの壊滅的な洪水によって破壊されることになります。時折、鋼鉄の海岸は、建物の反対側にあるオフィスの窓を揺るがすほど強力な人工津波に襲われます。

ウェーブ・リサーチ・ラボを利用する人は全員、ウェットスーツを準備します。研究者は実験にアクセスするために泳ぐかカヤックをしなければならないことがよくあります。

50 年にわたり、エンジニアや先見の明のある人々がこの研究室を利用して、流体力学の物理学から津波が橋に到達したときに何が起こるかまで、あらゆることを学んできました。ここは、起業家も科学者も、機械工や学部生と並んで機器の使用時間を予約できる場所です。しかし最近では、研究室の実験の多くは、気候変動が世界中の海岸線を急速に塗り替えていることと、海辺のコミュニティが身を守るために何ができるかという1つのことに焦点を当てている。

研究室所長のペドロ・ロモナコは、大きな波の水路の湿った壁にもたれかかり、塩胡椒色の髪が波に煽られる風でわずかに乱れている。彼は生涯を通じて海岸環境を研究しており、ヨーロッパとカナダで水力工学研究所を運営し、その後ここコーバリスにある波動研究所に到着しました。しかし、水と陸の相互作用に対するロモナコの魅力は、ずっと以前から始まっていました。メキシコで育った彼は、いつもビーチを訪れるのが大好きでした。「長い間、私は訪れたすべてのビーチの砂を小さなフィルム容器に入れて保管していました」と彼は言います。「しかし、それは持ち運ぶには重すぎました。」

ロモナコはサーファーのような温和な雰囲気を持っていますが、科学者がさまざまなセンサーを使ってそれぞれのうねりをどのように測定するかを詳しく説明し、エンジニアのような正確さで波を説明します。

彼が話していると、水路の波が何か奇妙な動きをしていることに気づきました。それらの端は中心よりも大きく、より早く壊れます。完璧な波を作ることに特化した施設では、不思議なことに不正確に見えます。ロモナコは笑いながら、私たちからの流れの中ほどにあるコンピュータ群の周りに集まっている研究者のグループを指さした。エメラルド・チュチュと呼ばれる海岸保護プロジェクトの一環である彼らの実験用プロトタイプは波を弱め、セメント海岸に衝突する前にエネルギーの一部を奪っている。

チームの集まりに参加したときに何を期待していたのかはわかりませんが、水中に浮かぶ幅5フィートのゴツゴツとした茶色の塊が水かきに包まれ、ピンクパンサーの浮き輪がちりばめられているわけではありませんでした。長いプラスチック製の触手が、ビニールの海藻のようにその下面から伸びています。水路に埋め込まれたカスタマイズされたカメラと音波発信器を使用して、水の高さと混沌とした流れを測定します。

ノースイースタン大学の土木・環境工学教授で主任研究員のジュリア・ホプキンス氏は、プロトタイプに波が打ち寄せる中、モニターにスクロールアップするデータに目を細める。彼女は大学院生のタイラー・マコーマックと「チャンガス」が水中でどれくらいの高さまで乗っていたかについて話し合っているとき、彼女の帽子の下から青い髪がのぞき込んでいる。

ペンは記者のパッドの上でぎこちなく構えていたが、冗談だろうか。「チュンガスってどういう意味ですか？」

データ追跡と携帯電話に注意を集中させながら、マコーマック氏は休むことなく、Dictionary.com から次のように読み上げました。「これは、『愛らしいほど分厚いものを指す俗語です』」。

一見すると、チュンガスは水生のお手玉椅子のように水中でだらだらと動き回る愛らしい姿をしています。そのとき、コンピューターの横にある頑丈なトランシーバーから音が飛び散ります。 "準備ができて？" と声が尋ねる。

「準備はできました」とマコーマックは答えた。彼は、私たちの上にあるオフィスの窓に立っている研究室研究者のレベッカ・ミラーに手を振りました。彼女がコンピューターのボタンを押して新しい波を開始すると、うめき声とともに波かきが動き始め、水が再び波打ち始めます。

かき混ぜられた水がより深い谷とより高いうねりへと押し寄せる中、建築家のガブリエル・シーラが残りのチームに加わり、下に浮かぶ濡れたずんぐりした巨体に笑顔を向ける。ホプキンスが言うように、彼はエメラルド・チュチュの背後にいる「黒幕」だ。

サングラスを調整しながら――「蛍光灯には耐えられないんです」と彼は説明する――将来のこのチュンガスは広大なネットワークで接続され、その豊満な体には沼地の草や海草が植え付けられるだろうとシーラは言う。最終的に、彼らはふわふわした緑のチュチュのように沿岸都市を囲む空中庭園を形成し、災害から都市を救う可能性があります。この 1 つのプロトタイプが水路内の波の挙動を変えるのに十分なエネルギーを吸収したのと同じように、それらのネットワークが現実世界の高潮を弱めることができます。

シーラ氏によると、エメラルドツツのネットワークは、18 世紀から 19 世紀に多くの海岸線に沿って埋められたり、除去されたりした自然の湿地と区別がつかないでしょう。たとえば、チュンガスからぶら下がっているプラスチック製の触手は、野生で最終的にその上で成長する植物をシミュレートします。「密度が高く、スポンジのような浮遊環境になります」とシーラ氏は言う。「動物たちも喜ぶでしょうね。」研究チームが昨年東ボストンの港に設置した試作品のチャンガスは、密な緑色の傘を生やし、カニ、鳥、虫の住処となった。

「私たちは通常、プラントをインフラストラクチャーとは考えませんが、そうすべきです」と Cira 氏は言います。彼は、従来のコンクリートの「グレーインフラストラクチャ」ではなく、ソフトな「グリーンインフラストラクチャ」の構築を目指す建築家や都市計画者の新しい波の一員です。連邦政府の資金はグリーンインフラに充てられるべきである、なぜならそれが海岸保護の改善と雇用の増加につながるからだと彼は指摘する。「グリーンインフラストラクチャには監視、メンテナンス、維持が必要です」と Cira 氏は言います。「地域コミュニティは、グレーなインフラストラクチャとは異なる形で、財政的にそれに関与できると考えています。」

波動研究所の人々が自分たちの研究の社会的影響について直接話しているのを聞くのは珍しいことではありません。結局のところ、この施設は、気候変動により都市や産業のためのより良い沿岸インフラを革新するエンジニアを支援することを目的として明確に設計されています。これまで以上に危険な地域。「変革への適応は現実のものです」とエメラルド・ツツのチームリーダー、ホプキンスは言う。「段階的に適応することはできません。今、状況を完全に変えなければなりません。」

適応とは、海洋を持続可能なエネルギー源に変えることも意味します。波動研究所で教員研究員として 20 年以上働いているティム・マダックス氏は、同研究所で波力エネルギー変換器 (WEC) を使った実験が劇的に増加しているのを目の当たりにしていると語ります。これらは、幅広いデザインを使用して波の動きを持続可能な電力源に変えるデバイスです。

それらのデザインの一部は、Wave Research Lab でまとめられています。水路のすぐ隣で、オレゴン州立大学の大学院生コートニー・ベリンジャーが、WEC での体づくりにおけるマイルストーンに到達したところです。

「この日が2年間待ち望んでいた日です」とベリンジャーさんは、2人の技術者とともにフォークリフトを使って、『ドクター・フー』のターディスの骸骨版のような機体を移動させながら語った。電話ボックスほどの大きさのこの装置は、テスト中にピストン型 WEC のクレードルとして機能します。

ベリンジャー氏は、この装置をすぐに配備することを楽しみにしている一方で、米国エネルギー省が「ブルーエコノミー」と呼ぶものに向けて、はるか先の将来にも目を向けている。彼女によれば、最終的には、多くの WEC 装置が沖合に浮かんでおり、その中には家ほどの大きさのものや自転車ほどの大きさのものまであり、都市に電力を供給するようになるという。「小さく始めるのが良いのです」と彼女は言います。「おそらく、WECで最初に動力を供給するのは、海上で科学測定を行うことができる小さなロボットになるでしょう。」

現実世界で経験した問題を解決したいと考えている研究者もいます。ウェーブ・リサーチ・ラボでツイン・オーシャン・パワーWECをテストするための助成金を得ているジョン・グエン氏は、専門家でなくても構築できる安価でシンプルな設計を意図的に作ったと語った。彼は電子メールで、ベトナムで過ごした幼少期にインスピレーションを受けたと私に語った。そこで電気の通っていない多くの小さな海岸沿いの町を思い出したという。「私の故郷では、各家が数個の電球のみを使用し、他には何も使用していなかったにもかかわらず、すべての家に十分な電力がありませんでした。以前は、週に約 3 日、送電線を遮断するスケジュールがありました」と彼は言いました。「それ以来、海の電力を利用して電気を生み出すことができるものを作りたいと考えてきました。」彼は、自分の WEC モデルが、自分が育った町のような場所に電力をもたらすことを望んでいます。

研究所でテストされた装置の多くは、ベリンジャーのような研究者の想像から始まりましたが、専門の機械工ダーリンキンプトンのおかげで現実のものとなります。もともと消防士と木工職人として訓練を受けたキンプトンは、自分は「CAD グルー」（遍在する設計ソフトウェアへの言及）で作られたアイデアを、現実の世界で通用するものに変換しなければならない男だ、と冗談を言います。

キンプトンは私に、何よりも仕事上で問題を解決できることが大好きだと語った。研究室で過ごす3日間でよく聞く言葉です。 WEC を構築する方法を考えている場合でも、沿岸の洪水を阻止できるインフラストラクチャの種類を考えている場合でも、これらのエンジニア、科学者、機械工、設計者は、物事がより良く機能することによる満足感を愛しています。

一方、水路の中で、エメラルドチュチュチームはこれまでで最大の課題に直面しています。それは、次の実験に道を譲るために、水に浸かったチャンガスを水から引き上げることです。バイオマスが詰められており、乾燥時の重さは1,150ポンドだった。 1週間のテストを経て浸水した現在、その重量は2倍になっている。皮膚を形成する布製のネットバッグは、水面に浮かぶ際の引っ張りには耐えられるように設計されていますが、セメント水路から引きずり出される場合には耐えられません。一歩間違えば、ティーバッグのように破れて中身が水路にこぼれ、全員が長く不快な掃除を強いられる可能性がある。

シーラとウェットスーツを着た他のチームメンバーは構造物を調べるために水に飛び込み、ホプキンスは手助けのために小さなカヌーを水路に乗り込みます。一方、研究室の研究者ミラーは、天井クレーンを頭上に設置して、水浸しの混乱を引っ掛けることができます。これは、いつか私の故郷サンフランシスコの水没を防ぐグリーンインフラの一部となる可能性があります。

クレーンがゆっくりとチュンガスをセメントビーチに向かって移動させると、話は緑の未来に移ります。「ニューヨークやサンディエゴ周辺でエメラルドチュチュを見たいです」とホプキンスさんは言う。彼女はボストン港を「エメラルドのチュチュに波動エネルギー変換装置が点在する」場所として想像している。

ベリンジャーが彼女のプロジェクトについて言ったことを思い出して、私はこう付け加えた。「WEC がチュンギの世話をするロボットに動力を供給することもできるでしょう。」

「その通りです」とホプキンスは言う。「嵐が来るかどうかに応じて、ロボットにチュンギを異なる構成にさせることもできます。」その後、ホプキンスはさらに大きなことを考え始めます。気候変動により降雨パターンが変化していると彼女は言い、「海上で嵐を追う水上農場を見たいのです」と付け加えた。おそらくそれらは、穀物、ひょうたん、マメ科植物を播いた相互接続されたチュンギのネットワークであり、乗った波によって動力を供給されるエメラルドチュチュのように作られるでしょう。

チームメンバーのアリソン・カヴァロは、チュンガスと泳いでまだ濡れたまま、興奮で震えながら私たちに戻ってきました。「私たちはここにユートピアを築いています！」彼女は興奮しています。

ウェットスーツ、ヘルメット、賢明なブーツを身に着け、持続可能なエネルギーでより安全な未来を築こうと真剣に努力している問題解決者たちを見回すと、彼女の気分を感じずにはいられません。高い窓から太陽が傾き、チュンガスは人工の海岸線に止まり、数十の小さな穴から水を噴出させています。ソフトインフラは生き残っており、それとともにブルーエコノミーへの希望も残っています。一瞬、ユートピア、少なくともより健全な世界が実現可能かもしれないと感じます。

アナリー・ニューウィッツは、受賞歴のあるジャーナリスト、サイエンスライター、小説家です。彼らの最新小説は『テラフォーマーズ』で、Tor Books から 2023 年 1 月に出版されます。