タイルの上で成長するサンゴ礁：3Dプリントが香港のサンゴ礁を救う方法

はじめに: 香港はコンクリートジャングルとして知られていますが、香港はカリブ海よりも多くの硬質サンゴの種を有し、アジアで最も生物多様性に富んだ都市の 1 つでもあることを知る人はほとんどいません。しかし、これらのサンゴは汚染と急速な都市開発によって脅かされている。この厄介な生態学的問題に対し、香港大学から派生した企業であるArchiREEFは、サンゴの成長を助け、海洋生物の生態系を回復させるように設計された「3Dプリントタイル」という解決策があると主張している。同社は、気候変動に対してサンゴの「耐性」を高めることに貢献できることを期待して、海洋生物学教授のデビッド・ベイカー氏と博士課程の学生のヴリコ・ユー氏によって2020年に共同設立された。
△海底のサンゴ礁生態系
サンゴ礁の底の生態<br /> サンゴ礁は一般的に暖かく浅い海域に存在し、海底の 1% 未満を占めますが、海洋生物全体の 25% 以上が生息しています。サンゴは、サンゴ礁を形成する巨大な海中のコロニーに生息する無脊椎動物で、香港では何千年も前から生息していたが、汚染とサンゴの採掘によりその数は激減した。
ベイカー氏とショーン・ユー氏は、2016年から農業・漁業・自然保護局（AFCD）と協力して海下湾海洋公園のサンゴの復元に取り組んでいる。現在は沿岸保護区となっている海下湾は香港の北部に位置し、かつては建築資材用のサンゴが採掘されていた場所でした。ベイカー氏は、海底の硬い部分が除去され「砂と瓦礫だけが残る」ため、復旧に大きな障害となると述べた。
研究チームはサンゴが生育するための新たな「海底」を作る必要があった。彼らは香港大学の建築学部と協力し、大学の3Dプリント設備を使って人工サンゴ礁の開発を始めました。この人工サンゴ礁は、「脳サンゴ」として知られるカワサンゴ類の自然な形を模倣した幅約2フィートのタイルで作られている。ユウ氏は、その曲がりくねった「谷」が海洋生物を引き寄せ、巣を作ったり捕食者から身を隠したりするのだと語った。
△香港の海下湾海洋公園にあるArchiREEFの粘土製リーフタイル試験場に生息するイカ。ヴリコ・ユウ
タイルが水中に入った後、研究チームは無毒の接着剤を使用して小さなサンゴをタイルに貼り付けました。タイルの形状はサンゴが上向きに成長するのに役立ち、海洋生物を引き寄せてサンゴ礁内に住処を築きます。 2020年夏、海河湾海洋公園の海底にこのようなタイルが130枚以上設置され、「ArchiREEF」が誕生しました。
修復工事の商業化
3D プリントタイルは、ArchiREEF のビジネスモデルのほんの一部にすぎません。 ArchiREEF は、企業顧客や政府を誘致して修復プロジェクトのスポンサーとなった後、修復場所を特定し、サンゴ礁タイルを設置し、5 年間にわたってその場所の管理を継続し、サンゴ礁の成長と生物多様性を監視します。
沈められたコンクリート構造物などの従来の人工サンゴ礁は、海洋生物の生息地としてのサンゴの機能を代替することが多いが、アーキリーフはサンゴが成長するための「基盤」を提供したいとユー氏は述べた。最終的に、サンゴはタイルなしでも自立できるほど強くなるが、その後タイルはダイバーによって破壊されるか、自然に侵食される可能性がある。
ベイカー氏は、ArchiREEF はサンゴが完全に消滅した地域でのサンゴの再生を助けることができると語る。サンゴが完全に消滅した状況はますます一般的になりつつある。科学者たちは、海水温の上昇と水の酸性化により、今後 20 年間で世界のサンゴ礁の 90 パーセントが破壊される可能性があると予測している。
△ダイバーが3Dプリントした粘土タイルを海底に敷いています。出典: CNN
「革新的な」アプローチ<br /> 香港中文大学のサンゴ再生研究者、プイ・イー・アップル・チュイ氏は次のように語った。「オーストラリアのリーフ・デザイン・ラボやD-Shapeなどの企業は、これまでにも3Dプリントを使って水中の生息地を作ってきましたが、アーキリーフが粘土という無毒で天然の素材を使うのは、まさに革新的です。」
コンクリートとは異なり、粘土はサンゴと同様にわずかに酸性であり、実際のサンゴ礁と似た化学組成を持っています。 3Dプリント技術は無限のカスタマイズも可能にし、香港大学の建築家らは、サンゴが生育するためのスペースを広げ、カスタムデザインで特定の環境問題と戦うことも可能になると述べている。
しかし、チュイ氏はまた、人々は修復作業について「現実的」になり、技術のコストと利用可能性を考慮する必要があるとも付け加えた。香港のような場所でも、保全活動が意味のある形で拡大される前に、その効果に関するより多くのデータが必要だと彼女は述べた。「修復は最後の手段であるべきだ。修復する前に保護すべきだ。」
誰もが恩恵を受ける環境保護<br /> これらのサンゴ礁を保護することは、サンゴ礁の恩恵を受け、また重要な炭素貯蔵ベクターでもある海草の草原など、地球の水中生態系を維持するのに役立つ可能性があります。サンゴ礁には経済的な利益もあります。世界サンゴ礁基金の2021年の報告書によると、サンゴ礁は観光業や商業漁業などの沿岸産業を通じて推定10億人の生活を支え、沿岸地域を嵐から守る役割を果たしている。
△化石証拠は、サンゴが香港に何千年も生息していたことを示している
ArchiREEF が規模を拡大するには、まだ道のりが残っています。研究チームは、サンゴが今後も繁栄し、台風などの自然災害にも耐えられるかを確認するため、少なくともあと2年間は海河湾の試験場を監視する予定だ。しかし、ユー氏は、これまでのところ、試験場から得られた結果は有望だと述べた。最初の6か月間の観察では、従来の人工サンゴ礁と比較して、粘土レンガ上で生き残ったサンゴの数は4倍に上った。
さらに10か所のパイロットサイトがすでに計画されており、粘土の生産には大量のエネルギーが消費され、大量のCO2が排出されるため、スタートアップはそれらを利用して3Dプリントのプロセスを完成させ、代替材料を模索する予定だ。
archiREEF は現在、政府機関や大企業のクライアントに重点を置いていますが、将来的には個人もプロジェクトに参加できるようにしたいと考えています。「回復活動は現在、自然保護科学者に限定されているが、利害関係者について言えば、それは全員だ」とユー氏は語った。

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