在遥远的西部边缘在俄勒冈州立大学的校园里,一个隐藏在青翠的农田和运动场之间的非凡设施正在进行可以拯救人类的实验。它被称为O.H.欣斯代尔波浪研究实验室,它是世界上唯一一个工程师可以按订单建造海岸线的地方。Beplay客户端安卓版

这个地方坐落在两个洞穴般的仓库里,回荡着海浪的声音,空气中有淡淡的氯味。将仓库一分为二的是一条狭长的翻腾的水槽,水泥墙壁上布满了仪器仪表,顶部是一条电动跑道,在波涛汹涌的水面上滑行。被称为大浪水槽这个独特的科学仪器是北美同类仪器中最大的。它宽12英尺,长342英尺——大约是一个足球场的长度——就像一片完美的浅海海岸。

在水槽的一端,巨大的液压活塞连接在一个宽阔平坦的桨上,每五秒钟就能产生高达5.5英尺的波浪。在另一端,槽的底部陡然向上倾斜,形成一个狭窄的混凝土海滩。一波又一波完美的海浪穿过岩石地面,冒着泡沫,又发出声音,就像它们在附近的岩石上一样俄勒冈州海岸。

该设施还拥有一个同样令人印象深刻的定向波盆地,87英尺宽,160英尺长,绰号为“钢铁海滩”。它的“海岸线”由可重构的金属板铺成瓷砖,潮汐由29个独立的液压桨产生。有时,金属板会被沿海城市的模型取代,这些城市里有被微型灾难性洪水摧毁的小房子和人。钢铁海滩偶尔会受到人造海啸的冲击,海啸如此强大,以至于大楼另一侧办公室的窗户都在摇晃。

任何使用波浪研究实验室的人都准备好了潜水服。研究人员通常必须游泳或划独木舟才能进入他们的实验场所。

50年来,工程师和有远见的人一直在利用实验室来了解从流体动力学物理到海啸袭击桥梁时会发生什么的一切。在这里,企业家和科学家可以与机械师和本科生一起在设备上预约时间。但如今,该实验室的许多实验都集中在一件事上:气候变化如何迅速重新绘制世界各地的海岸线,以及海滨社区可以做些什么来保护自己。

虽然欣斯代尔的水槽和波浪池可以模拟海啸,但它们只有几英尺高(上图);实验室主任Pedro Lomonaco(下)。
虽然欣斯代尔的水槽和波浪池可以模拟海啸,但它们只有几英尺高(上图);实验室主任Pedro Lomonaco(下)。Terrellyn Moffett的《Atlas Obscura》

实验室主任Pedro Lomonaco靠过来靠在大浪水槽潮湿的墙壁上,他那盐花色的头发在海浪吹起的微风中微微凌乱。他的整个职业生涯都在研究沿海环境,在来到科瓦利斯的波浪研究实验室之前,他在欧洲和加拿大经营着水力学工程实验室。但洛莫纳科人对水与陆地相互作用的迷恋始于更早的时候。他在墨西哥长大,一直喜欢去海滩。他说:“有很长一段时间,我把我去过的每个海滩的沙子都装在小胶片筒里。”“但后来它太重了,无法随身携带。”

Lomonaco有着冲浪者的亲切氛围,但他以工程师的精确描述海浪,详细描述了科学家如何用一系列传感器测量每一个海浪。

在他说话的时候,我注意到水槽的波浪有些奇怪。它们的边缘比中心断裂得更大更早。在一个致力于创造完美波浪的设施中,它似乎奇怪地不精确。Lomonaco咧嘴一笑,指着一群研究人员,他们聚集在一排电脑周围,离我们大约有一半的距离。他们的实验原型是海岸保护项目“翡翠图图”的一部分,它能在海浪撞击水泥海岸之前减弱海浪的能量。

当我加入这个团队时,我不确定我期待看到的是什么,但它不是一个5英尺宽的褐色肿块,漂浮在水中,被织带包裹着,上面点缀着粉红豹的漂浮物。长长的塑料触须从它的底部伸出,就像乙烯基海藻一样。他们使用定制的摄像头和嵌入水槽的声波发射器,测量水的高度和混沌水流。

翡翠图图实验的成员们在争吵他们的测试“春古斯”(上);原型由网、塑料触须和偶尔出现的粉红豹漂浮装置(中间)组成;Emerald Tutu的首席调查员Julia Hopkins(下)。
翡翠图图实验的成员们在争吵他们的测试“春古斯”(上);原型由网、塑料触须和偶尔出现的粉红豹漂浮装置(中间)组成;Emerald Tutu的首席调查员Julia Hopkins(下)。Terrellyn Moffett的《Atlas Obscura》

首席研究员、东北大学土木与环境工程教授茱莉亚·霍普金斯(Julia Hopkins)眯着眼睛看着显示器上滚动的数据,海浪击打着原型机。当她与研究生泰勒·麦科马克(Tyler McCormack)讨论“chungus”在水中有多高时,一缕蓝色的头发从她的帽子下探了出来。

潘尴尬地站在我的记者本子上,我怀疑她是不是在开玩笑。“春古斯是什么意思?”

麦科马克的注意力一直集中在数据跟踪和手机上,他大声朗读了Dictionary.com上的一段话:“这是‘一个俚语,指任何可爱的粗块儿’。”

乍一看,这只春鼠还挺可爱的,它在水里荡来荡去,就像一张水上豆袋椅。就在这时,电脑旁边一台粗犷的对讲机发出噼啪的声音。“准备好了吗?一个声音问道。

“准备好了,”麦科马克回答。他向站在我们楼上办公室窗口的实验室研究员丽贝卡·米勒挥手。她按下电脑上的一个按钮,启动了一组新的波浪,伴随着一声呻吟,波浪桨开始移动,海水又开始泛起涟漪。


随着激流涌动进入更深的波谷和更高的波浪,建筑师Gabriel Cira加入了团队的其他成员,对着下面漂浮的潮湿的软绵绵的boi微笑。正如霍普金斯所说,他是《翡翠兔兔》背后的“策划者”。

他调整了一下太阳镜——“我受不了荧光灯,”他解释说——cira说,未来版本的这种chungus将被连接在一个巨大的网络中,它们丰满的身体上种上了沼泽草和海藻。最终,它们会在沿海城市周围形成漂浮的花园,就像毛茸茸的绿色芭蕾舞裙一样,有可能使它们免于灾难。就像这个原型吸收了足够的能量来改变水槽中波浪的行为一样,它们的网络可以抑制现实世界中的风暴潮。

根据Cira的说法,翡翠图图网络将与18世纪和19世纪沿着我们的许多海岸线被填满或以其他方式被消除的自然沼泽难以区分。例如,挂在春虾上的塑料触须将模拟最终在野外生长的植物。“它变成了一个密集的、海绵状的漂浮环境,”Cira说。“动物们也会喜欢的。”去年,该团队在东波士顿港口放置了一只春鼠原型,长出了浓密的绿色帽,成为螃蟹、鸟类和蠕虫的家园。

“我们通常不认为工厂是基础设施,但我们应该这样做,”Cira说。他是新一波建筑师和城市规划者中的一员,他们希望建造软的“绿色基础设施”,而不是传统的混凝土“灰色基础设施”。他指出,联邦资金应该用于绿色基础设施建设,因为这将带来更好的海岸保护和更多的就业机会。“绿色基础设施需要监控、维护和保养,”Cira说。“我们认为,当地社区可以从经济上参与其中,而不是依靠灰色基础设施。”

Emerald Tutu乐队的Gabriel Cira(戴墨镜)和Tyler McCormack(上);实验室的工作人员和来访的科学家正朝着更可持续的未来大步迈进——并留下潮湿的足迹(中间);实验室周围的照片证明了该设施偶尔的娱乐用途(下图)。
Emerald Tutu乐队的Gabriel Cira(戴墨镜)和Tyler McCormack(上);实验室的工作人员和来访的科学家正朝着更可持续的未来大步迈进——并留下潮湿的足迹(中间);实验室周围的照片证明了该设施偶尔的娱乐用途(下图)。Terrellyn Moffett的《Atlas Obscura》

海浪研究实验室的人直接谈论他们研究的社会影响并不罕见——毕竟,在气候变化使这些地区比以往任何时候都更加危险的时候,这个设施的设计明确地帮助工程师为城市和工业创新更好的沿海基础设施。“转型适应是真实存在的,”Emerald Tutu团队负责人霍普金斯说。“我们无法逐步适应;我们现在必须彻底改变现状。”


适应也意味着改变海洋变成可持续能源。Tim Maddux在波浪研究实验室工作了20多年,他说他看到了实验室中波浪能量转换器(WECs)实验的急剧增长。这些设备通过广泛的设计将波浪的运动转化为可持续能源。

其中一些设计正在Wave研究实验室中进行整合。就在水槽旁边,俄勒冈州立大学研究生考特尼·贝林格刚刚在她的WEC构建中达到了一个里程碑。

“这是我已经等了两年的一天,”贝林格说,她和两名技术人员正在用叉车把一个看起来像骨架版的塔迪斯从这里搬出来医生.在测试期间,这个电话亭大小的设备将作为活塞形WEC的支架。

金属板可以在实验室的波浪盆地中重新配置,以复制不同的海岸环境(左上);研究生考特尼·贝林格正在对她的波能转换器原型进行最后的润色(右上);绵延的波浪盆地,160英尺长,被戏称为“钢铁海滩”(下)。
金属板可以在实验室的波浪盆地中重新配置,以复制不同的海岸环境(左上);研究生考特尼·贝林格正在对她的波能转换器原型进行最后的润色(右上);绵延的波浪盆地,160英尺长,被戏称为“钢铁海滩”(下)。Terrellyn Moffett的《Atlas Obscura》

虽然贝林格期待尽快部署该设备,但她也展望了更长远的未来美国能源部称之为“蓝色经济”。她说,最终会有许多WEC设备漂浮在海上——有的大如房屋,有的小如自行车——为城市提供电力。“从小处开始是好的,”她说。“也许我们用WECs驱动的第一件事将是可以在海上进行科学测量的小机器人。”

其他研究人员想要解决他们在现实世界中遇到的问题。约翰·阮(John Nguyen)获得了一笔资金,可以在波浪研究实验室测试他的双海洋动力WEC,他说他故意做了一个便宜、简单的设计,即使是非专家也能做出来。他在电子邮件中告诉我,他的灵感来自他在越南的童年,他回忆起那里许多没有电的沿海小镇。他说:“我的家乡没有足够的电力供应所有的房子,尽管每户房子只使用几个灯泡,没有其他东西……我们过去一周大约有三天停电。”“从那以后,我一直在考虑创造一种可以捕捉海洋能量来发电的东西。”他希望他的WEC模型能给他长大的小镇这样的地方带来电力。Beplay客户端安卓版

在实验室测试的许多设备都是在贝灵哲等研究人员的想象中开始的,但多亏了机械专家达林·金普顿(Darin Kimpton),它们才真正成为现实。金普顿最初接受的训练是消防员和木工,他开玩笑说,他是那个必须把用“CAD胶水”(指无处不在的设计软件)制作的想法转化为现实世界中可以支撑的东西的人。

金普顿告诉我,最重要的是,他喜欢在工作中解决问题。这是我在实验室的三天里经常听到的。无论他们是在研究如何建造一个WEC,还是什么样的基础设施可以阻止沿海洪水,这些工程师、科学家、机械师和设计师都喜欢让事情变得更好的满足感。


与此同时,在水槽内翡翠兔兔团队正面临着迄今为止最大的挑战:将一只被水浸透的春鼠从水里捞出来,为下一次实验让路。它充满了生物质,干燥后重达1150磅。现在,经过一周的测试,它的重量增加了一倍。形成它的皮肤的织物网袋的设计是为了应对漂浮在水面上的拉扯,但不能承受从水泥水槽中拖出来。稍有不慎,它就会像茶包一样裂开,里面的东西会溅到水槽里,让每个人都不得不进行漫长而不愉快的清理工作。

Cira和其他穿着潜水服的团队成员跳入水中检查结构,而霍普金斯则将一只小独木舟放入水槽中帮忙。与此同时,实验室研究员米勒在头顶上放置了一台吊车,钩住这些浸湿的垃圾,有朝一日,这些垃圾可能会成为绿色基础设施的一部分,防止我的家乡旧金山被淹没。

当起重机慢慢地将春鼠移向水泥海滩时,话题转向了绿色未来。“我想在纽约和圣地亚哥看到Emerald Tutus,”霍普金斯说。她把波士顿港想象成一个“绿宝石图图上点缀着波浪能转换器”的地方。

回想起贝林格对她的项目所说的话,我补充道:“我们可以让WECs为照料忠鼠的机器人提供动力。”

“没错,”霍普金斯说。“我们可以让机器人根据是否有暴风雨来不同地配置chungi。”然后霍普金斯开始考虑更大的问题。气候变化正在改变降雨模式,她说,“我想看到海上追逐风暴的漂浮农场。”也许它们会像Emerald Tutu一样,由相互连接的chungi组成的网络,种子是谷物、葫芦和豆类,由它们所乘坐的波浪提供动力。

队员艾利森·卡瓦洛(Allison Cavallo)和我们一起游泳,浑身还是湿的,她兴奋地加入了我们。“我们正在这里建造乌托邦!”她兴奋地说。

看着周围那些穿着潜水服、戴着安全帽、穿着舒适靴子的问题解决者,他们认真地试图用可持续能源建立一个更安全的未来,很难不捕捉到她的心情。阳光从高高的窗户斜射进来,春河鼠在人工海岸线上休息,从几十个小洞里喷出水。软基础设施得以保留,随之而来的是蓝色经济的希望。有那么一刻,它确实让人觉得乌托邦——或者至少是一个更健康的世界——可能是可能的。

Annalee Newitz是一位屡获殊荣的记者、科学作家和小说家。他们最新的小说是的Terraformers,由Tor Books出版社于2023年1月出版。