Duurzame exploitatie van de aardbol is mogelijk wanneer het volume dat leven produceert verhoogd wordt

Tekst bij een mogelijke presentatie voor Natuurpunt van een visieproject tot 2050

Walter Dejonghe

Inleiding

Vlaanderen is een regio met zeer weinig bossen en met zeer weinig beschikbaar zoet water. Daarenboven bevindt Vlaanderen zich zo laag dat de te verwachten stijging van het zeeniveau nieuwe problemen met zich zal meebrengen. De Vlaamse samenleving zou een vorm van urgentie kunnen waarderen om er nu iets aan te doen. Vlaanderen is immers nog steeds een welvarende regio en zou nu kunnen investeren in nieuwe technieken die het mogelijk maken om de bossen terug uit te breiden en meer zoet water beschikbaar te maken. Als die technieken fundamenteel gegrond zijn kunnen ze ook op wereldschaal ingezet worden.

Als we de natuur in Vlaanderen terug meer plaats willen geven (en een wezenlijke bosuitbreiding willen realiseren in Vlaanderen) zullen we nieuwe plekken moet creëren voor de productie van voedsel, voor het oogsten van water en voor een duurzame exploitatie van de energie die de zon instraalt. Ik schets een visie, ondersteund door prototypes die door student ontwerpers van de Ugent gemaakt werden, om dat op zee te doen. Dit is een volledig nieuwe benadering, onvergelijkbaar met wat al geprobeerd werd. Het is de bedoeling om het volume te vergroten dat leven produceert op de aardbol door de ruimte die nog beschikbaar is op gelijk welke oceaan te gebruiken. Zo kunnen we de belasting verminderen op de ecosystemen rond de bossen op de vaste grond (en dus ook in Vlaanderen). Die nieuwe volumes (boven en onder water) hebben we nodig als nieuwe “inspirerende plekken” en ontwerpers kunnen verbeelden hoe ze zelf zullen evolueren als mensen, bedrijven en kenniscentra samenwerken. Als we er nu al op kleine schaal mee beginnen kunnen we ervaring opbouwen met die nieuwe ecosystemen tegen de tijd dat ze echt nodig zullen zijn en we geen tijd meer hebben om een nieuw ecosysteem zich te laten ontwikkelen. Dat is een reëel voorstel omdat nu al de import economisch rendeert van sommige soorten voedsel van ver weg, omdat Vlaanderen reeds initiatieven kent voor aquacultuur en omdat men nu al nadenkt over het kweken van insecten als eiwitbron in vervanging van vlees, wat we perfect zouden kunnen organiseren op dat nieuw soort drijvende constructies.

Dia 1 en 2

Deze presentatie kijkt honderden jaren vooruit in de toekomst van onze aardbol. Deze presentatie vraagt van beide partijen in de communicatie zowel verbeelding als kennis. Omdat we de toekomst wel kunnen anticiperen maar niet voorspellen kan het vooruit kijken

• enerzijds enkel op een niveau dat abstract genoeg is om nog veel concrete realisaties toe te laten

• anderzijds enkel met respect voor alle processen die zich al gedurende miljoenen jaren ontvouwen op aarde.

De focus van deze presentatie ligt op de relatie tussen de begrippen “exploitatie”, “groei” en “overvloed” vanuit een praktisch oogpunt. De presentatie doet dan ook een aantal heel praktische voorstellen en toont prototypes die verder nog concreet kunnen ingevuld worden, maar die nu al gefundeerd zijn in een diep begrip van de levensbevorderende processen op onze aardbol, processen die heel erg met elkaar verbonden zijn, elkaar versterken of elkaar begrenzen. Het grote voordeel van een lange termijn visie die door velen kan herkend worden is dat dit een grotere zekerheid geeft aan de nuttige opbrengst van mogelijke investeringen die in die visie nodig zijn.

Vanuit de cybernetica weten we enerzijds dat voortdurende groei niet mogelijk is, anderzijds dat er groei nodig is omwille van de vruchten van de groei. De vruchten van de groei kunnen we interpreteren als emissies van een proces, emissies die door een ander proces kunnen gebruikt worden. Bijvoorbeeld: enkel wanneer de vegetatie op aarde toeneemt, neemt ook het zuurstof gehalte toe (in water en lucht) en dit is een emissie die waarde heeft, maar niet voor de vegetatie zelf (anders zou zuurstof door de vegetatie niet afgestoten worden). Die emissies zijn elementen die exploiteerbaar zijn door nieuwe levensvormen en die gaan dan ook weer groeien (bijvoorbeeld dieren hebben zuurstof nodig, dus als de vegetatie toeneemt, dan kan de fauna ook toenemen). Elke groei, elke verandering van intensiteit, gebeurt met een eigen snelheid. Een mogelijke exploitatie van de emissies kan niet anders dan daar rekening mee te houden (“je kan ten vroegste na 20 dagen sla oogsten en het heeft geen zin om eraan te gaan trekken om het sneller te doen groeien”). Nieuwe levensvormen zijn de uitdrukking van een groei in diversiteit, diversiteit is een overvloed aan verschillende levensvormen. Elke nieuwe levensvorm heeft er alle belang bij dat de emissies blijven bestaan die het ontstaan van die levensvorm mogelijk maakten en in dit proces ontstaat er dus geen afval. De groei van die levensvormen zal dan ook weer leiden tot andere emissies (dieren scheiden bijvoorbeeld koolzuur en/of ook onverteerbaar materiaal af, schimmels en bacteriën maken de opgeslagen mineralen terug beschikbaar, …). Dus: hoe meer groei, hoe meer emissies en hoe meer exploitatie (vegetatie heeft bijvoorbeeld koolzuur nodig en mineralen). Zo ontstaat een heel complex samenspel van soorten waarvan de aantallen groeien en afnemen (gevolg van lokale positieve feedback en negatieve feedback elk met hun eigen snelheid) met als resultaat op globaal niveau een steeds toenemende overvloed aan diversiteit en dus toename van niches die kunnen geëxploiteerd worden. In het kort is dat de geschiedenis van de evolutie van het leven op de aardbol in een taal die we nu hanteren.

Deze groei is meetbaar, typisch als de toename van biomassa in de trofische cascade die zo ontstaat (trofein is het Grieks woord voor voeden). Maar elke meetbare parameter selecteert slechts één van die elementen en gaat voorbij aan de complexiteit. Groei hoeft dus niet “toename van hetzelfde” te betekenen. Toename van hetzelfde creëert uiteindelijk schaarste (want het is enkel de “groei van hetzelfde” die onvermijdelijk begrensd is). Deze presentatie toont aan dat er nog veel mogelijkheden zijn om een spontane groei van de diversiteit aan levensvormen op de aardbol te organiseren. Sommigen zullen het paradoxaal vinden dat spontaneïteit kan georganiseerd worden, maar heel onze technische wereld is gebaseerd op processen die spontaan doorgaan en enkel moeten gestuurd worden. Een voorwaarde hiervoor is inzicht en kennis van de systemische (cybernetische) interactie van deze processen waarin zowel positieve als negatieve feedback lussen zullen ontstaan en die zo moeten ontworpen worden dat blijvende sturing mogelijk is met zo weinig mogelijk inspanning (en dus zo spontaan mogelijk).

Deze presentatie is een visie, een verhaal, dat velen kan boeien en kan aanzetten tot samenwerking. Zelfs al lijkt de visie een utopie, toch kunnen veel mensen in die visie elementen herkennen die vandaag reeds kunnen ontwikkeld worden en zelfs reeds ontwikkeld zijn. Die elementen kunnen elkaar dank zij die visie versterken en de coördinatie die zo ontstaat maakt het realiseren van de visie steeds waarschijnlijker. Het is helemaal geen verhaal dat het verleden verheerlijkt, maar het is een verhaal voor een mogelijke toekomst die anders zal zijn dan datgene wat we nu kennen, en anders zal blijven zijn. Het is een verhaal van hoe creativiteit essentieel is voor de bestendiging maar ook uitbreiding van het leven op aarde, creativiteit die goed gegrond is in, en gebruik maakt van, bestaande kennis in veel domeinen.

Dia 3

Sinds het bestaan van de ruimtevaart kunnen we een blik werpen op het ruimteschip Aarde. Dit ruimteschip is ontstaan uit sterrenstof en de processen die er doorgaan blijven afhankelijk van zijn ster, de zon, die alle processen van energietransformatie, transport en leven op dit ruimteschip mogelijk gemaakt heeft en nog steeds mogelijk maakt. De hoeveelheid energie die door de zon ingestraald wordt is immens. Het ingestraalde energetisch vermogen per oppervlakte is op het middaguur 1000W/m² en ergens op de aarde is het nu middag. Die energie zorgt voor een overvloed aan levensvormen die we kunnen exploiteren. Het punt met maximale instraling ligt voor 72% van de tijd in een oceaan. De aardbol gebruikt dus niet veel van die straling: veel energie wordt terug gereflecteerd naar de kosmos. Data die door satellieten verzameld werden vanaf de jaren 70 van de voorbije eeuw tonen aan dat er op de plaatsen waar vegetatief leven is veel minder reflectie gebeurt. Het leven zet zonnelicht om in materie en voegt daardoor extra processen toe die allemaal op een of andere manier geëxploiteerd worden (zij creëren waarde voor sommige levensvormen) vooraleer de energie onvermijdelijk als warmtestraling verloren gaat. Hierdoor houdt het leven de nuttig inzetbare energie (de exergie) op een hoog niveau door het omzetten van stralingsenergie in biomassa en zo verhindert het leven dat er energie verloren gaat. Het leven zal dat blijven doen, of de mens daar nu een impact op heeft of niet.

Hoewel we het ruimteschip “Aarde” noemen, is het oppervlak dat zichtbaar is vanuit de ruimte voornamelijk water. De roterende aarde (op zichzelf en rond de zon) creëert voortdurend grote thermische verschillen op het oppervlak (dag/nacht, winter/zomer) en voedt dus immense fysische processen die spontaan die verschillen gaan uitvlakken. Het zijn die energetische potentiaal verschillen die spontane processen genereren, of de mens daar nu een impact op heeft of niet.

Water speelt in het uitvlakken van energiepieken de grootste rol en de problematiek van zoet water is de centrale aanleiding voor deze presentatie.

De focus van de presentatie daarentegen ligt op de organisatie van de interactie van spontane processen die ook waarde kunnen creëren voor de mens en menselijke gemeenschappen zonder dat waarde voor andere levensvormen verloren gaat.

De presentatie bestaat uit twee grote delen.

• Eerst tonen we aan dat veel zoet water nog niet gebruikt wordt door het leven. We tonen aan hoe de exploitatie ervan kan georganiseerd worden door menselijk vernuft (imaginatie en kennis).

• Ten tweede tonen we aan dat het leven op de aarde zo geëvolueerd is dat het zijn eigen zoet water bevoorrading zal organiseren, of de mens daar nu een impact op heeft of niet. De mens kan er wel aandacht voor hebben en kan dit exploiteren, maar moet er voldoende tijd voor uittrekken, over generaties heen.

Omdat de urgentie nu zo groot geworden is moeten we nu het menselijk vernuft dringend gaan gebruiken (deel 1) om de spontane processen die lange tijd in beslag nemen de kans te geven om hun gang te gaan (deel 2).

Dia 4

Het water op de aardbol is zout water. Slechts 0,5% van het water is zoet water, en het merendeel hiervan is aanwezig in de vorm van ijs, voornamelijk aan de polen maar ook in het hooggebergte. Organismen die zoet water gebruiken hebben de hoogste productiviteit aan biomassa per eenheid oppervlakte (en dus ingestraalde energie). Al het zoet water komt van de neerslag (de dia toont de neerslag op een dag in december). De neerslag is voornamelijk het resultaat is van de spontane opwarming van het oppervlak van de oceanen maar ook van het proces van ademhaling bij de levensvormen (die per oppervlakte veel meer waterdamp in de atmosfeer brengen). De neerslag heeft een fysische rol: het afvlakken van energiepieken. De meeste regen (86%) valt echter terug in de oceanen (zij nemen immers 72% van het oppervlak in). Hoewel de energie niet verloren gaat, gaat dus het zoet water zelf verloren voor er meer leven mee gecreëerd werd, meetbaar als biomassa. Dit moet zowat het grootste verlies zijn aan noodzakelijk basismateriaal voor alle levensvormen die niet in de zoutwatermassa van de aardbol kunnen gedijen.

Dia 5

Vegetatie is de basis van het leven, onder andere in de oceanen. De grootste producent daar is fytoplankton, het produceert de helft van alle zuurstof op aarde. Fytoplankton zet lichtenergie spontaan om in materie met behulp van chlorofyl, analoog aan wat de vegetatie op het land doet. Het rendement van deze spontane omzetting van energie in materie per volume is veel hoger dan wat met de huidige technologie mogelijk zou zijn. Op die manier staat fytoplankton aan de basis van de voedselketen met aan de top de predatoren van de oceanen en dan ook de meest performante globale predator: de mens. Fytoplankton kan slechts ontstaan en zich vermenigvuldigen in de bovenste lagen van de oceanen, daar waar voldoende zonlicht doordringt. Dit echter kan niet de enige verklaring zijn voor de verdeling van fytoplankton op de oceanen. Zoals in het beeld duidelijk blijkt bevindt het overgrote deel van fytoplankton zich immers enkel aan de kusten en hele gebieden van de oceaan zijn biologische woestijnen.

Dia 6

De verdeling van fytoplankton over de oceanen wordt mede verklaard door het continentaal plat waarboven het meeste plankton te vinden is, dit zijn de lichtblauw gekleurde gebieden in het beeld. Om biomassa te produceren is er immers niet enkel zonlicht, koolstofdioxide en water nodig, maar ook mineralen die de functie hebben van katalysatoren (dit zijn herbruikbare bouwstenen die in hun functie in het proces niet veranderen). Het leven kan echter niet zelf mineralen maken. Als de biomassa afsterft zinken deze mineralen (terug) naar de bodem, en hoe hoger die bodem zich in de oceaan bevindt, hoe waarschijnlijker het is dat de mineralen snel gerecycleerd kunnen worden (het afval van het ene proces is grondstof voor een ander proces). De grote productiviteit van het land in vergelijking met de oceaan wat betreft biomassa wordt verklaard doordat de biologische processen op het land in staat zijn de mineralen actief te houden in de bodem (onder andere door de grote diversiteit en concentratie van leven in de bodem, dit zijn voornamelijk bacteriën en schimmels). Het bodemleven verhindert immers dat de mineralen wegspoelen naar de oceanen.

Dia 7

Er zijn dus minstens twee belangrijke materiële aspecten aan de spontane omzetting van zonlicht in materie met behulp van vegetatie. Als we zouden willen dat het leven zich meer verspreidt over de aardbol, zodanig dat er een grotere exploitatie mogelijk is, dan moeten we drie aspecten simultaan realiseren

• op alle locaties zoet water gescheiden houden van zout water

• zorgen voor een “artificieel continentaal plat” dat verhindert dat het organisch materiaal naar een diepte verdwijnt waar geen zonlicht meer kan doordringen

• alle processen blijven respecteren die, dank zij hun emissies en de exploitatie van die emissies, ervoor gezorgd hebben dat het leven nog steeds mogelijk is na drie miljard jaar. Het is de combinatie van soorten leven en dus diversiteit die robuust blijkt te zijn voor verandering, we kunnen dus enkel een combinatie van levenssoorten exploiteren. Die combinatie kan garanderen dat er voldoende emissies waardevol blijven tot er uiteindelijk enkel warmte overblijft die onvermijdelijk naar de kosmos zal uitgestraald worden.

De manier om dit technisch te organiseren is mogelijk en is hier zeer abstract geschetst met drie belangrijke aspecten. We gebruiken daarvoor membranen die enkel in trek belast worden, een manier van transformeren van energie die het minste materiaal nodig heeft.

• We hebben een membraan nodig dat spontaan zoet water verzamelt (dat lichter is dan zout water en dus spontaan een vijver vormt drijvend in de oceaan, in de tekening is dat het lichtblauwe deel in contact met de lucht (wit) boven de oceaan en het water (donkerblauw) in de oceaan).

• We hebben een membraan nodig dat spontaan een drijflichaam vormt als er gas onder de membraan gebracht wordt (in de tekening is dat het witte deel in het donkerblauw van de oceaan).

• Het geheel moet zelforganiserend en autonoom kunnen functioneren zonder veel menselijke inspanning.

Op de bovenste membraan zullen zoetwater organismen (flora en fauna in de vijver) en land gebonden organismen kunnen floreren (flora en fauna aan de randen van de vijver en drijvend op de vijver). Zij zullen daarbij CO₂ opslaan en zolang er een netto toename is van vegetatie op de aardbol is de opslag ook een effectieve vermindering van CO₂ in de atmosfeer in een spontaan, zelforganiserend proces.

Tussen de bovenste en onderste membraan zal het mariene leven zich nestelen (algen, wieren, krabben, garnalen, schaaldieren, vissen,...). Ook dat leven slaat CO₂ op en produceert zuurstof.

Beide membranen worden verbonden met een constructie die dank zij het gas in de onderste membraan blijft drijven. Bij een voldoende grootte van de constructie (groot volume maar klein oppervlak in contact met de stroming) zal deze niet beïnvloed worden door golfslag, ook niet bij stormen. In de tekening zijn de hoogste golven aangegeven tussen de donkerblauwe oceaan en de witte lucht. De schaal van de tekening kan afgeleid worden van de maximale hoogte van de golven, hoogte die fysisch begrensd is tot 30 meter.

Wat we hierbij toepassen is de kennis van fysische schaaleffecten. Dit is een belangrijk begrip dat helaas veel te weinig gekend is. Als we een afstand meten (één dimensie, noem dit λ) dan is dit slechts één aspect van een object, een object heeft immers nog andere aspecten. Als we nu de afstand verdubbelen dan kwadrateren we een oppervlakte (de tweede dimensie is een bijkomend aspect dat aanleiding geeft tot het aspect “oppervlakte”) en dat is een exponentieel verband, niet lineair: als λ lineair toeneemt dan neemt λ² exponentieel toe. Dus er zullen nieuwe effecten ontstaan als we een constructie naar een grotere of kleinere versie verschalen. Zij worden schaaleffecten genoemd. We worden hiermee geconfronteerd bij het modelleren van het gedrag van zeer kleine of zeer grote objecten (vergeleken met onze menselijke grootte). Tot op zekere hoogte houden ontwerpers met die effecten rekening, bijvoorbeeld bij het verschalen van prototypes naar ofwel een grotere ofwel een kleinere variant (bij miniaturisering bijvoorbeeld), maar verder zijn schaaleffecten nagenoeg onbekend en onbenut, zeker bij processen met een zeer kleine of zeer grote verdubbelingstijd (of halveringstijd) wat ook een exponentieel proces is.

In de voorgestelde zeer grote constructie die de membranen kan ondersteunen is het schaaleffect het volgende: het gewicht van een structuur is evenredig met λ³. Wanneer deze structuur zich in een stroming bevindt dan is de kracht op de structuur evenredig met λ², de oppervlakte die aan de stroming onderhevig is. Dus hoe kleiner het volume van een structuur met een gegeven densiteit, hoe meer de stroming een invloed heeft, hoe groter het volume van de structuur hoe kleiner de invloed zal zijn van stroming. Een zandkorrel wordt weggeblazen of weggespoeld, een rots met zelfde densiteit blijft liggen. Als we de energie van de stroming willen dissiperen (of energie willen winnen uit stroming) dan zal de structuur die stabiel moet blijven (of de oogstende oppervlakken moet ondersteunen) een voldoende groot volume moeten hebben (om een verschil te kunnen genereren dat geëxploiteerd kan worden). Anderzijds kan een structuur met een groot volume altijd met weinig materiaal bewogen worden door het gebruik van dit effect. Een zeilschip, hoe groot ook, krijgt een (voorwaarts) stuwende kracht door het samenwerken van zeilen boven water en een kiel (of klein zeil) onder water, beide oppervlakken, die op zich geen groot volume moeten hebben en enkel een grote oppervlakte, worden door stroming beïnvloed en het verschil van de optredende krachten creëert beweging. Zeilen moeten groot zijn in verhouding met de kiel omdat de densiteit van lucht veel minder is dan deze van water.

Dia 8

Om dat mogelijk te maken is een constructie methode nodig die niet op voorhand volledig gedefinieerd moet zijn. Immers voor een systeem dat zelforganiserend moet zijn is het onmogelijk te voorspellen welke belastingen de structuur in de toekomst zal moeten kunnen dissiperen en welke belastingen zouden kunnen gevaloriseerd worden. De constructie moet dus blijvend kunnen veranderen en de gestockeerde energie en materialen moeten daarbij terug kunnen ingezet worden. We bewijzen met behulp van een prototype dat dit mogelijk is met een structuur van “gevlochten” spanten (balken die een dakstructuur vormen) die elkaar onder spanning zetten. Hierbij zijn de verbindingen enkel op wrijving gebaseerd (er zijn dus geen vaste verbindingen) en wordt een dragende structuur gevormd die de positieve schaaleffecten benut. Deze schaaleffecten leiden tot meer energie opslag. Het is de energie die opgeslagen is in de structuur die de structuur bestendigt, dank zijn de wrijvingsverbindingen die de opgeslagen energie vastzetten. De energieverdeling kan ook blijvend veranderd worden door spanten toe te voegen of te verwijderen. Het revolutionaire van deze structuur is dus dat de geïnvesteerde energie niet verloren gaat en hergebruikt kan worden. Simultaan maakt de structuur gebruik van het volgende schaaleffect: grote spanten zullen exponentieel meer doorbuigen dan kleinere spanten onder hun eigen gewicht. Aangezien de opgeslagen energie recht evenredig is met de doorbuiging zal de opgeslagen energie verschalen met het kwadraat van een lengtemaat en dus grote structuren kunnen exponentieel meer energie opslaan dan kleinere structuren. De gewichtsbelasting daarbij is echter afhankelijk van het medium. Dus onder water is het eigen gewicht kleiner en is er dus minder doorbuiging.

De schaaleffecten die hierbij een rol spelen kunnen als volgt afgeleid worden:

Nemen we de typische belasting voor een spant met rechthoekige doorsnede met breedte B, dikte D en lengte L. De krachten die daarop inwerken veronderstellen we in de richting van de dikte. We veronderstellen het eigen gewicht in het zwaartekrachtveld en een bijkomende kracht F. Hierdoor buigt de spant door over een afstand δ. De doorbuiging is het spoor dat aantoont hoeveel energie de spant stockeert.

Men stelt de volgende verhouding vast: δ=FL³/3EI, met E de elasticiteitsmodulus, eigen aan het materiaal; en I het oppervlaktetraagheidsmoment, eigen aan de vorm van de spant. Het oppervlaktetraagheidsmoment wordt voor een rechthoekige balk gegeven door de verhouding I=BD³/12. Merk op dat I verschaalt als de vierde macht van de lengtemaat (dit betekent dat de verhouding van oppervlaktetraagheidsmomenten van twee gelijkvormige objecten overeenkomt met de verhouding tot de vierde macht van gelijk welke eendimensionale ruimtelijke waarneming λ aan die objecten, I₁/I₂=B₁D₁³/B₂D₂³ of dus I∝λ⁴). Hieruit volgt dat δ=FL³/3E(BD³/12)=FL³/4EBD³, de doorbuiging verschaalt dus als de derde macht van de verhouding L/D (en lineair met de dimensie B). We kunnen ook een stijfheid k definiëren als k=F/δ. Dus k=3EI/L³. Aangezien I verschaalt als de vierde macht van de lengtemaat zal k dus recht evenredig verschalen met een lengtemaat (bijvoorbeeld B, D of L) wanneer de vorm van de spant niet verandert. Indien men enkel het eigen gewicht als belasting aanneemt dan zal de kracht F (die in dit geval enkel de zwaartekracht is) verschalen met de derde macht van een lengtemaat, dus aangezien δ=FL³/4EBD³ of δ∝λ⁶/ λ⁴, zal de doorbuiging verschalen met het kwadraat van een lengtemaat.

Het buigend moment is maximaal aan een vastliggend einde van de spant (in deze constructie is dat het contactpunt van twee spanten waar dus wrijving ontstaat). Het moment is gegeven door ρBDL²/2 met ρ de densiteit van het materiaal. De materiaalspanning is gegeven door 3ρL²/D. De spanning verschaalt dus recht evenredig met een lengtemaat. Dus wanneer de vorm van de spant onveranderd blijft, is er een verschaling waarbij de maximale spanning van het materiaal zal overschreden worden en de structuur onder zijn eigen gewicht instort. Dit is een lineair (niet exponentieel) verband, grote structuren zullen dus meer energie opslaan zonder onmiddellijk in gevaar te komen. Wanneer de maximale spanning niet overschreden wordt onder water, kan dat dus wel boven water gebeuren.

Dia 9 en 10

De evolutie van de aardbol tot nu toe bewijst dat een toename van levensvormen op de oceanen mogelijk is. Drijvend bruin wier (Sargassum) in de Sargasso zee trekt zowel boven water als onder water leven aan. De stroming in wijzerzin van de Sargasso recycleert veel organisch materiaal dat juist door die stroming niet verloren gaat. Merk op dat het centraal deel van deze zee een biologische woestijn is.

Het Uru volk op het Titicaca meer in Peru bewijst dat het mogelijk is om een maatschappij te organiseren op drijvende eilanden van organisch materiaal. Drijvende eilanden worden tegenwoordig ook gebruikt als waterzuiveringssysteem.

Dia 11 en 12

Op deze manier groeit het levensbevorderend volume van de aardbol ondanks het feit dat alle vegetatieve processen zich aan oppervlaktes manifesteren: zoals in een tropisch regenwoud of zoals in een bosbodem zullen er lagen ontstaan die elk een deel van zonlicht en een deel van de mineralen benutten en actief houden. Dit zal zich in de constructie zowel onder als boven water voordoen (zie de drie volumes die in de tekening weergegeven zijn). Ook dit is dus weer een exponentieel effect (volume ten opzichte van oppervlakte) dat al heel lang geleden een vormgevende factor werd tijdens de evolutie van het leven op de aardbol.

We moeten resoluut focusseren op drijvende constructies omdat ze op de wereldzeeën globaal inzetbaar zijn (verankering dieper dan 50 m is hoe dan ook een probleem, en de diepte buiten het “continentaal plat” is hoe dan ook groter). Drijvende constructies kunnen van locatie wijzigen. Die drijvende constructies noemen we oceaanbollen. Het zijn concave constructies omwille van de maximale egale verdeling van alle opgewekte spanningen. We spreken dus van een nieuw soort schepen die niet gemaakt zijn om van A naar B te gaan hoewel ze dat kunnen doen, maar voornamelijk blijvend kunnen veranderen zonder verlies aan materiaal of energie (sustainable change). Drijvende constructies moeten ook niet vechten tegen eb en vloed, stormen of tsunami’s. Zo'n systemen moeten zelforganiserend zijn, dus zo weinig mogelijk menselijke energie nodig hebben. Dat betekent dat ze een zekere complexiteit moeten hebben, er is dus een ecosysteem nodig dat zijn eigen balans kan zoeken. Bijvoorbeeld: de regens zullen ook altijd sporen van leven met zich meedragen en dus moet de vegetatie (op de vijver met regenwater en aan de randen ervan) in staat zijn om ervoor te zorgen dat niet één levensvorm zich aan de aangebrachte mineralen tegoed doet en dat het zoet water daar op die plek zuurstofrijk en gezond blijft (vegetatie produceert ook zuurstof). Van zodra een stabiel ecosysteem ontstaan is, kan het geëxploiteerd worden met de kweek van groenten op drijvende eilanden, zoet water aquacultuur in de vijver (algen, kroosvaren Azolla, een zeer efficiënte N- en CO₂-spons) en zout water aquacultuur onder de vijver (wieren, schaaldieren, vissen ...). Het transport van die vegetatie naar de nederzettingen op het land is in de huidige economie al waardevol en is een manier om zoet water op het land te sparen. Dit soort water noemt men het virtueel water, het is de hoeveelheid water (neerslag en irrigatiewater) die nodig is voor de groei van de plant en voor het verwerkingsproces (bijv. wassen, verwerken, reinigen machines, verpakken) vanaf de oogst tot het eindproduct dat we in onze winkelrekken vinden, het is dat water dat we als bijeffect importeren als we voeding importeren dat hier niet geproduceerd en verwerkt werd.

Op langere termijn kunnen in de constructie ook insecten, kleine dieren en honkvaste vogels (bijvoorbeeld pluimvee) gekweekt worden, de constructies zijn eilanden en daardoor “kooien” waaruit ze niet ontsnappen. De insecten die als voeding vegetatie gebruiken zouden op hun beurt een eiwitbron kunnen zijn voor de dieren, vogels en de zout- en zoetwater vissen in en onder de constructie.

De oceaanbollen kunnen steeds groter worden (en kleiner) door ze als stelling te gebruiken in de constructie van een nieuwe variant. De spanten van de stelling zijn intact en kunnen dan (voornamelijk door hergebruik) gerecycleerd wordt.

Dia 13

Het is altijd nuttig om simultaan meerdere exploitaties mogelijk te maken. Een voorbeeld hiervan is energie productie op de oceanen. Ook hier spelen de oceaanbollen een grote potentiële rol want alle bekende hernieuwbare energiebronnen zijn zeer diffuus en hebben een kleine opbrengst per oppervlakte (vermogen per m²). Er is dus veel oppervlakte nodig om ze te capteren en ze te concentreren. Zie http://www.withouthotair.com/c25/page_177.shtml

Als we kiezen voor het grootste rendement per oppervlakte (in dit geval zelfs volume) dan zullen de constructies gebruikt kunnen worden als draagstructuur, niet alleen voor de membranen, maar voor fotovoltaïsche cellen die boven de centrale vijver zonlicht omzetten in elektriciteit. Dit kan met een rendement dat groter is dan op het land omdat de bollen nooit in een schaduw zullen staan en de zonnecellen (dus de bol) zich continu kunnen richten naar de zon. Het hele volume boven het wateroppervlak kan daartoe gebruikt worden, eventueel in verschillende etages.

Uiteraard kan de opgewekte elektriciteit verdeeld worden over een wereldwijd net met behulp van vaste connecties met het land wanneer dit mogelijk is. Daardoor kan elektriciteitsproductie los komen van de lokale productiegrenzen van natuurlijke cycli (dag/nacht, bewolking, windstille periodes, seizoenen enz...). Maar zonder grote kosten van infrastructuur kan elektrische energie ook op verschillende manieren opgeslagen worden door bijvoorbeeld de volgende processen:

• opladen van batterijen met de grootte van een standaard zeecontainer, containers die door de grote reders samen met het zoet water (of het virtueel water) kunnen geoogst worden als ze aan de constructies voorbijkomen, voor eigen verbruik voor de aandrijving maar ook voor transport naar het land

• water in waterstof en zuurstof splitsen en beide gassen opslaan

• energie kan ook mechanisch opgeslagen worden door de gasbellen in de grote constructie naar onder te trekken, met als gevolg dat het volume vermindert en de zware bol op en neer gaat gaan in de oceaan wanneer energie opgeslagen wordt en weer geoogst wordt. Noteer dat hierbij het gravitatieveld gebruikt wordt, meer duurzaam dan dat is onmogelijk (dit is te vergelijken met wat een hydro-elektrische energiecentrale realiseert)

Merk op dat het produceren van methaan door het vergisten van de vegetatie geen of weinig elektriciteit nodig heeft, het is een bacterieel proces. De vegetatie slaat CO₂ op en naar gelang de behoeften wordt dit deels omgezet in methaangas dat kan gebruikt worden in de drijflichamen en/of naar het land kan getransporteerd worden door LNG schepen.

Op het grensvlak tussen atmosfeer en oceaan kan golfslagenergie gecapteerd of gedissipeerd worden. Zo zal een grote zoetwater bel die in een membraan drijft op de oceanen de golfslag deels weerkaatsen en er kan onderzocht worden wat het (energie bufferend of dissiperend) effect is van stroming tussen de zoetwater bel en de gasmembraan daaronder. Dus zal de constructie kunnen gebruikt worden als actieve en levende buffer om kusten te beschermen, kusten die hoe dan ook door de opwarming van de aarde aan steeds grotere stormen zullen blootgesteld worden.

In een voldoende grote vijver zal er hoe dan ook golfslag ontstaan en een “wave energy converter” in zoet water kan langer meegaan dan dezelfde constructie in het corrosieve zeewater, al was het maar om elektrische of mechanische energie te winnen die onmiddellijk en enkel lokaal ingezet wordt.

Op grote diepte in de constructie heerst een hoge druk en door de constructie van de oceaanbollen zijn die plaatsen bereikbaar. Die druk kan gebruikt worden om bijvoorbeeld met omgekeerde osmose water te zuiveren (op de plaatsen waar geen regen valt) of om constructiemateriaal te verdichten en te verduurzamen.

De constructie kan zelfs gebruikt worden als transportmiddel voor vers water samen met de levende vissen.

De constructie is tevens een thuisbasis voor zeemijnbouw.

Doordat de constructie kan gekanteld worden (door het verplaatsen van de drijflichamen) is de constructie zijn eigen kraan.

Dia 14

Tussentijdse samenvatting: meer leven op aarde.

Duurzame exploitatie van de materie die spontaan ontstaat door de transformatie van zonlicht is dus mogelijk als we ervoor zorgen dat het volume verhoogd wordt dat materie produceert uit zonlicht. Dit garandeert geen blijvende groei maar we hebben zeker de zelf organiserende capaciteit van het leven nog niet uitgeput. Het bijgekomen volume zal beheerd kunnen worden als een nieuwe materiële “commons” en zal op deze manier moeten geëxploiteerd worden. Een organisatie die dat kan bewerkstelligen zouden de verenigde naties kunnen zijn. Dat dit mogelijk is wordt bewezen door Wikipedia, een nieuwe “commons” in het gebied van informatie die door duizenden onderhouden wordt en die miljarden kunnen exploiteren. We kunnen altijd klein beginnen en met kleine acties het vertrouwen voeden dat een groter doel kan bereikt worden.

Dia 15

Nu vertellen we het noodzakelijke tweede deel van het verhaal en tezelfdertijd tonen we aan hoe we het land blijvend nodig hebben en kunnen gebruiken.

We verliezen niet enkel zoet water doordat het regent op de oceanen, maar ook doordat zoet water dat op het land valt spontaan terug naar zee stroomt. Dat lijkt evident maar dat is het niet. De bossen en al het leven op het land doen er alles aan om het water hoog te houden en niet te laten wegstromen.

Twee ontwikkelingen van de laatste 50 jaar zullen er voor zorgen dat de watervoorziening op de aarde heel snel en heel erg in het gedrang komt: de globale opwarming en het verdwijnen van bossen.

Dia 16, 17

De Carroll gletcher over een periode van 100 jaar.

Door de globale opwarming verdwijnt de grootste zoetwater buffer van de aardbol. Dat zijn de ijskappen die de rivieren op aarde voeden. Die ijskappen worden gevoed door neerslag en vereisen dat het koud genoeg blijft op grote hoogte zodanig dat het “warm seizoen” overbrugd wordt. Dit is een goed gekend proces en, in voldoende mate door zeer velen, waarneembaar en goed gedocumenteerd.

Dia 18, 19, 20, 21

Maar is is nog een tweede mechanisme dat minder goed gekend is en slechts waarneembaar is op lange termijn en bij zeer grote beboste oppervlaktes, zowel in de tropen, de gematigde gebieden als de sub-arctische gebieden (zolang we die bossen nog op de aarde kunnen vinden).

Zelfs als alle ijskappen op het land zouden gesmolten zijn, toch blijft een bos de voorwaarden creëren om regen van de oceaan naar het land te zuigen. Dit fysisch proces kan als volgt verklaard worden en heeft alles te maken met een relatief verschil in de atmosfeer boven een oceaan versus de atmosfeer boven een bos.

Onmiddellijk na de regen (eventueel ergens ver weg van de oceaan) is de lokale atmosfeer relatief droog (waterdamp is gecondenseerd en neergeslagen en niet meer aanwezig in de lucht). Het is relatief windstil omdat de drukverschillen verdwenen zijn. Via verdamping door de zon (die hoe dan ook weer zijn invloed laat gelden) komt er terug waterdamp in de atmosfeer. Een bos vergroot het oppervlak waar verdamping kan optreden (1m² grondoppervlak komt overeen met 25m² bladoppervlak). Het bos zal de atmosfeer dus sneller met waterdamp verrijken dan de oceaan.

De totale luchtdruk in het gebied boven het bos neemt langzaam toe als gevolg van de dampdruk van de geaccumuleerde waterdamp maar dit gebeurt sneller dan de toename van de druk boven de oceaan.

Zodra voldoende waterdamp over het bos is verzameld, begint condensatie, er vormen zich wolken. De lokale luchtdruk begint plots te dalen (het verschil van dampdruk van een gas en van een vloeistof). In tegenstelling tot het geleidelijke proces van waterverdamping kan condensatie van waterdamp snel optreden.

Het resulterend plotse drukverschil (hogere luchtdruk boven de oceaan waar nog geen condensatie opgetreden is, lagere op het land) creëert een plots potentiaalverschil en transporteert nu de vochtige lucht van de oceaan naar het bos. Dit is vocht dat nog niet in het bos aanwezig was toen de verdamping startte. Deze lucht stijgt dan mee met de stijgende vochtige lucht boven het bos en koelt dan weer af. Het vocht dat door het bos verzameld werd in de atmosfeer boven het bos valt nu terug in het bos, samen met extra vocht dat uit de oceaan aangetrokken werd. Dit extra vocht is wat ervoor zorgt dat het land nat blijft hoewel de rivieren ook water terug laten vloeien naar de oceaan. En hoe rijker het bodemleven in het bos, hoe meer water gebufferd wordt om in het bos zelf te verdampen, dus hoe sneller het proces water op het land kan pompen en dus hoe minder snel water terugvloeit daar de oceaan. Dit is een globaal en zelfversterkend (exponentieel) proces.

In verschillende cascades kan dat water dan verder het land opwaarts gezogen worden, startend aan de oceanen wordt een gebied van 600km bereikt, startend van dat gebied worden verdere gebieden bereikt. Inderdaad: grote boscomplexen blijven hun eigen regens creëren (een goed gekend voorbeeld is het tropisch regenwoud). Dit proces voedt een positieve feedback lus en dit verklaart hun productiviteit.

Dia 22

De tweede ontwikkeling die er voor zorgt dat de watervoorziening op de aarde heel snel en heel erg in het gedrang komt is het feit dat de mensen massaal naar de kusten migreren en als gevolg daarvan dat de bossen aan de kusten massaal gekapt worden. Zoals men een boom gemakkelijk kan doen sterven door een band van de schors over de volledige omtrek te verwijderen, zo kunnen ook de watercyclus en al het leven gemakkelijk vernietigd worden door bossen aan de kusten te vernietigen. Om het water transport mogelijk te maken is er een kritische band noodzakelijk van slechts een paar honderd kilometer dat het bos van de oceaan mag verwijderd zijn. Wanneer bossen in die band verdwijnen verdwijnt ook de start van het watertransport van de oceaan naar het land en wat er dan overblijft is een dorre woestijn, zelfs al is er voldoende water aanwezig in de lucht boven de oceaan.

Dia 23

Meer aandacht voor het uitbreiden van bossen heeft dus een aantal zeer goede redenen die allemaal neerkomen op hun eigenschap om spontaan energie in materie om te zetten die nuttig is voor het leven. Die energie kan nog verder getransformeerd worden en is dus niet verloren. Een voorbeeld hiervan is verbranding van biomassa maar dat is slechts een van de vele mogelijkheden om de energie in materiaal te gebruiken. Massale verbranding van (onder andere de fossiele) koolstofbronnen leidt immers tot meer koolzuur, waterdamp en methaan in de atmosfeer wat de temperatuur op aarde verhoogt. Deze CO₂ kan gebonden worden op een spontane zelforganiserende manier door vegetatie meer kans te geven, die de CO₂ zal bufferen.

De uitbreiding van bossen op de aarde heeft echter een heel lange verdubbelingstijd en ondertussen moeten dus alternatieven ontwikkeld worden om zoet water te capteren en om te doen wat een bos uiteindelijk doet: zoet water en mineralen beschikbaar maken voor het leven. Het ene sluit het andere niet uit.

Dia 24

Een van de redenen om bossen uit te breiden zet ons ook aan om materialen te bekijken op een andere manier, namelijk gefocust op energie.

Elke constructie die gemaakt is om lasten op te nemen en te verdelen kan dat enkel door materiaalspanning (de elasticiteitsmodulus van het materiaal) die een vorm is van potentiële energie. Elke constructie die gemaakt is om lasten op te nemen en te verdelen zal op zijn minst zijn eigen gewicht moeten dragen (gevolg van de densiteit van het materiaal en dus de invloed van de zwaartekracht). Het is dus mogelijk een “specifieke elasticiteitsmodulus” te definiëren als de energie die het materiaal kan opslaan per eenheid gewicht. Het blijkt nu dat de meeste materialen dezelfde grootte orde van die energie hebben, en dus de materialen die het minste energie nodig hebben om geproduceerd te worden zijn het meest energie efficiënt om zelfdragende constructies te maken. Dat blijkt hout te zijn met een factor die honderd maal groter is dan de alternatieven en duizend maal groter dan de nieuwe artificieel geconstrueerde materialen.

Ook de constructie zelf kunnen we vanuit het standpunt van herbruikbare energie ontwerpen: we kunnen in de constructie zelf energie opslaan onder de vorm van materiaalspanning en deze energie is te hergebruiken wanneer de constructie moet evolueren om nieuwe elementen onder spanning te brengen.

Dia 25

De nood aan een energetisch efficiënt alternatief voor materialen verhoogt dus de nood aan aandacht voor het bos (omdat we het hout nodig hebben) en de nood aan aandacht voor het bos verhoogt de nood aan aandacht voor alle ecosystemen rond het bos (er is immers niet alleen hout maar een grote hoeveelheid noodzakelijke voorwaarden, diversiteit die van een bos een gezond bos zal maken …). Dit zet een positieve feedback lus in gang die de aarde weer zal bebossen en zoet water naar het land zal pompen zelfs als alle ijskappen gesmolten zijn. Dit sluit daarenboven niet uit dat we tezelfdertijd ook meer voedsel kunnen produceren door gebruik te maken van het zoet water dat zomaar terug in de oceanen zou gevallen zijn indien we het niet zouden verzameld hebben.

Veel van de producten die we niet meer kunnen missen (polymeren) zijn gebaseerd op koolstof. Tot nu toe was aardolie een gemakkelijke bron van koolstof, maar ook biologische materialen (voornamelijk vegetatie) worden al eeuwen lang gebruikt. De opslag van koolstof in vegetatie die door dit voorstel mogelijk wordt, maakt het ook mogelijk om deze materialen, die spontaan uit zonlicht ontstaan, voor de toekomstige noden in te zetten en om bijvoorbeeld gelijk welk soort plastic te produceren in hoeveelheden die we in het grote systeem een plaats kunnen geven.

Tezelfdertijd zorgen de nieuw te bouwen constructies voor de noodzakelijk ruim verspreide bouwwerken om de overvloedige maar gedissipeerde natuurlijke energievormen te kunnen capteren en dus als alternatief in te zetten voor fossiele brandstoffen. Zij doen dat met de hoogste efficiëntie en het hoogste niveau van duurzame verandering. Tezelfdertijd zullen de nieuwe constructies de stormen, die door de opwarming van de aarde zullen toenemen, kunnen milderen voor ze de kusten bereiken. Daarenboven stockeren de nieuwe constructies energie die verder kan getransformeerd worden.

Dia 26

De toekomst kunnen we hooguit anticiperen, niet voorspellen. Duurzaamheid kan dus alleen maar als “duurzame verandering” begrepen worden. Het is dus essentieel dat constructies blijvend moeten kunnen veranderd worden met zo min mogelijk energie- en materiaal verlies. Het best scoort een constructie waarbij

• geen vaste verbindingen nodig zijn zoals in het voorstel dat enkel op wrijving gebaseerd is zodanig dat de constructie aanpasbaar blijft en de materialen hergebruikt kunnen worden

• veel energie kan opslagen worden die nuttig kan gebruikt worden zodanig dat de energie die nodig is beschikbaar blijft

• waargenomen kan worden hoe hij belast wordt (te veel of te weinig) waardoor geen ingewikkelder sensoren nodig zijn dan normale menselijke waarnemingen

De voorgestelde constructie die in de oceanen zou dobberen voldoet aan deze eisen en hoe groter de constructie uitgevoerd wordt, hoe exponentieel beter ze scoort.

Een mogelijk scenario voor de ontwikkeling en een toekomstvisie voor huidige initiatieven die hier en daar ontstaan zijn

Veel aspecten en elementen van de hier geschetste visie zijn al ontwikkeld of zijn op dit moment in ontwikkeling.

Het verder ontwikkelen van de hier geschetste visie past perfect in de 17 “Sustainable Development Goals” van de verenigde naties (2015). Die doelen mikken op een belangrijke verbetering van het leven op de aardbol tegen 2030 en geven een richting aan mogelijke investeringen die door de vele belanghebbenden op de aardbol kunnen uitgevoerd worden zodanig dat er een begin van coördinatie kan optreden en de zekerheid kan verhogen dat doelen bereikt worden. Het doel nummer 14 (Conserve and sustainably use the oceans, seas and marine resources for sustainable development) wordt daarenboven door de verenigde naties ook erkend als het globaal doel dat het meest op alle andere een impact heeft omdat het de bron is van alle water en voedsel, maar het is ook het doel dat de minste vooruitgang boekte in de voorbije jaren. Het doel nummer 6 (Ensure availability and sustainable management of water and sanitation for all) focust voornamelijk op de schaarste van zoet water. De hier ontwikkelde visie voegt substantieel nieuwe bronnen toe aan degene die al in het rapport vermeld worden, bronnen die zelfs substantieel rijker zijn wat betreft hun positieve impact op alle doelen.

Het directie comité van Ugent besliste in 2016 om een multidisciplinaire campus in Oostende te creëren gericht op het valoriseren van zijn marine en maritieme initiatieven in samenwerking met het bedrijfsleven. Daardoor is Bluebridge (bij de start: Greenbrige) een organisatie geworden die ervoor kan zorgen dat veel partners met elkaar kunnen samenwerken en dat door samenwerking van bedrijven en onderzoekers relevante prototypes van deelaspecten kunnen gemaakt en getest worden. Er wordt op dit moment gebouwd aan een golftank (een bassin van 30 op 30 meter) die het mogelijk maakt om schaalmodellen van kustwaterbouwkundige en offshore constructies, zoals havendammen, golf- en getij-energieconvertoren of offshore windturbines, te onderwerpen aan de inwerking van golven, getijstroming en wind. Door het gedrag van de constructies op deze belastingen te meten, wordt het ontwerp van de constructies op ware grootte geoptimaliseerd (dank zij inzicht in schaaleffecten). Dit is de infrastructuur die nodig zal zijn om het gedrag van de golven en stromingen tussen de onderkant van de zoetwater vijver en de bovenkant van de gasbel te onderzoeken naar dissipatie en transfer van energie.

De Blauwe Cluster is een vzw (gelocaliseerd op de multidisciplinaire campus in Oostende) die Vlaamse initiatieven voor economische activiteiten op zee kan coördineren.

Een belangrijk rol zal opgenomen moeten worden door bedrijven die expertise opgebouwd hebben op de oceanen en de wereldzeeën (die van niemand zijn). Een voorbeeld van zo'n bedrijf is de Vlaamse baggeraar Deme (“creating land for the future”) die een concessie kreeg om mineralen op de oceaanbodem op te delven en beschikbaar te maken voor de actieve economie. Zo zou Deme of een andere speler ook een concessie kunnen krijgen om de oppervlakte van de oceanen te exploiteren met behulp van oceaanbollen. Ze zouden dan een dynamische concessie krijgen (in plaats van een gelokaliseerde concessie nu), een concessie namelijk evenredig met het meetbare bijkomende volume dat gecreëerd wordt dat het leven op aarde bevordert. Dit betekent concreet dat zo'n bedrijf zich tegenover de wereldgemeenschap engageert om regenwater te capteren op de oceanen (water dat ze kunnen vermarkten) en om tezelfdertijd CO₂ op te slaan (in vegetatie) als dienst (emissierechten?) aan het afremmen van de opwarming van de aarde en om tezelfdertijd energie te produceren dat ze ook kunnen vermarkten. Dit zijn allemaal meetbare grootheden. Na verloop van tijd, wanneer een stabiel ecosysteem ontstaan is, kan de vegetatie in de structuren ook verder uitgebreid en geëxploiteerd worden.

Een bedrijf dat membranen produceert waarop wieren kunnen groeien is het Vlaamse Sioen Industries NV, dat reeds actief is bij aquacultuur projecten.

Hernieuwbare energie is al lang een hot item, maar de centrale grondstof van de 21e eeuw is zoet water en dit wordt meer en meer een zeer kostbaar goed. Nu al kampt de agrarische sector wereldwijd met water tekort (zelfs fossiel water dat niet meer aan te vullen is wordt opgepompt in irrigatiesystemen enz...). China damt rivieren af en gaat op zoek om zoet water over duizenden kilometer in pijpleidingen aan te voeren. De oude sovjets zijn er al in geslaagd om hele meren leeg te pompen om katoen te produceren, welk meer zal het volgende zijn? Door de opwarming van de aarde verliezen we trouwens in snel tempo al ons ijs, onze aloude zoet water voorraden. Zelforganiserende gesloten systemen (bijvoorbeeld “vertical farming”) op klassieke minerale bodems zijn een eerste antwoord, maar er is meer mogelijk door zoet water (gratis beschikbaar op de wereldzeeën in de vorm van regen) te gaan ontginnen.

Met vertical farming en meer geïntegreerde voedselproductie (aquacultuur in zout water en zoet water) leren we op wereldschaal om los te komen van een typische klassieke agrarische bodem: een bodem met de noodzakelijke organische humus maar die ook zeer rijk is aan weinig actieve minerale elementen (zand, klei, rots, ...), bodems die enkel nodig zijn voor bomen die diep genoeg moeten wortelen om zo hoog mogelijk te kunnen groeien en weerstand te bieden aan de daardoor geïnduceerde krachten bij stormen enz.... Wanneer de oceaanbollen niet alleen in staat zijn om ons van water te voorzien, maar ook om ons te helpen de aarde te voeden (op heel lange termijn) kunnen we dus meer en meer land beschikbaar maken om de bossen terug uit te breiden, wat weer een positieve feedback lus voedt om de opwarming tegen te gaan, zoet water beschikbaar te maken en het leven op onze aardbol verder uit te breiden.