Rafy koralowe z drukarek 3D

W porównaniu z rokiem 1950 połowa raf koralowych na Ziemi została utracona. Technologia druku 3D pozwala na stworzenie syntetycznych struktur koralowych, w których organizmy morskie mogą żyć jak w prawdziwych rafach. Czy to wystarczy, aby rafy koralowe nie stały się jedynie historią? 

Co zabija rafy koralowe?

Rafy koralowe są czasami nazywane „morskimi lasami deszczowymi”. Tytuł ten zawdzięczają różnorodności życia w nich. Rafy stanowią bowiem siedlisko większej liczby gatunków na jednostkę powierzchni niż jakiekolwiek inne środowisko morskie. Poza koralowcami, czyli bezkręgowcami, które je budują, rafy są schronieniem dla wielu rodzajów ryb i mięczaków, a także dla delfinów i żółwi. 

Naukowcy szacują, że rafy utrzymują przy życiu 25 procent wszystkich organizmów morskich. Oprócz tego pochłaniają one energię fal, przyczyniając się do zmniejszenia erozji wybrzeża. Dzięki temu redukują szkody w przypadku huraganów i cyklonów. 

Pomimo swojej wartości, zarówno dla zwierząt, jak i społeczności zamieszkujących obszary przybrzeżne, rafy koralowe są zagrożone z powodu zanieczyszczenia oceanów. Około jedna czwarta CO2 emitowanego w wyniku działalności człowieka trafia do oceanów, co zmienia ich skład chemiczny. Konsekwencją jest wzrost kwasowości wody. 

Jest to proces szkodliwy dla organizmów morskich, które są przystosowane do pewnych poziomów pH. Wapniowe szkielety koralowców są szczególnie wrażliwe na zakwaszanie. Spowalnia ono ich wzrost, a w skrajnych przypadkach może spowodować ich rozpuszczenie. 

Naukowcy z Uniwersytetu Hawaii-Mānoa ujawnili, że kwaśne wody i zanieczyszczenie środowiska prawdopodobnie zniszczą aż 90 procent wszystkich istniejących raf koralowych w ciągu najbliższych 20 lat. Zaś do końca wieku, te czynniki mogą wyeliminować prawie wszystkie rafy koralowe na świecie.

Druk 3D uratuje rafy koralowe 

Zjawisko szybkiego zanikania raf koralowych wymusiło na naukowcach konieczność znalezienia rozwiązań, które mogą je uratować. Badacze wpadli na pomysł wykorzystania druku 3D do odtworzenia kluczowych cech raf, które można umieścić w zdegradowanych obszarach.

Badania pokazują, że używając druku 3D, można odwzorować podwodne siedliska, które do złudzenia przypominają te występujące naturalne. Po umieszczeniu ich w oceanie, koralowce i inne stworzenia osiedlają się w nich. Następnie zaczynają rosnąć wokół sztucznych struktur, tworząc nowe rafy koralowe.

Dowiedz się więcej:

Proces rozpoczyna się od analizy tysięcy podwodnych zdjęć, na podstawie których tworzony jest trójwymiarowy model sztucznej rafy. Innowacyjna technologia umożliwia dokładne zbadanie danych z każdej rafy tak, aby dostosować wydrukowane części 3D do konkretnego środowiska. Ścisłe odtworzenie wielkości i kształtu rafy pozwala przyciągnąć żywe koralowce, ryby i bezkręgowce, które wspomagają odrodzenie się naturalnych raf.

Projekty wykorzystujące druk 3D do odbudowy raf koralowych są już realizowane. Organizacja SECORE International, na przykład, otrzymała w zeszłym roku prestiżową nagrodę Ocean Innovation Award za swoją pracę w zakresie druku 3D sztucznych szkieletów koralowców. Modele, które tworzy SECORE International są pokryte specjalnym materiałem przyciągającym larwy koralowców. Larwy osiadają na sztucznych formach, które stanowią dla nich podłoże do wzrostu i rozwoju. Takie struktury zostały z powodzeniem zastosowane w projektach naprawy raf koralowych w wielu częściach świata.

Przyszłość drukowanych raf koralowych

Kiedy druk 3D dopiero zaczynał wkraczać w dziedzinę ochrony środowiska morskiego, wiele osób zgłaszało obawy dotyczące kosztów związanych z jego powszechnym stosowaniem. W ciągu ostatnich kilku lat dana technologia zaczęła się gwałtownie rozwijać. Wskutek tego drukarki 3D stały się tańsze, szybsze i dokładniejsze. 

Przeczytaj też: Sadzenie drzew może szkodzić klimatowi. Paradoks ekologiczny

Druk 3D znajduje zastosowanie w wielu dziedzinach nauki, co prowadzi do nieustannego opracowywania coraz bardziej innowacyjnych i efektywnych rozwiązań. Jeśli biolodzy morscy, naukowcy i inżynierowie będą wspólnie pracować nad wdrożeniem druku 3D w odbudowie raf na jeszcze większą skalę, technologia ta może odnieść wielki sukces. 

Warto natomiast zauważyć, że choć wykorzystanie druku 3D do rekonstrukcji raf przynosi efekty, nie jest ono ostatecznym rozwiązaniem. Struktury drukowane w 3D sprzyjają rozwojowi zniszczonych raf koralowych, ale nie rozwiązują przyczyn wymierania koralowców. Jeśli zmiany klimatyczne i związane z nimi zakwaszanie oceanów będą postępować, druk 3D nie nadąży z rekompensowaniem strat. 

Źródła: 

1. „Science News”: Reforming coral reefs using 3D printing (2022)
2. Natalie Levy et al., „Science of The Total Environment”: Emerging 3D technologies for future reformation of coral reefs: Enhancing biodiversity using biomimetic structures based on designs by nature (2022)
3. Jessie MacAlpine, „Engineering.com”: 3D Printing Is Revolutionizing Coral Restoration (2022)

Może cię również zainteresować: