要約:
中国の科学者たちは、かなり大胆なアイデアを提案した。それは、全国にある多数の放棄された炭鉱を再利用し、もともと使われていなかった地下トンネルや洞窟を農業実験スペースに改造して、高度に管理された環境で作物を栽培するための新しい農業モデルを研究するというものだ。研究者らは、地球規模の気候変動が激化し、異常気象がますます頻繁になるにつれ、これらの地下空間が将来の農業を探求するための重要な実験場になる可能性があると考えている。
中国には現在、12,000 以上の放棄された炭鉱があり、巨大な地下空間と再利用可能な大量のインフラが残されています。研究チームは、2030年頃までに中国の約1万5000の炭鉱が生産を停止する可能性があると考えており、これは将来、改造・利用できる地下空間の規模がさらに拡大することを意味している。
このアイデアは、山西省石炭ベース資源グリーン効率開発エンジニアリングセンターおよびその他の機関の研究者によって提案され、雑誌「China Mining」に掲載されました。研究者らは、放棄された炭鉱は処理が必要な産業遺物であるだけでなく、特別な地下資源ともみなせると考えている。適格な鉱山を安全に改造できれば、遊休状態の地下空間を閉鎖的な農業実験施設に変えることが可能になるかもしれない。
従来の農業と比較して、地下炭鉱の最大の利点は、環境が比較的安定していることです。地上の農業は気温、降雨量、干ばつ、大雨、強風、その他の極端な気象条件の影響を受けますが、地下鉱山は外部の気候からほとんど隔離されている可能性があります。したがって研究者らは、地下環境は植物の成長に影響を与える主要な要素のほとんどを人工的に制御できる「閉鎖環境農業」研究に特に適していると考えている。
もちろん、地下植栽はまず、日光と自然の降雨がないという非常に明白な問題に直面します。研究者らは、自然条件を人工光源や環境制御システムに置き換えることができるため、光、温度、湿気、空気、二酸化炭素などの要素を独立して供給し、正確に調整できると提案しています。このようにして、地下空間はもはや自然環境に依存せず、高度に制御可能な農業実験システムとなり得る。
研究チームは、放棄された炭鉱が改造に適しているかどうかの予備評価を実施しました。彼らは、まず第一に、周囲の岩石構造が安定しており、対応する工学的安全要件を満たしていることを確認する必要があると考えています。同時に、鉱山には信頼性の高い換気、排水、安全監視システムが必要です。これらの基本的な条件が満たされて初めて、一部の地下トンネルや洞窟には農業実験ユニットを建設するための工学的基盤が整います。
鉱山の既存のインフラストラクチャも、この変革モデルの重要な利点となる可能性があります。放棄された炭鉱には、すでにトンネル、電力供給システム、換気システム、排水設備が整備されていることが多く、これらの設備を再利用できれば、完全な地下農業施設を一から建設する必要がなくなり、建設コストの一部を削減できる可能性があります。
地下炭鉱には、従来の温室や野外農場では簡単に入手できない資源、それが地熱エネルギーです。深さが増すにつれて、地下環境は通常比較的安定した温度を維持できるため、研究者らは地熱エネルギーを作物生産の熱源としてさらに活用できると考えています。地熱エネルギーは、化石燃料に依存する従来の暖房方法よりも温室効果ガスの排出可能性が低いため、地下農業システムにおける重要なエネルギー源になる可能性もあります。
鉱山の地下水も、環境負荷から利用可能な資源に変わる可能性があります。炭鉱の閉鎖後、地下水は再び溜まり、石炭層や周囲の岩石との長期的な接触により、硫酸塩、金属、その他の汚染物質が含まれる可能性があります。したがって、この水をそのまま農業用水として利用することはできません。しかし、研究者らは、鉱山水を処理して汚染物質を除去した後、農業生産に利用することで、廃坑水の処理と地下の農業用水の供給という2つの問題を同時に解決できると提案している。
この観点から見ると、放棄された炭鉱の農業施設への転換は、単なる「農地の地下化」ではなく、鉱山スペース、エネルギー、水資源、元のインフラを再統合するリサイクルモデルです。研究者らが探究したいと考えているのは、廃鉱山の環境問題と農業生産の問題を同時に解決できる包括的な解決策である。
このタイプの地下農業には、農業生産に対する自然災害の影響を軽減するという潜在的な利点もあります。作物は閉鎖的な環境に置かれるため、従来の農業のように、大雨、洪水、干ばつ、寒波、熱波、強風など地上の異常気象が生産環境に直接的なダメージを与えることがありません。地球規模の気候変動により異常気象がより頻繁に発生するようになっているため、この高度に制御可能な生産モデルの研究価値は高まる可能性があります。
しかし、研究者らが提案しているのは、全国の放棄された炭鉱をすぐに大規模な商業農場に変えることではなく、まずこれらのスペースを使用して農業実験を行うことです。小規模な実験を通じて、地下環境におけるさまざまな作物の成長パターンを研究し、人工照明、温度制御、水循環、二酸化炭素供給、換気、エネルギー利用などのシステムがどのように連携して機能するかをテストすることができます。
今回の実験により、地下農業が技術的かつ経済的に実現可能であることが証明できれば、将来的にはその応用範囲をさらに拡大することが可能となるでしょう。研究者らは、このモデルは従来の農業では制御が難しい環境要因の研究に特に適しており、極限環境や閉鎖環境での将来の農業生産に技術的な経験を提供できると考えている。
このアイデアは、実際には、近年の垂直農法、植物工場、および制御された環境農業の急速な発展に関連しています。違いは、放棄された炭鉱には当然巨大な地下空間があり、インフラの一部がすでに存在しているため、理論的には通常の実験室よりもはるかに広い閉鎖的な農業環境を提供できることです。
もちろん、地下農業には未解決の問題もたくさんあります。人工照明自体は大量の電力を消費するため、植物工場のエネルギーコストは常に商業化を制限する重要な要因となってきました。同時に、鉱山の構造的安全性、長期的な換気、湿度管理、排水、防火、地下環境の潜在的な汚染物質をすべて厳密に評価する必要があります。特に、鉱山ごとに地質構造や汚染レベルは大きく異なり、すべての放棄された炭鉱が農業施設への転換に適しているわけではありません。
したがって、このソリューションはまだ研究と探索の段階にあり、大規模に推進できる成熟した農業技術ではありません。研究者らの中心的な考えは、気候変動が激化し、伝統的な農業が不確実性の増大に直面する中、過去には産業遺産、あるいは環境負荷とさえみなされていた地下鉱山が、特別な種類の農業インフラとして再定義される可能性があるというものだ。
将来、関連技術の進歩があれば、多数の廃炭鉱が単に閉鎖され放置された地下空間ではなく、将来の農業を研究するための巨大な「実験室」となる可能性があります。人工照明、精密な環境制御、地熱エネルギー、鉱山の処理水によって、人間はこれまで農業生産がまったく不可能だった環境でも、新たな食料生産システムの確立を試みることさえできるのです。
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