När överbefolkningen av megaciteter växer börjar arkitekter alltmer utveckla underjordiska utrymmen under städer. BBC Future's korrespondent talar om flera ovanliga strukturer dolda under jordens yta - från hus klippta i sten i Australien till bombskydd och källare i Peking, där upp till en miljon människor bor permanent.
Underjordisk springa i Helsingfors
På många sätt är Bernadette Roberts hem med tre sovrum obemärkt. "Vardagsrum, matsal, kök - vi har alla bekvämligheter, precis som i ett vanligt hem," säger hon.
Men detta är inte ett vanligt hus: det ligger under jorden. Roberts bor i Coober Pedy, 846 km norr om den australiensiska huvudstaden Adelaide. Staden är känd som världens huvudstad för opaler, som bryts här med gruvmetoden. En annan attraktion i Coober Pedy är underjordiska hus ristade i berget, där 80% av lokalbefolkningen bor.
Coober Pedy är en ogästvänlig plats. Lufttemperaturen här kan nå 50 ° С. För hundra år sedan kom gruvarbetare till slutsatsen att det är mycket svalare under jorden. Så här såg den underjordiska staden ut.
Enligt Roberts, "på svala dagar", när yttemperaturen är runt 40 ° C, är hennes underjordiska hus svalt - cirka 25 ° C: "Intrycket är att du är i ett rum utrustat med luftkonditionering."
Coober Pedy är inte den enda platsen på jorden där de lokala myndigheterna har beslutat att bygga inlandet. Men orsakerna till detta beslut är olika överallt.
Kampanjvideo:
Sovrum i ett underjordiskt hus i Coober Pedy
Enligt prognoser kommer två tredjedelar av världens befolkning att leva i städer år 2050. Följaktligen kommer stadsland att bli en mycket begränsad resurs. På grund av brist på utrymme, närvaron av statligt skyddade områden och andra faktorer kan många megaciteter inte längre växa upp och i bredd. Är det inte dags att gräva?
Singapore är ett av de mest tätbefolkade storstadsområdena på planeten. En befolkning på nästan 5,5 miljoner människor kramar i ett område på bara 710 kvadratmeter. km. "När det gäller Singapore är det främsta skälet till underjordisk utveckling brist på mark," säger Zhou Yingxin från Metropolitan Underground Research Center, en icke-statlig organisation av urbana underjordiska planerare och analytiker.
Zhou fortsätter:”Fram till nu har Singapore expanderat sitt territorium med sand från havsbotten, men denna teknik har uttömt sig själv. Havet blir djupare, stadstatens territorium närmar sig statsgränserna, sanden blir dyrare, grannar klagar och så vidare."
Underjordisk kyrka på Coober Pedy
Singapore regeringen överväger planer på att bygga Underground Science City, ett 300 000 kvadratmeter stort forskningscenter. km, som skulle ligga på ett djup av 30 till 80 m under jord. Det förväntas hysa forskningsanläggningar, inklusive biomedicinska och biokemiska laboratorier, som kommer att sysselsätta 4200 personer.
Ibland förklaras bristen på mark av förbuden mot utveckling av historiska territorier. I Mexico City finns det till exempel strikta begränsningar för att bygga i den historiska stadskärnan. Av denna anledning har arkitektföretaget BNKR Arquitectura utformat ett jätte underjordiskt bostadskomplex i form av en inverterad pyramid som är 300 meter djup, känd som jordskrapan.
Enligt projektet kommer 5000 personer att bo i byggnaden. De terrasserade golven kommer att belysas av naturligt ljus som strömmar genom det enorma glasstaket. De nedre våningarna kommer dock att kräva extra fiberoptisk belysning.
Esteban Suarez, medgrundare och chef för BNKR, förväntar sig att Zemleskreb ska inspirera arkitekter att utforma andra nya byggnader.
Underground Science City Project i Singapore
Samtidigt tvingar den växande efterfrågan på prisvärda bostäder människor att gå under jord och bo i mycket mer blygsamma förhållanden.
Annette Kim, chef för den rumsliga analyslaboratoriet vid University of South California, tillbringade nyligen ett år i Peking för att studera stadens underjordiska bostäder - mestadels tidigare bombskydd och konventionella källare omvandlade till små sovsalar.
Hon säger:”Boendeförhållandena nära Peking är väldigt olika. Jag såg fruktansvärd fattigdom, men till min överraskning var vissa av bostäderna ganska bra enligt Peking-standarder."
Miljoner underjordiska invånare
Hur många människor bor på Pekings "underjordiska golv"? Enligt Kim varierar de officiella uppskattningarna från 150 000 till 2 miljoner:”Jag är van vid att runda upp till en miljon. Detta är ett otroligt stort antal."
Projektet "Zemleskreba" i Mexico City
Kim säger att situationen beror på två faktorer - byggboomen i Kina, vilket har lett till en ökning av utbudet av underjordiska utrymmen och bristen på prisvärda bostäder. Under de senaste åren har ett stort antal landsbygdsinvånare flyttat till Peking för att leta efter ett bättre liv, men många av dem har inte uppehållstillstånd i huvudstaden, utan vilka de inte kan förvänta sig att få bostäder på ytan. Alla dessa människor har råd med är underjordiskt liv.
En helt annan typ av underjordisk struktur byggs ungefär 1000 km söder om Peking. Det 300-rums Shimao Wonderland Intercontinental Hotel skärs i berget i ett övergivet stenbrott med ett djup på 90 m, beläget 35 km sydväst om Shanghai.
Även om stenbrottet ger en bekväm plats för djupgående konstruktion, trodde många att det inte skulle komma något ut, enligt Martin Jochmann, projektledare för design som ansvarar för konceptet.
Shimao Wonderland Intercontinental Hotel i förorten till Shanghai
"Att bygga ett hotell är oerhört svårt eftersom det är snett upp och ner", säger Jochman. Till exempel, till skillnad från konventionella byggnader, måste innehållet i vatten- och avloppsrören pumpas uppåt med pumpar."
Men denna design har också sina fördelar. Stiftets topografi skapar sitt eget mikroklimat - på sommaren ackumuleras berget värme, och på vintern släpper det långsamt ut som en värmestrålare. Temperaturfaktorn driver människor i marken och i Finlands huvudstad - Helsingfors. Staden har redan skapat 9 miljoner kubikmeter. m av underjordiska anläggningar, inklusive butiker, en joggingspår, en hockeyarena och en pool.
Eija Kivilaakso, ledande masterplanerare för Helsinkis underjordiska utveckling, förklarar att förhållandena under jorden ibland är mycket gynnsammare än på ytan - särskilt på vintern, när utomhustemperaturer kan sjunka under -20 ° C: "I vårt klimat börjar du uppskatta möjligheten att arbeta eller sitta med en kopp kaffe under jord utan att behöva gå ut i regn eller kyla."
Rädsla för fängelsehålorna
Således är byggandet av underjordiska bostadsområden tekniskt möjligt. Men skulle människor vilja tillbringa långa perioder under jorden? Framgången för projekt som den mexikanska "Zemleskreb" beror till stor del på om dess potentiella invånare kommer att kunna övervinna rädsla förknippad med att vara under jordens yta.
"Zemleskreb" är utformad på ett sådant sätt att dess invånare inte känner sig klaustrofobiska
"Det mänskliga sinnet är benäget att frukta underjordiska utrymmen, som det förknippas med mörka, trånga grottor och faran för att begravas levande," konstaterar Suarez.
Han hoppas dock att människors uppfattningar om underjordiskt liv kan förändras genom att kombinera alla delar av Zemleskreb med ett rymligt centralt öppet utrymme upplyst ovanifrån med naturligt solljus - ungefär som en naturlig djup kanjon.
För vissa människor kan själva tanken på att vara underjordiskt i ett trångt utrymme vara skrämmande. Gunnar Jenssen, som forskar om utformningen av underjordiska utrymmen och de psykologiska aspekterna av deras användning till förmån för den skandinaviska organisationen SINTEF, säger att cirka 3% av världens befolkning lider av uttalad klaustrofobi och att de inte har någon uppenbar utgång från lokalerna, rädsla för översvämningar eller eld kan orsaka mycket allvarlig stress. Men dessa rädslor kan hanteras.
"Om du ger dessa människor en illusion av att ha kontroll, känner de sig lugnare," säger Jenssen. "Det här är exakt vad vi gör - vi introducerar sådana illusioner i arkitektur och design."
Han fortsätter:”Det enda väsentliga är frisk luft samt tillräckligt (eller åtminstone subjektivt tillräckligt) utrymme. För att visuellt utöka rummet kan du använda optiska illusioner, men det är bättre om det verkligen är rymligt och väl upplyst."
Lowline Underground Park Project i New York
Jenssen har arbetat med fyra av de längsta vägtunnlarna i världen. För illusionen av rymden skapar han i tunnlarna väl upplysta oaser med palmer och imitation av himlen ovanför dem:”Du kör genom en mörk tunnel och plötsligt kör du in till en ljust upplyst plats med träd och växter. Du har en känsla av fritt utrymme, som om du bryter dig fri till ett öppet område - trots att du fortfarande följer en tunnel skuren genom berget på ett djup av 1000 meter."
Illusioner och andra designtrick för att skapa en mer bekväm underjordisk miljö kan hjälpa, men skulle underjordiska invånare drabbas av de negativa effekterna av brist på solljus?
Enligt Lawrence Palinkas från University of South California kan brist på solljus leda till sömnstörningar, dåligt humör och hormonella dysfunktioner, vilket i sin tur kan orsaka olika kroniska sjukdomar. Men enligt honom, "en väletablerad regim och regelbunden exponering för ljus belysning, liknande egenskaper som solljus, kommer att tillåta människor att leva under jord under en lång tid."
Under marken ett tag
Så teoretiskt sett kan människor leva under jord. Men kommer detta att hända i verkligheten? Annette Kim, som personligen har undersökt Pekings underjordiska bostäder, tror vad som kommer att hända: "Vi måste gå under jord om urbaniseringen fortsätter i sin nuvarande takt."
Enligt henne beror det allt på hur det underjordiska utrymmet används:”Många av de som bor i Pekings underjordiska går under jord bara för natten. Under dagen njuter de av solen och frisk luft på ytan."
Li Huangqing, en postdoktor vid Nanyang Tekniska universitet som skriver sin doktorsavhandling om underjordisk urbanisering, säger att de flesta städer inte planerar underjordiska bostäder, utan mångfaldiga utrymmen som kommer att ockuperas av gallerior och motorvägar. Detta kommer att frigöra utrymme på ytan för att bygga nya bostäder, skapa grönområden och nöjescentra.
Enligt Zhou är det meningsfullt: "Det finns ingen anledning att människor inte kan bo under jord, men det finns så många saker som måste läggas under jord innan det."
Kieran Nash, BBC Future
