„Biosfera-2”: eșecul unui experiment de a crea un ecosistem închis

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-16 16:15

Construim o colonie la scară largă pe Pământ, complet izolată de lumea exterioară, plantăm acolo plante pentru a genera oxigen, importăm animale și stabilim opt coloniști timp de doi ani! O idee grozavă pentru un experiment științific pentru a crea sisteme închise de susținere a vieții pentru posibile viitoare colonii de pe același Marte. Adevărat, există un defect grav în această idee - oamenii. S-au dovedit a fi unul dintre principalele motive ale eșecului ambițiosului experiment științific „Biosphere-2”.

Ce este Biosphere-2?

În anii 1970, finanțatorul american Edward Bass, care provine dintr-o familie bogată din Texas, care a făcut miliarde din petrol, l-a cunoscut pe John Allen, un ecologist, inginer și inventator al Biosferei-2. Allen avea idei, Bass avea bani de cheltuit pe acele idei. În anii 80, aceste idei s-au cristalizat suficient într-un proiect pentru care lui Bass nu i-a părut rău să aloce 150 de milioane de dolari.

Allen a plănuit să plaseze 10 kilometri pătrați de pământ sub cupole transparente, să le populeze cu plante, animale și oameni. Pentru ce? El a vrut să testeze cât de flexibilă este viața, dacă este posibil să o închizi într-o cutie etanșă și dacă poate exista în ea într-un mod echilibrat. În plus, „Biosfera-2” ar putea arăta (cel puțin aproximativ) dacă o persoană ar putea să-și ia cu el habitatul obișnuit pentru colonizarea altor planete.

Construcția a început în 1987 în Arizona. A fost complicat de faptul că etanșările ferestrelor și alte structuri trebuiau să fie cât mai etanșe posibil pentru a minimiza scurgerile de aer. În caz contrar, echipa nu ar fi capabilă să surprindă modificările densității oxigenului sub dom. În total, „Biosphere-2” a concentrat 180 de tone de aer.

Întrucât ziua aerul era încălzit de soare și se dilata, iar noaptea, dimpotrivă, era comprimat, inginerii au fost nevoiți să neutralizeze aceste căderi de presiune. Pentru aceasta s-a hotărât construirea de diafragme uriașe bombate, care au fost numite „plămâni”.

În total, la început, clădirea conținea aproximativ 20 de tone de biomasă, reprezentată de 4 mii de specii. În același timp, era de așteptat ca 5-20% dintre ei să se stingă pur și simplu. Toată această biomasă a fost distribuită pe cinci biotopuri sălbatice (pădure tropicală, mini-ocean cu recif de corali, mlaștini de mangrove, savană, deșert cețos) și încă două antropice - câmpuri și grădini de legume, precum și zone de locuit cu laboratoare și ateliere, în care omul stăpânit. Cel mai mic spațiu a fost ocupat de ocean - doar 450 de metri pătrați, în timp ce câmpurile și grădinile pentru cei opt viitori „bionauți” au ocupat o suprafață de 2500 de metri pătrați. S-au stabilit pe patru capre cu o capră, 35 de găini cu trei cocoși, două scroafe și un mistreț. Iazul local era locuit de pești.

Sub toate acestea se aflau spații cu infrastructură tehnică, iar în exterior a fost instalată o stație de gaz natural, care a furnizat energie întregului complex. Ecosistemul închis a trebuit să se asigure 100% apă, hrană, deșeuri de îngrășăminte și aer. Calculele au arătat că toate acestea sunt fezabile. Dar, așa cum se întâmplă de obicei, la scurt timp după începerea experimentului, ceva a mers prost.

Corturile Edenului?

Opt voluntari, patru bărbați și patru femei, au intrat pentru prima dată în acest paradis pământesc pe 26 septembrie 1991. Aveau o sarcină simplă: să se întoarcă nu mai devreme de doi ani mai târziu. Desigur, în toate aceste luni echipa nu a avut timp să se plictisească. Au lucrat pe câmp, îngrijind animalele și efectuând experimente planificate.

- Ca să fac pizza, a trebuit să culeg grâu și să fac aluat. Apoi hrăniți și mulgeți caprele pentru brânză. Mi-a luat patru luni să fac pizza la Biosphere-2”, a spus Jane Poynter, una dintre participanții la experiment, în timpul TED Talks. Potrivit acesteia, a petrecut doi ani și 20 de minute într-o lume izolată.

Totuși, aici Jane nu este complet sinceră. Puțin peste două săptămâni mai târziu, fata și-a tăiat vârful degetului mijlociu în timp ce lucra la o mașină de decorticat orez. Un medic local din echipă a încercat să-l atașeze, dar degetul nu a vrut să se vindece. Jane a fost evacuată de urgență din paradis și trimisă la centrul medical, unde degetul i-a fost cusut la loc. Șapte ore mai târziu, s-a întors înapoi în Biosferă.

Dar ea menționează rar acest incident. Mai mult lui Jane îi place să vorbească despre cât de interesant a fost pentru prima dată să respiri un aer cu adevărat diferit, pe care, pe lângă ea, l-au respirat doar șapte oameni din lume. Și simțiți-vă ca o parte a biosferei.

„Când am expirat, dioxidul meu de carbon alimenta cartofii dulci pe care îi cultivam. Și am mâncat o mulțime de cartofi dulci. Și acest cartof dulce a devenit o parte din mine. De fapt, am mâncat atât de mult, încât m-a făcut portocaliu. Am mâncat literalmente același carbon din nou și din nou. Într-un mod bizar, m-am mâncat într-un fel.

Crăpătura din arca cerească

Deșertul a fost primul care a ieșit din supunerea omului: umiditatea acumulată în vârful cupolei a generat ploaie aproape continuă peste el. Coralii din ocean au început să moară: apa a absorbit prea mult dioxid de carbon.

De-a lungul timpului, atât senzorii, cât și coloniștii înșiși au început să observe o scădere a nivelului de oxigen din atmosfera locală. Conținutul acestui element extrem de important în 16 luni a scăzut de la 21% la un nivel critic de 14%. După cum au arătat studiile de la sfârșitul experimentului, au existat prea multe structuri de ciment în interiorul „Biosphere-2”, care au absorbit dioxidul de carbon și, prin urmare, au redus concentrația de oxigen produsă.

Multă vreme oamenii au fost nevoiți să trăiască practic în munți înalți. Înfometarea de oxigen, în mod natural, a afectat negativ sănătatea „bionauților”. Atât fizic cât și psihic. Jane își amintește că medicul lor, un bărbat destul de în vârstă la acel moment, la un moment dat nu a mai putut să adună cifrele. Unii membri ai echipei nu au putut termina fraza, deoarece au fost nevoiți să-și tragă răsuflarea la mijloc.

- Te trezești gâfâind după aer pentru că s-a schimbat compoziția sângelui tău. Și apoi faci literalmente asta: te oprești să respiri, apoi inspiri și te trezește. Acest lucru este teribil de enervant.

În plus, microflora pădurii tropicale a scăpat de sub control, care a început să se dezvolte prea repede. Proliferarea neprevăzută a microorganismelor și insectelor a determinat un consum suplimentar de oxigen. S-au crescut în special în pământ negru. Pentru domeniile experimentale s-a ales cel mai bun și mai fertil.

Mass-media, care anterior fusese sceptică cu privire la experiment, în unele cazuri numindu-și participanții o „sectă de cult de supraviețuire”, a trâmbițat că echipa era literalmente pe moarte încet. Toți acești factori au dus la faptul că conducerea a decis să includă furnizarea de oxigen către cer din exterior.

Factorul uman

Dar unul dintre cele mai importante motive pentru eșecul experimentului a fost factorul uman. Niciunul dintre membrii echipei „Biosphere-2” nu a fost izolat mai mult de câteva luni. Doar Taber McCallum a avut experiența unei călătorii cu vele de trei ani. Certurile din echipă i-au împărțit rapid pe cei opt în două grupe, care, potrivit lui Jane, nici după atâția ani, nu se tolerează.

Fiecare grup a avut propria viziune asupra modului în care ar fi mai bine și mai corect să continue experimentul. Unii credeau că este necesar să se descarce echipajul și să se transfere o parte din munca științifică oamenilor de știință din afara domului, sacrificând izolarea completă, pentru a permite importul/exportul de echipamente și mostre. Alții credeau că este necesar să se păstreze complet puritatea experimentului și să se descurce singuri. Ei se temeau că oponenții vor conduce experimentul pentru a permite importul de alimente, ceea ce ar fi un adevărat eșec al proiectului.

Ca urmare a conflictelor, echipa nu a putut lucra împreună și să avanseze fără probleme. Oamenii au luat masa separat, au încercat să nu se privească în ochi și au vorbit foarte rar.

Conflictele au fost agravate de lipsa oxigenului și a hranei, oamenii au devenit depresivi, iritați. Aceleași insecte și microorganisme care au mâncat oxigen au afectat negativ creșterea culturilor. Echipa a fost forțată să treacă la o dietă săracă în calorii și săracă în grăsimi.

Predicatorul dietei, de altfel, a fost același doctor în medicină Roy Walford, care a încercat să coasă degetul lui Jane. Era convins că dieta zilnică a unei persoane ar trebui limitată la 1500 de kilocalorii fără grăsimi, ceea ce ar crește speranța de viață a unei persoane cu până la 130 de ani. Din păcate, a murit la vârsta de 79 de ani (11 ani după ce a părăsit Biosphere-2) ca urmare a stopului respirator asociat cu scleroza laterală amiotrofică. Unii experți au sugerat că ar putea fi rezultatul consumului scăzut de energie al omului de știință.

Dacă Walford a fost pregătit pentru o astfel de dietă, atunci multor participanți nu le-a plăcut această restricție în alimentație. Eșecuri constante de recoltă, multe ore de muncă la câmp… echipa nu a lăsat gândul la mâncare, iar greutatea lor s-a topit ca înghețata pe un asfalt încins. Taber de la un adevărat om mare s-a transformat într-un martir slăbit, după ce a slăbit 27 kg, mâncând doar fructe, legume, nuci și leguminoase, ouă și produse din lapte de capră.

Echipa a văzut carne doar duminica - puțin pui sau pește. Pentru a nu pierde nici o calorie prețioasă, unii membri ai echipei, după amintirile lui Poynter, au lins farfuriile după fiecare masă.

Cu toate acestea, Walford, care a făcut în mod regulat teste de sânge tuturor participanților, a constatat că indicatorii erau aproape de ideal: nivelurile de colesterol, insulină și glucoză au scăzut, iar tensiunea arterială a revenit la normal. Dar „bionauții” nu au devenit mai fericiți din asta.

În noiembrie 1992, unii dintre coloniști au început să mănânce provizii de semințe care nu au fost cultivate în interiorul clădirii. Pe fondul relatărilor din mass-media despre depozite de alimente, contrabandă de alimente, acuzații de falsificare a datelor, întregul consiliu consultativ științific al proiectului a decis să părăsească acesta.

Între timp, publicul s-a format o opinie despre „Biosfera-2” ca un fel de sport olimpic (se spun, cât vor dura fără să deschidă porțile), și nu ca un experiment științific, o teorie la care se lucrează. pe un model, făcând schimbări treptat. Astfel, până la sfârșitul experimentului, fundalul din jurul lui era în mare parte negativ.

Experimentați postgustul

În septembrie 1993, ușile Biosphere-2 au fost deschise. Și i-au eliberat de acolo pe coloniștii epuizați. Iată ce are de spus Jane Poynter despre momentul eliberării:

- Aș spune că toți am ieșit puțin nebuni. Am fost încântat să-mi văd toată familia și prietenii. De doi ani am văzut oameni prin sticlă. Și așa toată lumea a fugit la mine. Și m-am tras înapoi. Puteau! Oamenii miroase! Putem a fixativ și deodorant și toate prostiile alea.

În 1994, a început cea de-a doua misiune a „bionauților”. Deja într-o compoziție diferită. Betonul a fost sigilat cu prudență și pregătit pentru a petrece 10 luni în captivitate. Dar mai întâi, doi membri demiși ai fostei echipe au izbucnit în cupolă în semn de protest, au deschis mai multe ieșiri de urgență, rupând sigiliul timp de 15 minute. Au fost sparte și cinci pahare. Comandantii noului echipaj au parasit cupola unul cate unul, iar in iunie 1994 sponsorii au abandonat proiectul si i-au inchis finantarea.

În ciuda tuturor milioanelor de dolari, a spațiilor spațioase și a celui mai bun pământ negru, prima misiune către Biosphere-2 poate fi considerată un eșec. Oamenii nu au putut realiza o circulație stabilă a oxigenului în cupola lor, iar eșecurile constante ale recoltei și dăunătorii în proliferare i-au pus literalmente în pragul supraviețuirii. În plus, acești opt coloniști au demonstrat că omul este una dintre cele mai slabe verigi într-o astfel de izolare.

„Biosphere-2” încă se află în deșertul Arizona. Acum este mai degrabă o grădină botanică cu cupolă, care aparține universității de stat. Acolo se fac experimente, dar nu la o scară atât de mare. Excursii pentru școlari și turiști sunt organizate în mod constant. Una dintre atracțiile care se arată în timpul excursiilor este inscripția lăsată de fostul „bionaut”: „Numai aici am simțit cât de mult depindem de natura înconjurătoare. Dacă nu sunt copaci, nu vom avea ce să respirăm, dacă apa este poluată, nu vom avea ce să bem.”