"Biosphere-2": Kegagalan percubaan untuk mencipta ekosistem tertutup

2024 Pengarang: Seth Attwood | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-16 16:12

Kami sedang membina koloni berskala besar di Bumi, terpencil sepenuhnya dari dunia luar, menanam tumbuhan di sana untuk menjana oksigen, mengimport ternakan dan menetap lapan penjajah selama dua tahun! Idea yang bagus untuk eksperimen saintifik untuk mencipta sistem sokongan hidupan tertutup untuk kemungkinan koloni masa depan di Marikh yang sama. Benar, terdapat kecacatan serius dalam idea ini - orang. Mereka ternyata menjadi salah satu sebab utama kegagalan eksperimen saintifik yang bercita-cita tinggi "Biosphere-2".

Apakah Biosfera-2?

Pada 1970-an, pembiaya Amerika Edward Bass, yang berasal dari keluarga Texas kaya yang menghasilkan berbilion-bilion daripada minyak, bertemu dengan John Allen, ahli ekologi, jurutera dan pencipta Biosphere-2. Allen mempunyai idea, Bass mempunyai wang untuk dibelanjakan untuk idea tersebut. Pada tahun 80-an, idea-idea ini cukup jelas menjadi projek yang Bass tidak menyesal memperuntukkan $ 150 juta.

Allen merancang untuk meletakkan 10 kilometer persegi tanah di bawah kubah lutsinar, mengisinya dengan tumbuhan, haiwan dan manusia. Untuk apa? Dia ingin menguji betapa fleksibelnya kehidupan, sama ada ia boleh dimasukkan ke dalam kotak kedap udara dan sama ada ia boleh wujud di dalamnya dengan cara yang seimbang. Di samping itu, "Biosphere-2" boleh menunjukkan (sekurang-kurangnya lebih kurang) sama ada seseorang akan dapat membawa bersamanya habitat biasa untuk penjajahan planet lain.

Pembinaan bermula pada tahun 1987 di Arizona. Ia adalah rumit oleh fakta bahawa pengedap tingkap dan struktur lain harus kedap udara yang mungkin untuk meminimumkan kebocoran udara. Jika tidak, pasukan itu tidak akan dapat menangkap perubahan dalam ketumpatan oksigen di bawah kubah. Secara keseluruhan, "Biosphere-2" menumpukan 180 tan udara.

Oleh kerana pada siang hari udara dipanaskan oleh matahari dan mengembang, dan pada waktu malam, sebaliknya, ia dimampatkan, jurutera terpaksa meneutralkan penurunan tekanan ini. Untuk ini diputuskan untuk membina diafragma berkubah besar, yang dipanggil "paru-paru".

Secara keseluruhan, pada permulaannya, bangunan itu mengandungi kira-kira 20 tan biojisim, diwakili oleh 4 ribu spesies. Pada masa yang sama, dijangkakan 5-20% daripada mereka akan mati begitu saja. Semua biojisim ini diedarkan ke atas lima biotop liar (hutan hujan, lautan mini dengan terumbu karang, paya bakau, savana, padang pasir berkabus) dan dua lagi antropogenik - ladang dan taman sayur-sayuran, serta kawasan kediaman dengan makmal dan bengkel, tempat manusia memerintah. Ruang paling sedikit diduduki oleh lautan - hanya 450 meter persegi, manakala ladang dan taman untuk lapan "bionaut" masa depan menduduki kawasan seluas 2500 meter persegi. Mereka menetap empat ekor kambing dengan seekor kambing, 35 ekor ayam dengan tiga ayam jantan, dua ekor induk dan seekor babi. Kolam tempatan itu didiami oleh ikan.

Di bawah semua ini adalah premis dengan infrastruktur teknikal, dan stesen minyak asli dipasang di luar, yang membekalkan tenaga ke seluruh kompleks. Ekosistem tertutup terpaksa menyediakan dirinya 100% dengan air, makanan, sisa baja dan udara. Pengiraan menunjukkan bahawa semua ini boleh dilaksanakan. Tetapi seperti yang biasa berlaku, tidak lama selepas percubaan bermula, sesuatu telah berlaku.

Khemah Eden?

Lapan sukarelawan, empat lelaki dan empat wanita, memasuki syurga dunia ini buat kali pertama pada 26 September 1991. Mereka mempunyai tugas yang mudah: untuk kembali tidak lebih awal daripada dua tahun kemudian. Sememangnya, sepanjang bulan ini pasukan tidak mempunyai masa untuk bosan. Mereka telah bekerja di ladang, menjaga ternakan dan melakukan eksperimen yang dirancang.

- Untuk membuat pizza, saya terpaksa menuai gandum dan membuat doh. Kemudian beri makan dan susu kambing untuk keju. Saya mengambil masa empat bulan untuk membuat piza di Biosphere-2, kata Jane Poynter, salah seorang peserta dalam eksperimen itu, semasa TED Talksnya. Menurutnya, dia menghabiskan dua tahun dan 20 minit di dunia terpencil.

Walau bagaimanapun, di sini Jane tidak jujur sepenuhnya. Lebih kurang dua minggu kemudian, gadis itu memotong hujung jari tengahnya ketika bekerja pada mesin penggiling padi. Seorang doktor tempatan dari pasukan cuba memasangkannya, tetapi jari itu tidak mahu sembuh. Jane telah segera dipindahkan dari syurga dan dihantar ke pusat perubatan, di mana jarinya dijahit ke tempatnya. Tujuh jam kemudian, dia kembali ke Biosfera.

Tetapi dia jarang menyebut kejadian ini. Lebih banyak Jane suka bercakap tentang betapa menariknya buat pertama kalinya untuk menghirup udara yang benar-benar berbeza, yang, selain dia, hanya tujuh orang di dunia yang bernafas. Dan berasa seperti sebahagian daripada biosfera.

Apabila saya menghembuskan nafas, karbon dioksida saya menyemarakkan ubi yang saya tanam. Dan kami makan ubi keledek yang banyak sekali. Dan keledek ini menjadi sebahagian daripada saya. Malah, kami makan terlalu banyak sehingga menjadikan saya oren. Saya benar-benar makan karbon yang sama berulang kali. Dengan cara yang pelik, saya makan sendiri dengan cara.

Retak pada bahtera syurga

Padang pasir adalah yang pertama muncul daripada ketaatan manusia: kelembapan terkumpul di bahagian atas kubah menghasilkan hujan yang hampir berterusan di atasnya. Batu karang di lautan mula mati: air menyerap terlalu banyak karbon dioksida.

Lama kelamaan, kedua-dua penderia dan penjajah itu sendiri mula melihat penurunan paras oksigen di atmosfera tempatan. Kandungan unsur yang sangat penting ini dalam 16 bulan menurun daripada 21% kepada 14% kritikal. Seperti yang ditunjukkan oleh kajian pada penghujung eksperimen, terdapat terlalu banyak struktur simen di dalam "Biosphere-2", yang menyerap karbon dioksida dan dengan itu mengurangkan kepekatan oksigen yang dihasilkan.

Untuk masa yang lama orang terpaksa hidup secara praktikal di pergunungan tinggi. Kebuluran oksigen, secara semula jadi, menjejaskan kesihatan "bionaut". Baik fizikal mahupun mental. Jane ingat bahawa doktor mereka, seorang lelaki yang agak tua pada masa itu, pada satu ketika tidak lagi dapat menjumlahkan nombor. Beberapa ahli pasukan tidak dapat menghabiskan frasa, kerana mereka terpaksa menarik nafas di tengah.

- Anda bangun tidur tercungap-cungap mencari udara kerana komposisi darah anda telah berubah. Dan kemudian anda benar-benar melakukan ini: anda berhenti bernafas, kemudian anda bernafas, dan ia membangunkan anda. Ini amat menjengkelkan.

Di samping itu, mikroflora hutan hujan menjadi tidak terkawal, yang mula berkembang terlalu cepat. Pembiakan mikroorganisma dan serangga yang tidak dijangka menyebabkan penggunaan oksigen tambahan. Mereka terutama membiak di tanah hitam. Untuk bidang eksperimen, yang terbaik dan paling subur dipilih.

Media, yang sebelum ini ragu-ragu tentang eksperimen itu, dalam beberapa kes menggelar pesertanya sebagai "mazhab kultus kelangsungan hidup", menyuarakan bahawa pasukan itu benar-benar perlahan-lahan mati. Semua faktor ini telah membawa kepada fakta bahawa pihak pengurusan memutuskan untuk memasukkan bekalan oksigen ke syurga dari luar.

Faktor manusia

Tetapi salah satu sebab yang paling penting untuk kegagalan eksperimen adalah faktor manusia. Tiada seorang pun daripada ahli pasukan "Biosphere-2" berada dalam pengasingan selama lebih daripada beberapa bulan. Hanya Taber McCallum yang mempunyai pengalaman perjalanan belayar selama tiga tahun. Pertengkaran dalam pasukan dengan cepat membahagikan lapan kepada dua kumpulan, yang, menurut Jane, walaupun selepas bertahun-tahun, tidak bertolak ansur antara satu sama lain.

Setiap kumpulan mempunyai visi mereka sendiri tentang bagaimana lebih baik dan lebih betul untuk meneruskan eksperimen. Ada yang percaya bahawa adalah perlu untuk memunggah anak kapal dan memindahkan sebahagian daripada kerja saintifik kepada saintis di luar kubah, mengorbankan pengasingan sepenuhnya, untuk membolehkan import / eksport peralatan dan sampel. Yang lain percaya bahawa adalah perlu untuk mengekalkan sepenuhnya kesucian eksperimen dan mengatasi sendiri. Mereka bimbang bahawa pihak lawan akan mengetuai eksperimen untuk membenarkan import makanan, yang akan menjadi kegagalan sebenar projek itu.

Akibat konflik, pasukan tidak dapat bekerjasama dan bergerak ke hadapan dengan lancar. Orang ramai makan secara berasingan, cuba untuk tidak memandang mata satu sama lain, dan jarang bercakap.

Konflik itu diperburuk oleh kekurangan oksigen dan makanan, orang menjadi tertekan, jengkel. Serangga dan mikroorganisma yang sama yang memakan oksigen menjejaskan pertumbuhan tanaman secara negatif. Pasukan itu terpaksa beralih kepada diet rendah kalori dan rendah lemak.

Dakwah diet, dengan cara itu, adalah doktor perubatan yang sama Roy Walford, yang cuba menjahit jari Jane. Dia yakin bahawa diet harian seseorang harus dihadkan kepada 1500 kilokalori tanpa lemak, yang akan meningkatkan jangka hayat seseorang sehingga 130 tahun. Malangnya, dia meninggal dunia pada usia 79 tahun (11 tahun selepas meninggalkan Biosfera-2) akibat penangkapan pernafasan yang dikaitkan dengan amyotrophic lateral sclerosis. Sesetengah pakar telah mencadangkan bahawa ia mungkin hasil daripada pengambilan tenaga yang rendah oleh saintis.

Sekiranya Walford bersedia untuk diet sedemikian, maka ramai peserta lain tidak menyukai sekatan ini dalam makanan. Kegagalan tanaman yang berterusan, banyak jam bekerja di ladang … pasukan tidak meninggalkan pemikiran tentang makanan, dan berat mereka cair seperti ais krim di atas asfalt panas. Taber dari seorang lelaki bertubuh besar berubah menjadi syahid yang kurus kering, kehilangan 27 kg, hanya makan buah-buahan, sayur-sayuran, kacang dan kekacang, telur dan produk susu kambing.

Pasukan itu melihat daging hanya pada hari Ahad - sedikit ayam atau ikan. Untuk tidak kehilangan satu kalori berharga, beberapa ahli pasukan, menurut ingatan Poynter, menjilat pinggan selepas setiap hidangan.

Walau bagaimanapun, Walford, yang kerap mengambil ujian darah semua peserta, mendapati bahawa penunjuk itu hampir ideal: paras kolesterol, insulin dan glukosa menurun, dan tekanan darah kembali normal. Tetapi "bionaut" tidak menjadi lebih gembira daripada ini.

Pada November 1992, sebahagian daripada penjajah mula makan bekalan benih yang tidak ditanam di dalam bangunan. Di tengah-tengah laporan media mengenai simpanan makanan, penyeludupan makanan, dakwaan pemalsuan data, seluruh lembaga penasihat saintifik projek itu memutuskan untuk meninggalkannya.

Sementara itu, orang ramai telah membentuk pendapat tentang "Biosphere-2" sebagai sejenis sukan Olimpik (mereka berkata, berapa lama ia akan bertahan tanpa membuka pintu), dan bukan sebagai eksperimen saintifik, teori yang sedang diusahakan keluar pada model, membuat perubahan secara beransur-ansur. Oleh itu, pada akhir eksperimen, latar belakang di sekelilingnya kebanyakannya negatif.

Eksperimen rasa selepas

Pada September 1993, pintu Biosphere-2 dibuka. Dan mereka melepaskan penjajah yang keletihan dari sana. Inilah yang Jane Poynter katakan tentang saat pembebasan:

- Saya akan mengatakan bahawa kita semua keluar sedikit kacang. Saya sangat teruja untuk melihat semua keluarga dan rakan-rakan saya. Selama dua tahun saya telah melihat orang melalui kaca. Jadi semua orang berlari ke arah saya. Dan saya tarik balik. Mereka berbau busuk! Orang busuk! Kami berbau penyembur rambut dan deodoran dan semua omong kosong itu.

Pada tahun 1994, misi kedua "bionaut" bermula. Sudah dalam komposisi yang berbeza. Konkrit itu ditutup dengan teliti dan disediakan untuk menghabiskan 10 bulan dalam kurungan. Tetapi pertama-tama, dua anggota bekas pasukan yang dibuang kerja menceroboh masuk ke dalam kubah sebagai protes, membuka beberapa pintu keluar kecemasan, memecahkan meterai selama 15 minit. Lima gelas juga pecah. Komander kru baru meninggalkan kubah satu demi satu, dan pada bulan Jun 1994 penaja meninggalkan projek itu dan menutup pembiayaannya.

Walaupun berjuta-juta dolar, premis yang luas dan tanah hitam terbaik, misi pertama ke Biosphere-2 boleh dianggap sebagai kegagalan. Orang ramai tidak dapat mencapai peredaran oksigen yang stabil dalam kubah mereka, dan kegagalan tanaman yang berterusan dan perosak yang membiak menyebabkan mereka benar-benar berada di ambang kelangsungan hidup. Di samping itu, lapan penjajah ini menunjukkan bahawa manusia adalah salah satu mata rantai yang paling lemah dalam pengasingan tersebut.

"Biosphere-2" masih berdiri di padang pasir Arizona. Kini ia lebih kepada taman botani dengan kubah milik universiti negeri. Eksperimen sedang dijalankan di sana, tetapi bukan dalam skala besar. Lawatan untuk pelajar sekolah dan pelancong sentiasa diadakan. Salah satu tarikan yang ditunjukkan semasa lawatan adalah inskripsi yang ditinggalkan oleh bekas "bionaut": "Hanya di sini kami merasakan betapa kami bergantung pada alam sekitar. Jika tidak ada pokok, kita tidak akan mempunyai apa-apa untuk bernafas, jika air itu tercemar, kita tidak akan mempunyai apa-apa untuk diminum."