„Biosfera-2“: nepavyko eksperimento sukurti uždaros ekosistemos

2024 Autorius: Seth Attwood | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-16 16:11

Statome didelės apimties koloniją Žemėje, visiškai izoliuotą nuo išorinio pasaulio, sodiname joje augalus deguoniui gaminti, importuojame gyvulius ir dvejiems metams apgyvendiname aštuonis kolonistus! Puiki idėja moksliniam eksperimentui sukurti uždaras gyvybės palaikymo sistemas galimoms būsimoms kolonijoms tame pačiame Marse. Tiesa, šioje mintyje yra rimtas trūkumas – žmonės. Paaiškėjo, kad jos buvo viena pagrindinių ambicingo mokslinio eksperimento „Biosfera-2“žlugimo priežasčių.

Kas yra Biosfera-2?

Aštuntajame dešimtmetyje amerikiečių finansininkas Edwardas Bassas, kilęs iš turtingos Teksaso šeimos, kuri uždirbo milijardus iš naftos, susitiko su Johnu Allenu, ekologu, inžinieriumi ir Biosphere-2 išradėju. Allenas turėjo idėjų, o Bass turėjo pinigų išleisti šioms idėjoms. Devintajame dešimtmetyje šios idėjos pakankamai susiformavo į projektą, kuriam Bass nesigailėjo skirti 150 mln.

Allenas planavo po skaidriais kupolais pastatyti 10 kvadratinių kilometrų žemės ir apgyvendinti juos augalais, gyvūnais ir žmonėmis. Kam? Norėjosi išbandyti, koks yra gyvenimas lankstus, ar įmanoma jį uždaryti į sandarią dėžę ir ar ji gali joje egzistuoti subalansuotai. Be to, „Biosfera-2“galėtų parodyti (bent jau apytiksliai), ar žmogus galės pasiimti su savimi įprastą buveinę kitų planetų kolonizacijai.

Statybos prasidėjo 1987 metais Arizonoje. Ją apsunkino tai, kad langų sandarikliai ir kitos konstrukcijos turėjo būti kuo sandaresnės, kad oro nuotėkis būtų kuo mažesnis. Priešingu atveju komanda negalėtų užfiksuoti deguonies tankio pokyčių po kupolu. Iš viso „Biosfera-2“sukoncentravo 180 tonų oro.

Kadangi dieną oras saulės kaitino ir plėsdavosi, o naktį atvirkščiai – suslėgtas, inžinieriams teko neutralizuoti šiuos slėgio kritimus. Tam buvo nuspręsta pastatyti didžiules kupolines diafragmas, kurios buvo vadinamos „plaučiais“.

Iš viso pradžioje pastate buvo apie 20 tonų biomasės, atstovaujamos 4 tūkst. rūšių. Tuo pačiu buvo tikimasi, kad 5-20% jų tiesiog išmirs. Visa ši biomasė buvo paskirstyta penkiuose laukiniuose biotopuose (atogrąžų miškai, mini vandenynas su koraliniu rifu, mangrovių pelkės, savana, ūkanota dykuma) ir dar dviejuose antropogeniniuose – laukuose ir daržuose, taip pat gyvenamosiose patalpose su laboratorijomis ir dirbtuvėmis, kur žmogus gyvena. valdė. Mažiausiai vietos užėmė vandenynas – tik 450 kvadratinių metrų, o laukai ir sodai aštuoniems būsimiems „bionautams“užėmė 2500 kvadratinių metrų plotą. Jie apsigyveno ant keturių ožkų su ožiu, 35 vištų su trimis gaidžiais, dvi paršavedės ir šernas. Vietiniame tvenkinyje gyveno žuvys.

Po visu tuo buvo įrengtos patalpos su technine infrastruktūra, lauke įrengta gamtinių degalinė, kuri tiekė energiją visam kompleksui. Uždara ekosistema turėjo 100% aprūpinti save vandeniu, maistu, trąšų atliekomis ir oru. Skaičiavimai parodė, kad visa tai įmanoma. Tačiau, kaip dažniausiai būna, netrukus po eksperimento pradžios kažkas nutiko ne taip.

Edeno tabernakuliai?

Aštuoni savanoriai, keturi vyrai ir keturios moterys, pirmą kartą į šį žemiškąjį rojų pateko 1991 m. rugsėjo 26 d. Jiems teko paprasta užduotis: grįžti ne anksčiau kaip po dvejų metų. Natūralu, kad visus šiuos mėnesius komanda neturėjo laiko nuobodžiauti. Jie dirbo laukuose, prižiūrėjo gyvulius ir atliko suplanuotus eksperimentus.

– Kad gaminčiau picą, turėjau nuimti kviečių derlių ir gaminti tešlą. Tada šerkite ir pamelžkite ožkas sūriui. Man prireikė keturių mėnesių, kol gaminau picą Biosphere-2 “, - per savo TED pokalbius sakė viena iš eksperimento dalyvių Jane Poynter. Anot jos, izoliuotame pasaulyje ji praleido dvejus metus ir 20 minučių.

Tačiau čia Džeinė nėra visiškai sąžininga. Po kiek daugiau nei dviejų savaičių mergina, dirbdama su ryžių lukštenimo mašina, nupjovė vidurinio piršto galiuką. Vietinis komandos gydytojas bandė jį pritvirtinti, bet pirštas nenorėjo gyti. Jane buvo skubiai evakuota iš rojaus ir išsiųsta į medicinos centrą, kur jai buvo prisiūtas pirštas. Po septynių valandų ji grįžo į biosferą.

Tačiau ji retai mini šį įvykį. Daugiau Jane mėgsta kalbėti apie tai, kaip buvo įdomu pirmą kartą įkvėpti tikrai kitokio oro, kuriuo, be jos, kvėpavo tik septyni žmonės pasaulyje. Ir jaustis kaip biosferos dalis.

„Kai aš iškvėpiau, mano anglies dioksidas kurstė mano auginamas saldžiąsias bulves. Ir suvalgėme siaubingai daug saldžiųjų bulvių. Ir ši saldi bulvė tapo mano dalimi. Tiesą sakant, mes jo tiek suvalgėme, kad man pasidarė oranžinė. Aš tiesiogine prasme valgau tą pačią anglį vėl ir vėl. Keistais būdais aš savotiškai suvalgiau save.

Plyšys dangiškoje arkoje

Dykuma pirmoji išniro iš žmogaus paklusnumo: kupolo viršuje susikaupusi drėgmė sukėlė beveik nuolatinį lietų. Koralai vandenyne pradėjo mirti: vanduo sugėrė per daug anglies dvideginio.

Laikui bėgant tiek jutikliai, tiek patys kolonistai pradėjo pastebėti deguonies lygio kritimą vietinėje atmosferoje. Šio itin svarbaus elemento kiekis per 16 mėnesių sumažėjo nuo 21% iki kritinių 14%. Kaip parodė eksperimento pabaigoje atlikti tyrimai, „Biosferos-2“viduje buvo per daug cemento struktūrų, kurios sugėrė anglies dioksidą ir taip sumažino gaminamo deguonies koncentraciją.

Ilgą laiką žmonės turėjo gyventi praktiškai aukštuose kalnuose. Natūralu, kad deguonies badas neigiamai paveikė „bionautų“sveikatą. Tiek fiziškai, tiek protiškai. Jane prisimena, kad jų gydytojas, tuo metu gana pagyvenęs vyras, tam tikru momentu nebegalėjo sumuoti skaičių. Kai kurie komandos nariai negalėjo užbaigti frazės, nes turėjo atgauti kvapą viduryje.

- Atsibundate kvėpuodami, nes pasikeitė jūsų kraujo sudėtis. Ir tada jūs tiesiogine prasme darote taip: nustojate kvėpuoti, tada įkvepiate, ir tai jus pažadina. Tai siaubingai erzina.

Be to, atogrąžų miškų mikroflora tapo nekontroliuojama, kuri pradėjo vystytis per greitai. Nenumatytas mikroorganizmų ir vabzdžių paplitimas sukėlė papildomą deguonies suvartojimą. Jie ypač veisiasi juodoje dirvoje. Bandomiesiems laukams buvo išrinkti patys geriausi ir derlingiausi.

Žiniasklaida, anksčiau skeptiškai žiūrėjusi į eksperimentą, kai kuriais atvejais pavadinusi jo dalyvius „išlikimo kulto sekta“, trimitavo, kad komanda tiesiogine prasme lėtai miršta. Visi šie veiksniai lėmė tai, kad vadovybė nusprendė įtraukti deguonies tiekimą į dangų iš išorės.

Žmogiškasis faktorius

Tačiau viena iš svarbiausių eksperimento nesėkmės priežasčių buvo žmogiškasis faktorius. Nė vienas iš „Biosferos-2“komandos narių nebuvo izoliuotas ilgiau nei porą mėnesių. Tik Taber McCallum turėjo trejų metų buriavimo patirtį. Kivirčai komandoje greitai suskirstė aštuonetą į dvi grupes, kurios, anot Jane, net ir po tiek metų netoleruoja viena kitos.

Kiekviena grupė turėjo savo viziją, kaip būtų geriau ir teisingiau tęsti eksperimentą. Kai kurie manė, kad būtina iškrauti įgulą ir dalį mokslinio darbo perduoti mokslininkams už kupolo ribų, aukojant visišką izoliaciją, kad būtų galima importuoti / eksportuoti įrangą ir pavyzdžius. Kiti manė, kad būtina visiškai išsaugoti eksperimento grynumą ir susidoroti patiems. Jie baiminosi, kad oponentai vadovaus eksperimentui, leidžiančiam importuoti maistą, o tai būtų tikra projekto nesėkmė.

Dėl konfliktų komanda negalėjo dirbti kartu ir sklandžiai judėti pirmyn. Žmonės pietaudavo atskirai, stengdavosi nežiūrėti vienas kitam į akis, kalbėdavosi labai retai.

Konfliktus paaštrino deguonies ir maisto trūkumas, žmonės buvo prislėgti, susierzinę. Tie patys vabzdžiai ir mikroorganizmai, kurie valgė deguonį, neigiamai paveikė pasėlių augimą. Komanda buvo priversta pereiti prie nekaloringos ir mažai riebalų turinčios dietos.

Dietos skelbėju, beje, buvo tas pats medicinos daktaras Roy'us Walfordas, kuris bandė pasiūti Jane pirštą. Jis buvo įsitikinęs, kad žmogaus dienos racione turi būti 1500 kilokalorijų be riebalų, o tai pailgintų žmogaus gyvenimo trukmę iki 130 metų. Deja, jis mirė sulaukęs 79 metų (11 metų po to, kai paliko Biosphere-2) dėl kvėpavimo sustojimo, susijusio su amiotrofine šonine skleroze. Kai kurie ekspertai teigė, kad tai gali būti dėl to, kad mokslininkas suvartoja mažai energijos.

Jei Walfordas buvo pasiruošęs tokiai dietai, tai daugeliui kitų dalyvių šis maisto apribojimas nepatiko. Nuolatiniai derliaus gedimai, daugybė darbo valandų laukuose… kolektyvas neapleido minties apie maistą, o jų svoris tirpo kaip ledai ant karšto asfalto. Taberis iš tikro didvyrio virto išsekusiu kankiniu, numetusiu 27 kg, valgančiu tik vaisius, daržoves, riešutus ir ankštines daržoves, kiaušinius ir ožkų pieno produktus.

Mėsą komanda matydavo tik sekmadieniais – po truputį vištienos ar žuvies. Kad neprarastų nė vienos brangios kalorijos, kai kurie komandos nariai, remiantis Poynterio prisiminimais, po kiekvieno valgio laižė lėkštes.

Nepaisant to, Walfordas, reguliariai tirdamas visų dalyvių kraują, nustatė, kad rodikliai artimi idealiems: sumažėjo cholesterolio, insulino ir gliukozės kiekis, o kraujospūdis grįžo į normalų. Tačiau „bionautai“nuo to netapo laimingesni.

1992 m. lapkritį kai kurie kolonistai pradėjo valgyti sėklų atsargas, kurios nebuvo auginamos pastato viduje. Žiniasklaidoje pasigirdus pranešimams apie maisto slėptuves, maisto kontrabandą, įtarimus dėl duomenų klastojimo, visa projekto mokslinė konsultacinė taryba nusprendė jį palikti.

Tuo tarpu visuomenėje susiformavo nuomonė apie „Biosferą-2“kaip savotišką olimpinę sporto šaką (sakoma, kiek ji ištvers neativėrus durų), o ne kaip mokslinį eksperimentą, teoriją, kuri dirbama. pagal modelį, palaipsniui keisdami. Taigi iki eksperimento pabaigos aplinkinis fonas dažniausiai buvo neigiamas.

Eksperimento poskonis

1993 metų rugsėjį duris atvėrė „Biosfera-2“. Ir iš ten paleido išsekusius kolonistus. Štai ką Jane Poynter turi pasakyti apie išvadavimo akimirką:

– Sakyčiau, visi išėjome šiek tiek išprotėję. Man buvo labai malonu matyti visą savo šeimą ir draugus. Dvejus metus mačiau žmones per stiklą. Ir taip visi nubėgo prie manęs. Ir atsitraukiau. Jie smirdėjo! Žmonės smirda! Mes smirdame plaukų laku, dezodorantu ir visom tokiom nesąmonėm.

1994 metais prasidėjo antroji „bionautų“misija. Jau kitokios sudėties. Betonas buvo apdairiai užsandarintas ir paruoštas 10 mėnesių praleisti nelaisvėje. Tačiau pirmiausia du atleisti buvusios komandos nariai protestuodami įsiveržė į kupolą, atidarė kelis avarinius išėjimus, 15 minučių sulaužydami antspaudą. Taip pat sudaužyti penki stiklai. Naujosios įgulos vadai vienas po kito paliko kupolą, o 1994 metų birželį rėmėjai projekto atsisakė ir nutraukė jo finansavimą.

Nepaisant visų milijonų dolerių, erdvių patalpų ir geriausio juodo grunto, pirmoji misija į Biosferą-2 gali būti laikoma nesėkminga. Žmonės negalėjo pasiekti stabilios deguonies cirkuliacijos savo kupoluose, o dėl nuolatinio derliaus nesėkmės ir daugėjančių kenkėjų jie tiesiogine prasme atsidūrė ant išlikimo slenksčio. Be to, šie aštuoni kolonistai pademonstravo, kad žmogus yra viena silpniausių tokios izoliacijos grandžių.

„Biosfera-2“vis dar stovi Arizonos dykumoje. Dabar tai daugiau botanikos sodas su kupolu, kuris priklauso valstybiniam universitetui. Ten vykdomi eksperimentai, bet ne tokiu mastu. Nuolat rengiamos ekskursijos moksleiviams ir turistams. Vienas iš įdomybių, kurios parodomos ekskursijų metu – buvusio „bionauto“paliktas užrašas: „Tik čia pajutome, kiek esame priklausomi nuo supančios gamtos. Jei nebus medžių, neturėsime kuo kvėpuoti, jei vanduo užterštas, neturėsime ko gerti“.