Projekt to „biosfera”, raj, który pękł. Projekt - „Biosfera”, raj, który pękł Student z zespołu „Leśnik”.

- konstrukcja symulująca zamknięty system ekologiczny, zbudowana przez Space Bieighbour Ventures i miliardera Edwarda Bassa na pustyni w Arizonie (USA).

Cyfra „2” w tytule ma podkreślić, że „Biosfera-1” to Ziemia. Istnieje alternatywna wersja „pierwszej biosfery” - tak nazywa się pawilon amerykańskiej biosfery na światowej wystawie Expo 67, niegdyś nie mniej znany niż Atomium. Ta wersja jest wspierana przez zauważalne zewnętrzne podobieństwo w projekcie Biosfery i Biosfery-2.

Głównym zadaniem Biosfery 2 było sprawdzenie, czy człowiek może żyć i pracować w zamkniętym środowisku. W odległej przyszłości systemy takie mogą przydać się zarówno jako autonomiczne osady w kosmosie, jak i w przypadku skrajnego pogorszenia warunków życia na Ziemi.

Projekt

Laboratorium to sieć hermetycznie zamkniętych budynków o łącznej powierzchni 1,5 hektara, wykonanych z lekkich materiałów, podzielonych na kilka niezależnych ekosystemów i przykrytych szklaną osłoną przepuszczającą około 50% światła słonecznego. Przestrzeń wewnętrzna podzielona jest na 7 bloków, w tym las tropikalny, miniaturowy ocean o niezwykłym składzie chemicznym, pustynię, sawannę i ujście namorzynowe. Gigantyczne „płuca” regulują ciśnienie wewnętrzne tak, aby było ono zgodne z zewnętrznym – minimalizuje to wycieki powietrza.

Postęp eksperymentu

Eksperyment przeprowadzono w dwóch etapach: pierwszy od 26 września 1991 r. do 26 września 1993 r. i drugi w 1994 r. W pierwszym etapie poziom tlenu zaczął spadać o 0,5% miesięcznie, co doprowadziło do sytuacji, w której ludzie zmuszeni byli żyć w warunkach głodu tlenowego (podobne warunki panują na wysokości 4080 m n.p.m.). Ponieważ poziom tlenu spadł do tak niebezpiecznego poziomu, podjęto decyzję o sztucznym pompowaniu tlenu z zewnątrz. Drugi etap również został przedwcześnie przerwany ze względów organizacyjnych i finansowych.

Uważa się, że spadek poziomu tlenu był spowodowany nieoczekiwanym rozmnażaniem mikroorganizmy. Uprawy, sawanna i las zostały wypełnione mikroorganizmami, które zaczęły się namnażać i niszczyć sadzonki.

Życie wewnątrz

Osiem osób (cztery kobiety i czterech mężczyzn) przebywało w Biosferze 2 przez około dwa lata, utrzymując kontakt ze światem zewnętrznym jedynie za pośrednictwem komputera. Wraz z nimi dostarczono tam 3000 gatunków roślin i zwierząt.

Początkowo eksperyment przebiegał zgodnie z planem - w laboratorium rosły drzewa, trawa i krzewy, co dało 46 gatunków pokarm roślinny znajdowały się pastwiska dla kóz, chlewy, kurniki, w sztucznych zbiornikach pływały ryby i krewetki.

Założono, że kompleks będzie funkcjonował autonomicznie, ponieważ wszystkie warunki są normalne obieg substancji. Światło słoneczne, według obliczeń naukowców, powinno wystarczyć do wystarczającej produkcji tlenu przez rośliny w wyniku fotosyntezy; do przetwarzania odpadów wykorzystywano robaki i mikroorganizmy, owady do nawożenia roślin itp.

Jednak w ciągu kilku tygodni życie rolników produkujących na własne potrzeby zostało zakłócone. Mikroorganizmy i owady zaczęły rozmnażać się w nieoczekiwanie dużych ilościach, powodując nieoczekiwane zużycie tlenu i zniszczenie plonów (nie przewidywano stosowania pestycydów). Mieszkańcy projektu zaczęli tracić na wadze i dusić się. Naukowcy musieli złamać warunki eksperymentu i zacząć dostarczać do środka tlen i produkty (fakty te zostały ukryte, a później ujawnione). Pierwszy eksperyment zakończył się niepowodzeniem: ludzie stracili dużo na wadze, ilość tlenu spadła do 15% (normalna zawartość w atmosferze wynosi 21%).

Po zakończeniu eksperymentu w 1994 r. rozpoczęto trzyletnią renowację ogromnego kompleksu. W tym czasie sponsorzy porzucili projekt, uznając, że eksperyment nie przyniósł oczekiwanych rezultatów. Na początku 1996 roku Bisfera-2 została przeniesiona pod nadzór naukowy B. Marino i jego współpracowników z Obserwatoria Ziemi na Uniwersytecie Columbia. Postanowili przerwać eksperyment i usunąć ludzi z konstrukcji, ponieważ nie było jasne, jak rozwiązać problem odżywiania i utrzymania stałego składu powietrza.

W połowie 1996 roku naukowcy rozpoczęli nowy eksperyment, tym razem bez udziału ludzi. Musieli dowiedzieć się:

• czy wydajność rzeczywiście rośnie wraz ze wzrostem zawartości CO 2 i w jakim stopniu?
• co dzieje się z nadmiarem dwutlenku węgla i gdzie się gromadzi;
• Czy możliwy jest odwrotny, katastrofalny proces przy niekontrolowanym wzroście zawartości dwutlenku węgla w atmosferze?

Znaleziono błędy

• W laboratorium hodowana jest ogromna liczba drobnoustrojów i owadów, zwłaszcza karaluchów i mrówek.
• Pod szklanym dachem kompleksu o poranku skraplała się woda i lał się sztuczny deszcz.
• Twórcy nie przewidzieli takiego zjawiska jak wiatr: okazało się, że bez regularnego kołysania drzewa stają się kruche i łamią się.

Sprzedaż

W dniu 10 stycznia 2005 roku firma będąca właścicielem unikalnego kompleksu wystawiła laboratorium na sprzedaż.

wnioski

Na jednej z wewnętrznych ścian „planety” zachowało się kilka linijek napisanych przez jedną z kobiet: „Tylko tutaj poczuliśmy, jak bardzo byliśmy zależni od otaczającej nas przyrody. Jeśli nie będzie drzew, nie będziemy mieli czym oddychać, jeśli woda będzie zanieczyszczona, nie będziemy mieli co pić”.

Na początku 1990 roku na amerykańskiej pustyni w pobliżu Arkansas rozpoczęto projekt, który miał ambitne cele, stworzyć zamknięty kompleks, całkowicie odizolowany od warunków świata zewnętrznego. Oznacza to, że zgodnie z warunkami projektu przewidywano, że uczestnicy mieszkający w kompleksie będą jak na obcej planecie, z agresywnym środowiskiem zewnętrznym.

Projekt nazwano „Biosfera-2”; cyfra 2 oznaczała, że ​​cyfrą 1 była sama Ziemia. Autorzy projektu wymodelowali wielkoskalową biosferę, która zajmowała obszar 1,5 hektara. Projekt, wspierany przez miliardera Edwarda Bassa, został zrealizowany przez Space Biosfera Ventures.

Projekt Biosfera-2 był ogromnym kompleksem ze szklarniami, mieszczącymi około 3 tys. gatunków zwierząt i roślin, o objętości atmosferycznej wynoszącej około 204 tys. m3 powietrza. W zakrojonym na szeroką skalę projekcie modelowania zamkniętego ekosystemu dobrowolnie wzięło udział 8 osób.

Najważniejszym celem projektu Biosfera-2 była perspektywa dalszego zastosowania w eksploracji kosmosu. I przypomniał mi się nieco zapomniany projekt Biosfera-2 w związku z rosnącym zainteresowaniem eksploracją Marsa i tym, jak to mogło się wydarzyć. Przecież celem projektu było sprawdzenie, czy grupa ludzi może żyć i pracować w zamkniętym środowisku.

A plany dotyczące projektu były duże, ponieważ w przypadku powodzenia osiągnięcia projektu mogłyby zostać wykorzystane do stworzenia autonomicznych osad na odległych planetach Układu Słonecznego. Ponadto kompleks Biosfera-2 mógłby zostać wykorzystany także w przypadku globalnego pogorszenia się sytuacji środowiskowej samej Ziemi.

Struktura kompleksu Biosfera-2.

Oczywiście kompleks Bisfera-2, zbudowany na pustyni w Arizonie (USA), nie miał niezbędnej ochrony – jeśli został zbudowany np. na Marsie – oznacza to ochronę przed meteorytami i asteroidami. Jednak na Ziemi nie było takiej potrzeby – w przeciwnym razie byłby to kompleks całkowicie odizolowany od środowiska zewnętrznego, w którym uczestnicy projektu komunikowali się ze światem zewnętrznym wyłącznie za pośrednictwem komputera.

Kompleks, położony na amerykańskiej pustyni, był budynkiem typu kapsuła, hermetycznie zamkniętym. Każdy budynek tego kompleksu stanowił odrębny, niezależny ekosystem. Do budowy budynków wykorzystano lekkie materiały, a ich szklany dach w kształcie kopuły przepuszcza około 50 procent światła słonecznego.

Przez życie czterech kobiet i czterech mężczyzn kompleks Biosfera-2 miał kilka różnych biomów - pustynię i sawannę, las tropikalny i ocean z rafą koralową. Naturalnie moduł mieszkalny. Uczestnikiem projektu jest także moduł agrocenozy, w którym osadnicy uprawiali owoce i warzywa oraz miejsce wypasu kóz. Czyli zakres projektu jaki można sobie wyobrazić.....

Naukowcy biorący udział w projekcie ze szczególną uwagą podeszli do składu gatunkowego, aby jak najdokładniej odtworzyć naturalny cykl substancji. Dotyczy to także rozkładu materii organicznej, w tym odpadów uczestników projektu Biosfera-2. Symulowanie biosfery Ziemi okazało się jednak dla badaczy trudne.

Problematyka projektu „Biosfera-2”.

Na pierwszy plan wysunął się problem braku tlenu. Jak się okazało, rośliny pomimo dokładnych wstępnych obliczeń nie są w stanie zapewnić normalnej zawartości tlenu w modułach projektu. Stopniowo, od pierwszych tygodni projektu, poziom tlenu zaczął spadać.

Uczestnicy projektu zostali poddani głodowi tlenu, jego poziom spadł z 21% do 15% - w takich warunkach uczestnicy mieszkali w kompleksie od 1991 do 1993 r., podobny głód doświadczali wspinacze na wysokości około 4 tysięcy metrów. Jak sugerowali naukowcy pracujący nad projektem, jest to spowodowane obecnością mikroorganizmów glebowych. W rezultacie do kompleksu zaczęto pompować tlen z zewnątrz.

Kolejnym problemem, z jakim borykają się uczestnicy zamkniętego ekosystemu, jest brak pożywienia. Okazało się, że powierzchnia przeznaczona pod agrocenozę jest za mała, aby mogło na niej żerować 8 osób. Aby rozwiązać problem, konieczne było zwiększenie gęstości siewu ziarna. A w tropikalnym lesie osadnicy zasadzili banany i papaję.

Trzecim problemem, z jakim borykali się uczestnicy sztucznego ekosystemu „Biosfera-2”, była niemożność kontrolowania wzrostu szkodników owadzich, których liczba stale rosła. Zgodnie z założeniami projektu nie było dozwolone stosowanie pestycydów, a uczestnicy musieli ręcznie zbierać szkodniki, a ponadto samodzielnie hodować swoich naturalnych wrogów.

Zakrojony na szeroką skalę eksperyment wykazał, że brak wiatru ma szkodliwy wpływ na drzewa. Brak nacisku wiatru na pień drzewa sprawia, że ​​drewno jest tak miękkie, że pnie drzew łamią się pod własnym ciężarem.

Wpływ miał także czynnik psychologiczny małej grupy osób żyjących w izolacji. Po pierwsze, jedna z uczestniczek eksperymentu odcięła sobie palec, którego nie dało się ponownie przykleić, w związku z czym musiała opuścić projekt. A sytuacja między ochotniczymi osadnikami stała się tak napięta, że ​​podzielili się na dwa obozy – nie mogąc znieść wspólnego społeczeństwa.

Wyniki projektu Biosfera-2.

W rezultacie zakrojony na szeroką skalę projekt zamkniętego ekosystemu od 1996 r. był kontynuowany przez naukowców z Uniwersytetu Columbia, aczkolwiek bez udziału człowieka. Niektóre budynki kompleksu były nawet dostępne dla tych, którzy chcieli obejrzeć ten wspaniały projekt. Jednak do 2005 roku badacze już go nie potrzebowali, a kompleks Biosfery-2 został porzucony i wystawiony na sprzedaż.

Projekt Biosfera trwa 40 lat.

Anglik David Latimer opracował własny projekt Biosfery około 40 lat temu. Dokładnie tyle lat temu. Wziął ogromną butelkę, zamurował w niej roślinę i około dwóch metrów od okna założył zamknięty ekosystem; od tego momentu biosfera nie została otwarta.

Woda opuszczająca liście rośliny skrapla się na ściankach naczynia, a następnie rozlewa się na roślinę. A tlen powstały w wyniku fotosyntezy został pochłonięty przez opadające liście, które uległy rozkładowi. Tlen powstały w procesie rozkładu został ponownie wchłonięty przez roślinę, tworząc materię organiczną i tlen. Zatem roślina nie wymagała opieki, a David Latimer był w stanie stworzyć zamknięty ekosystem.

Eksperymenty nad tworzeniem zamkniętych systemów ekologicznych w celu podtrzymania życia człowieka (do pracy w kosmosie lub w ekstremalnych warunkach klimatycznych na Ziemi, czy też, powiedzmy, ratownictwa w przypadku gwałtownego pogorszenia się warunków życia na planecie) były i są przeprowadzanych w różnych krajach, w tym w naszym. Prawdopodobnie najbardziej spektakularna i wizualna z nich została przeprowadzona w latach 1991-94 w Arizonie i była pierwszą na dużą skalę próbą modelowania procesów zachodzących w naturalnych ekosystemach Ziemi. Na powierzchni półtora hektara zbudowano szczelny kompleks kilku budynków i szklarni, wewnątrz którego oprócz pomieszczeń mieszkalnych i technicznych uproszczono 5 biomów: las tropikalny, rafa oceaniczna, pustynia , ujście sawanny i namorzynów, a także agrocenoza służąca uprawie żywności i zwierząt gospodarskich. Wszystko to razem miało działać jako całkowicie zamknięty ekosystem (dostarczany był jedynie dopływ energii z zewnątrz, ale dla ekosystemów lądowych pochodzi ona także z zewnątrz – od Słońca), zapewniający autonomiczną egzystencję 8 osobom przez kilka lat.

Zdjęcia z budowy „Biosfery 2” wyraźnie przypominają materiał filmowy przedstawiający powstanie planety z filmu „Autostopem przez Galaktykę”

W sumie w gigantycznej szklarni zamknięto około 3000 gatunków zwierząt i roślin, których skład gatunkowy został dobrany tak, aby jak najlepiej symulować cykl biosfery substancji, obejmujący produkcję i rozkład materii organicznej, w tym naturalny rozkład odpadów ludzkich.

Aby zrekompensować spadki ciśnienia w kompleksie spowodowane zmianami dziennej temperatury, w osobnej kopule zainstalowano urządzenie zwane „płucami” - ogromny wznoszący się i opadający aluminiowy dysk połączony ze ścianami elastyczną gumową membraną. Kompensator nie tyle zapobiegł zniszczeniu konstrukcji przy krytycznej różnicy ciśnień, ale raczej zminimalizował wymianę gazową Biosfery-2 z atmosferą ziemską poprzez mikropęknięcia w konstrukcji - idealne uszczelnienie tak ogromnego pomieszczenia jest prawie niemożliwe, a straty (lub dopływ) rosną wraz ze wzrostem gradientu ciśnienia pomiędzy środowiskiem zewnętrznym i wewnętrznym. Całkowita objętość atmosfery kompleksu wyniosła około 204 000 metrów sześciennych, a wymiana z atmosferą ziemską w jednostce czasu była – specjalnie zmierzona – 30 razy mniejsza niż wyciek powietrza z promu kosmicznego w przestrzeń kosmiczną.

26 września 1991 roku ochotnicy – ​​czterech mężczyzn i cztery kobiety – zamknęli za sobą hermetyczne drzwi i rozpoczął się eksperyment. Komunikacja ze światem zewnętrznym odbywała się wyłącznie za pośrednictwem Internetu i telefonu oraz poprzez patrzenie przez szklane ściany.

Ostatnia klatka jest nowoczesna, więc monitory CRT przeplatają się z monitorami LCD. Ale wykonano go w tej samej kopule, którą widać na KDPV.

Już pierwsze tygodnie eksperymentu pokazały, że odtworzenie naturalnej równowagi nie jest taką prostą sprawą. Poziom tlenu zaczął spadać o około 0,5% co miesiąc. I okazało się, że nie to, że eksperymentatorzy błędnie obliczyli liczbę „kolonistów”, przeludniając stację, ale w nieprzewidzianym rozmnożeniu mikroorganizmów - dosłownie zapełnili uprawy, sawannę i las, niszcząc sadzonki i zmieniając ekosystem na własny użytek, bez względu na to, ludzkich planów. Swoją drogą, ludzkość już boryka się z problemem drobnoustrojów w kosmosie, np. na ISS, gdzie małe dranie aktywnie rozmnażając się w trudno dostępnych zakamarkach uszkadzają nawet mechanizmy, uszkadzając polimery i substancje organiczne, sprzyjając korozji metali, powstawanie biofilmów i „skrzepów krwi” w rurociągach i systemach regeneracji wody.

Drugim problemem były makroorganizmy. W związku z tym, że łańcuchy pokarmowe sztucznych ekosystemów „Biosfery-2” okazały się niekompletne i ograniczone, owady i inne bezkręgowce również zaczęły zachowywać się nie zgodnie z planem, ale tak, jak im się podobało. Z jakiegoś powodu zapylacze zaczęły wymierać, a liczba innych stworzeń, przy braku naturalnych wrogów, zaczęła rosnąć w niekontrolowany sposób, zamieniając je z pomocników w szkodniki. Jednocześnie odkryto nieoczekiwane skutki uboczne - np. karaluchy przejęły rolę zapylaczy, ale to nie pomogło zbytnio sprawy: próbowały pożreć powstałe za ich pomocą plony, zużywając przy tym cenny tlen.

Sytuację komplikował fakt, że w eksperymencie nie można było zastosować pestycydów – nie ze względów etycznych, ale dlatego, że procesy samooczyszczania w tak małych, a nawet zamkniętych ekosystemach zachodzą bardzo wolno, co oznacza zatrucie chemiczne wszystkich mieszkańców łącznie z ludźmi, byłoby nieuniknione.

Hiacynty wodne wykorzystywano także do oczyszczania wody (na pierwszym planie)

W rezultacie „koloniści” (choć kilka tygodni po rozpoczęciu eksperymentu było ich już 7 - jeden z uczestników opuścił projekt z powodu kontuzji) borykali się nie tylko z brakiem powietrza, ale także jedzenia. Należało zwiększyć gęstość siewu zbóż, a w tropikalnym lesie dodatkowo posadzić mango i papaję. W obawie przed szkodnikami ze świata zewnętrznego dostarczono 40 gekonów i 50 ropuch.

Wprowadzenie mango i ropuch w zasadzie nie było sprzeczne z warunkami eksperymentu - było, że tak powiem, korektą wstępnych obliczeń. Kiedy jednak zawartość tlenu spadła z 21% do 15% - jak na wysokości 4 km - organizatorzy eksperymentu w tajemnicy przed opinią publiczną uciekali się do bezpośredniego „oszukiwania”: zaczęli pompować tlen do kompleksu. Gekony również nie uratowały sytuacji: każdego dnia trzeba było spędzać dużo czasu na ręcznym zbieraniu szkodników, ale to nie pomogło uporać się z kryzysem żywnościowym, a następnie do tlenu „z kontynentu” dodawano produkty (te fakty zostały ukryte, a później ujawnione).

Podczas eksperymentu odkryto inne nieprzewidziane okoliczności. Niektóre są po prostu interesujące: na przykład rano w szklarniach padał deszcz: wilgoć skraplała się na szklanym dachu i opadała rano, w wyniku czego jakiś czas po rozpoczęciu eksperymentu „pustynia” stała się drugą „sawanna”.

Wśród niespodziewanych problemów warto zwrócić uwagę na brak wiatru: okazuje się, że do prawidłowego rozwoju drzewa potrzebują regularnego kołysania, bez niego tkanki mechaniczne drewna nie są dostatecznie rozwinięte – drzewa też potrzebują treningu! Bez wiatru pnie i gałęzie drzew Biosfery-2 stały się kruche i łamały się pod własnym ciężarem.

W przeciwieństwie do wiatru, twórcy przewidzieli czynnik fal dla pełnego funkcjonowania „ocean” i „ujścia rzeki” - specjalny mechanizm wytworzył ruch wody. Podczas eksperymentu korale wytworzyły 85 kolonii potomnych. Jednak wielu innych mieszkańców „oceanu” i innych biomów wymarło lub zmniejszyło się ich liczba.

Dość szybko problem zgodności psychologicznej pojawił się z pełną mocą. W rezultacie zespół ludzi stale zamkniętych w swoim towarzystwie podzielił się na dwie przeciwstawne grupy. Szczegóły nie zostały ujawnione, ale – jak piszą – byli uczestnicy eksperymentu do dziś unikają spotkań z członkami „obozu przeciwnego”. Czynnik jest powszechnie znany, na jego podstawie opiera się wiele reality show, jednak mocno przeszkadzało to w przeprowadzeniu eksperymentu poświęconego zupełnie innej tematyce. A wszystko to działo się w warunkach stałej komunikacji ze światem zewnętrznym, możliwości pomocy psychologa itp. - i większość z nas może się tylko domyślać, jakie formy może przybrać nieoczekiwanie pojawiający się antagonizm w małej grupie w całkowicie autonomicznej kolonii.

W rezultacie 26 września 1993 roku eksperyment musiał zostać przerwany. W 1994 roku podjęto drugą próbę, w wyniku której sponsorzy porzucili projekt, uznając, że eksperyment nie przyniósł oczekiwanych rezultatów, i przenieśli kompleks na Uniwersytet Columbia. W 1996 roku postanowiono przerwać eksperyment i usunąć ludzi ze struktury, ponieważ nie byli w stanie rozwiązać problemu odżywiania i utrzymania stałego składu powietrza. Kontynuowano badania nad sztuczną biosferą, ale bez udziału ludzi i bez ścisłego autonomicznego reżimu. Niektóre biomy stały się dostępne dla wycieczkowiczów, a na zdjęciach z takich wycieczek można zaobserwować aktualny smutny stan sztucznej biosfery:

W 2005 roku wystawiono na sprzedaż „Biosferę-2” i o ile wiem, jest ona w sprzedaży do dziś.

Ten eksperyment można nazwać porażką, ale nie bez rezultatów. Oczywiście w trakcie jego realizacji i późniejszych prac uzyskano wiele danych, które będą przydatne (i są już przydatne) w dalszych badaniach tego typu. Ogólnie rzecz biorąc, możemy powiedzieć, że droga do stworzenia całkowicie autonomicznych i skutecznie regulowanych ekosystemów, które są w stanie zapewnić istnienie, powiedzmy, kolonistom na innej planecie, pozostaje długa. Jednak do diabła z nimi, z kolonistami – „Biosfera-2” jest jednym z uderzających przykładów, gdy inwestycje w badania nad technologią kosmiczną ostatecznie pomagają poprawić życie tutaj na Ziemi.

I drugi, „odwrotny” wniosek z tej fascynującej historii: nie będziemy w stanie podbić kosmosu, dopóki nie nauczymy się chronić, odnawiać i regulować środowiska na Ziemi. Nie jesteśmy jeszcze w stanie założyć długoterminowych autonomicznych osiedli na orbicie i innych planetach, a wcale nie chodzi o finansowanie i moc silników: nie mamy jeszcze niezbędnej wiedzy i doświadczenia, aby stworzyć środowisko podtrzymujące życie. A „oszczędzanie przestrzeni kosmicznej przed katastrofą ekologiczną” to ogólnie oksymoron, jak okrągły kwadrat.

Biosfery-2

Na początku lat 90. na amerykańskiej pustyni w Arizonie uruchomiono zakrojony na szeroką skalę projekt o nazwie „Biosfera-2” („Biosfera-1” to nasza planeta Ziemia). Ta sztucznie utworzona zamknięta biosfera była pierwszą na tak dużą skalę próbą symulacji procesów zachodzących w naturalnych ekosystemach Ziemi. Według autorów projektu wyniki uzyskane w trakcie eksperymentu mogą być bardzo przydatne podczas długotrwałych lotów kosmicznych.
Kompleks „szklarni”, całkowicie odizolowany od otoczenia (nawet powietrza atmosferycznego) zajmował około 1,5 ha, objętość atmosfery „Biosfery-2” wynosiła około 204 tys. m 3 powietrza. W gigantycznej „szklarni” „uwięziono” około 3000 gatunków zwierząt i roślin oraz 8 przedstawicieli Homo sapiens. „Zasługami” inteligentnych mieszkańców „Biosfery 2” było siedem różnych biomów: las tropikalny, pustynia, sawanna, ocean z małą rafą koralową i ujściem namorzynów, agrocenoza, w której koloniści uprawiali żywność (warzywa , owoce i zwierzęta gospodarskie), a także blok mieszkalny. Skład gatunkowy organizmów żywych dobrano tak, aby jak najlepiej symulować cykl biosferyczny substancji, obejmujący produkcję i rozkład materii organicznej, w tym naturalny rozkład odpadów ludzkich.

Sztuczne odtworzenie biosfery Ziemi okazało się nie taką prostą sprawą. Koloniści stanęli przed wieloma poważnymi problemami. Jednym z głównych problemów było to, że rośliny nie były w stanie wyprodukować wymaganej ilości tlenu. Zawartość tlenu w atmosferze „Biosfery-2” spadła z 21% do 15%, w wyniku czego tlen musiał być pompowany ze środowiska zewnętrznego. Przez dwa lata (od 1991 do 1993) mieszkańcy sztucznej biosfery żyli w warunkach ciągłego głodu tlenu (alpiniści doświadczają podobnego głodu tlenu na wysokości 4 km). Naukowcy sugerują, że mikroorganizmy glebowe odegrały znaczącą rolę w zwiększonym zużyciu tlenu.

Drugim problemem, z jakim borykali się ludzie, był brak żywności. Obszar agrocenozy Biosfery-2 nie był wystarczający, aby zapewnić wystarczającą ilość pożywienia dla 8 osób. Aby rozwiązać ten problem, konieczne było zwiększenie gęstości siewu zbóż, a także posadzenie bananów i papai w tropikalnym lesie.

Trzecim problemem, który znacząco komplikował życie ludzi w izolowanym ekosystemie, był niekontrolowany wzrost liczby szkodników owadzich. Łańcuchy pokarmowe sztucznych ekosystemów Biosfery-2 okazały się niekompletne, a liczba szkodników owadzich zaczęła stale rosnąć pod nieobecność wrogów. W warunkach Biosfery-2, odizolowanej od środowiska zewnętrznego, stosowanie środków owadobójczych do zwalczania szkodników owadzich jest nieuzasadnione, gdyż w tak małych ekosystemach procesy samooczyszczania przebiegają bardzo wolno, co oznacza zatrucie chemiczne wszystkich mieszkańców, w tym ludzi, nastąpi nieuchronnie. Aby rozwiązać ten problem, koloniści musieli ręcznie zbierać szkodniki owadzie, a także hodować swoich naturalnych wrogów.

Biom pustynny nie przetrwał długo. Rano wilgoć skraplała się na szklanym dachu Biosfery 2 i opadała niczym sztuczny deszcz. Jakiś czas po rozpoczęciu eksperymentu pustynia zaczęła porastać trawą.

Podczas eksperymentu pewne problemy okazały się dość nieoczekiwane. Zatem brak wiatru miał szkodliwy wpływ na niektóre rodzaje roślinności drzewiastej. W przypadku braku naporu wiatru na pień i gałęzie drzew tkanki mechaniczne drewna okazały się słabo rozwinięte. W rezultacie pnie i gałęzie drzew stawały się kruche i łamały się pod własnym ciężarem.

Od 1996 roku Bisfera 2 prowadzona jest przez Uniwersytet Columbia, który kontynuuje dalsze badania, ale bez udziału człowieka. Niektóre biomy kompleksu badawczego były dostępne dla turystów. W 2005 roku na sprzedaż została wystawiona gra Bisfera 2.

Jak wygląda Bisfera-2 w 2010 roku, możecie zobaczyć na zrobionych zdjęciach Noaha Sheldona.

Ta historia zaczęła się na początku lat 90., kiedy grupa naukowców-wolontariuszy postanowiła stworzyć zamknięty i autonomiczny system biologiczny pod zamkniętymi kopułami i zamieszkać w nim przez 2 lata. W szklanych modułach znalazło się niemal wszystko, co niezbędne do życia: dżungla, sawanna, bagno, a nawet niewielki ocean z plażą i rafą koralową. Posadzono ponad 3000 gatunków roślin. Do środka wypuszczono także około 4 tysiące różnej fauny, w tym znajdujące się na farmie kozy, świnie i kurczaki. Naukowcy byli pewni, że posiadają całą wiedzę niezbędną do modelowania zamkniętych ekosystemów, jednak okazało się, że nie wszystko jest takie proste...

- była to taka planeta w miniaturze, nietknięta rewolucją techniczną, na której 8 inteligentnych, światłych ludzi planowało wykonywać prostą pracę fizyczną, zbierać się przy tym samym stole, grać muzykę w czasie wolnym i wreszcie pracować dla wielkiego celu , dla dobra nauki. Wynaleziono sztuczne płuca do wymiany powietrza.
Z zewnątrz doprowadzono jedynie prąd. Nie wzięli jednak pod uwagę szeregu istotnych okoliczności i nie uznali za konieczne współpracy z naukowcami, ekologami, chemikami i fizykami, ale podeszli do procesu jak do zabawy lub spektaklu.

Jak to się wszystko zaczeło

Wielkim entuzjastą stworzenia modelu zamkniętej biosfery był miliarder z Teksasu Ed Bass. Był także głównym sponsorem. Opracowanie struktur i systemów trwało około 10 lat, podczas których specjalne grupy naukowców zebrały różne gatunki zwierząt i roślin z całej Ziemi, aby zasiedlić Biosferę 2, pobrały próbki gleby, starannie upewniając się, że wszystko jest tam biologicznie zrównoważone.


Sam eksperyment rozpoczął się 26 września 1991 r.

Na początku wszystko było dokładnie tak, jak marzyli. Koloniści z entuzjazmem pracowali na polach gospodarstwa, sprawdzali działanie wszystkich systemów, obserwowali tętniące życiem dżungli, łowili ryby, przesiadywali na swojej małej plaży, a wieczorami jedli na balkonie znakomicie przygotowany obiad z najświeższych składników z widokiem na dojrzewające zbiory. Za zielonymi rabatami i przeszkloną ścianą farmy zaczynała się pustynia i pasmo górskie, za którymi zachodziło słońce. Koloniści nadali temu balkonowi przydomek „Kawiarnia Wizjonerska” – stąd przyszłość rysowała się szczególnie w różowych barwach. Po obiedzie odbywały się dyskusje filozoficzne lub improwizowane jam session. Wielu zabrało ze sobą instrumenty muzyczne i chociaż nie było wśród nich profesjonalnych muzyków, to to, co powstało, wydawało się, na fali powszechnego entuzjazmu, awangardową muzyką przyszłości.




Mniej więcej tydzień później główny technik Biosfery, Van Tillo, przyszedł na śniadanie bardzo podekscytowany. Ogłosił, że ma dziwne i nieprzyjemne wieści. Codzienne pomiary warunków atmosferycznych wykazały, że projektanci kopuły popełnili błędy w swoich obliczeniach. Ilość tlenu w atmosferze stopniowo maleje, a zawartość procentowa dwutlenku węgla wzrasta. Na razie jest to zupełnie niezauważalne, jednak jeśli tendencja się utrzyma, za około rok egzystencja na stacji stanie się niemożliwa. Od tego dnia rajskie życie bionautów zakończyło się, a rozpoczęła się intensywna walka o powietrze, którym oddychali.


W pierwszej kolejności zdecydowano się na jak najintensywniejsze pozyskiwanie zielonej biomasy. Koloniści cały swój wolny czas poświęcali sadzeniu i pielęgnacji roślin. Po drugie, uruchomili rezerwowy pochłaniacz dwutlenku węgla na pełną wydajność, z którego trzeba było stale usuwać osad. Po trzecie, ocean stał się nieoczekiwanym pomocnikiem, w którym pewna ilość osiadła, zamieniając się w kwas octowy. To prawda, że ​​\u200b\u200bkwasowość oceanu stale wzrasta z tego powodu i konieczne było użycie dodatków, aby ją zmniejszyć. Nic nie pomogło. Powietrze pod kopułą stawało się coraz bardziej rozrzedzone.
Wkrótce przed bionautami pojawił się kolejny globalny problem. Okazało się, że 20-hektarowe gospodarstwo, wyposażone we wszystkie nowoczesne technologie uprawy ziemi, jest w stanie zaspokoić jedynie 80% potrzeb żywnościowych kolonistów. Ich dzienna dieta (taka sama dla kobiet i mężczyzn) wynosiła 1700 kalorii, co jest normalne w przypadku siedzącego trybu życia w biurze, ale katastrofalnie niskie w porównaniu z ilością pracy fizycznej, jaką musiał wykonywać każdy mieszkaniec Biosfery.

Któregoś wieczoru Jane Poynter, odpowiedzialna za gospodarstwo, przyznała, że ​​wiedziała o przyszłym kryzysie żywnościowym. Kilka miesięcy przed przeprowadzką wyliczała, że ​​bionautom nie będzie starczało na żywność, jednak pod wpływem doktora Walforda i jego pomysłów na zdrową dietę zdecydowano, że ten niedobór będzie tylko korzystny. Nawiasem mówiąc, tylko lekarz nie skarżył się na głód. Nadal upierał się przy słuszności swojej teorii: już po sześciu miesiącach „głodowej” diety stan krwi bionautów znacznie się poprawił, spadł poziom cholesterolu i poprawił się metabolizm. Ludzie tracili od 10 do 18 procent masy ciała i wyglądali wyjątkowo młodo. Uśmiechali się zza szyby do dziennikarzy i zaciekawionych turystów, udając, że nic się nie dzieje. Jednak bionauci czuli się coraz gorzej.

Szczególnie trudne dla kolonistów stało się lato 1992 roku. Uprawy ryżu zostały zniszczone przez szkodniki, tak że ich dieta przez kilka miesięcy składała się prawie wyłącznie z fasoli, słodkich ziemniaków i marchwi. Nadmiar beta-karotenu spowodował, że ich skóra zmieniła kolor na pomarańczowy.

Do tego nieszczęścia przyczyniło się szczególnie silne El Niño, w wyniku którego niebo nad Biosferą 2 było zachmurzone niemal przez całą zimę. Osłabiło to fotosyntezę dżungli (a tym samym produkcję cennego tlenu), a także zmniejszyło i tak już skromne zbiory.


Świat wokół nich tracił piękno i harmonię. Na „pustyni” kondensacja na suficie powodowała regularne opady deszczu, przez co wiele roślin zgniło. Ogromne, pięciometrowe drzewa w dżungli nagle stały się kruche, niektóre upadły, niszcząc wszystko wokół. (Następnie, badając to zjawisko, naukowcy doszli do wniosku, że jego przyczyną jest brak wiatru pod kopułą, który w przyrodzie wzmacnia pnie drzew.) Zatykały się odpływy w stawach rybnych, a ryb było coraz mniej . Walka z kwasowością oceanu, która była przyczyną obumierania koralowców, stawała się coraz trudniejsza. Fauna dżungli i sawanny również nieubłaganie podupadała. Jedynie karaluchy i mrówki czuły się świetnie i wypełniały wszystkie nisze biologiczne. Biosfera stopniowo umierała.

26 września 1993 roku eksperyment trzeba było przerwać, gdy poziom tlenu wewnątrz kompleksu osiągnął 15%, podczas gdy norma wynosiła 21%. Ludzie wyszli, żeby zaczerpnąć powietrza. Byli osłabieni i rozgoryczeni. Biosfera okazała się nieodpowiednia do życia.


W 2011 roku kompleks został zakupiony przez Uniwersytet Arizony w celu kontynuowania badań. Obecnie mieszczą się tu szkoły wizytujące, co roku Biosferę odwiedza ponad 10 000 uczniów.

Na czym więc polegał ten tajemniczy problem z tlenem?

Kiedy naukowcy dokładnie zbadali opłakany stan zrujnowanych kopuł, doszli do wniosku, że cementowe podłogi odegrały fatalną rolę. Tlen reagował z cementem i osadzał się w postaci tlenków na ściankach. Kolejnym aktywnym konsumentem tlenu są bakterie żyjące w glebie. Do „Biosfery” wybrali najżyźniejszą czarną glebę, aby na wiele lat zawierała wystarczającą ilość naturalnych mikroelementów, ale w takiej glebie było mnóstwo mikroorganizmów, które oddychają tlenem tak samo jak kręgowce. Czasopisma naukowe uznały te odkrycia za główne i jedyne osiągnięcia Biosfery.

Na jednej z wewnętrznych ścian „planety” widnieje jeszcze kilka linijek napisanych przez jedną z kobiet:

Od biosfery do

Ale ta historia ma swój ciąg dalszy... Kilku uczestników eksperymentu postanowiło nie przerywać poszukiwań idealnego świata i po wyciągnięciu niezbędnych wniosków wyjechało, aby stworzyć ekowioską na opuszczonej pustyni w Portugalii. Obecnie ta ekowioska uważana jest za jedną z najbardziej zaawansowanych technologicznie i odnoszących sukcesy na świecie i stała się miejscem pielgrzymek wielu badaczy i aktywistów. Średni roczny dochód ekowioski wynosi około 1 miliona euro, a 60% tego dochodu pochodzi z seminariów i szkoleń edukacyjnych. A jego imię to Tamera.

Na podstawie źródeł