"Biosfeer-2": Mislukking van 'n eksperiment om 'n geslote ekosisteem te skep

2024 Outeur: Seth Attwood | [email protected]. Laas verander: 2023-12-16 15:56

Ons bou 'n grootskaalse kolonie op Aarde, heeltemal geïsoleer van die buitewêreld, plant plante daar om suurstof op te wek, voer vee in en vestig agt koloniste vir twee jaar! 'n Goeie idee vir 'n wetenskaplike eksperiment om geslote lewensondersteuningstelsels vir moontlike toekomstige kolonies op dieselfde Mars te skep. Dit is waar, daar is 'n ernstige fout in hierdie idee - mense. Dit blyk een van die hoofredes te wees vir die mislukking van die ambisieuse wetenskaplike eksperiment "Biosphere-2".

Wat is Biosfeer-2?

In die 1970's het die Amerikaanse finansier Edward Bass, wat uit 'n ryk Texas-familie kom wat miljarde uit olie gemaak het, John Allen ontmoet, 'n ekoloog, ingenieur en uitvinder van Biosphere-2. Allen het idees gehad, Bass het geld gehad om op daardie idees te spandeer. In die 80's het hierdie idees genoeg gekristalliseer in 'n projek waarvoor Bass nie spyt was om $ 150 miljoen toe te ken nie.

Allen het beplan om 10 vierkante kilometer grond onder deursigtige koepels te plaas, dit met plante, diere en mense te bevolk. Vir wat? Hy wou toets hoe buigsaam die lewe is, of dit moontlik is om dit in 'n lugdigte boks toe te maak en of dit op 'n gebalanseerde manier daarin kan bestaan. Boonop kan "Biosfeer-2" (ten minste ongeveer) wys of 'n persoon sy gewone habitat vir die kolonisasie van ander planete sal kan saamneem.

Konstruksie het in 1987 in Arizona begin. Dit was bemoeilik deur die feit dat vensterseëls en ander strukture so lugdig as moontlik moes wees om luglekke tot die minimum te beperk. Andersins sou die span nie veranderinge in suurstofdigtheid onder die koepel kon vasvang nie. In totaal het "Biosphere-2" 180 ton lug gekonsentreer.

Aangesien die lug bedags deur die son verhit en uitgebrei is, en snags, inteendeel, dit saamgepers is, moes die ingenieurs hierdie drukval neutraliseer. Hiervoor is besluit om groot koepelvormige diafragmas te bou, wat "longe" genoem is.

In totaal het die gebou aan die begin ongeveer 20 ton biomassa bevat, verteenwoordig deur 4 duisend spesies. Terselfdertyd is verwag dat 5-20% van hulle eenvoudig sou uitsterf. Al hierdie biomassa was versprei oor vyf wilde biotope (reënwoud, mini-oseaan met 'n koraalrif, mangrove-moerasse, savanne, mistige woestyn) en nog twee antropogenies - landerye en groentetuine, sowel as leefareas met laboratoriums en werkswinkels, waar die mens regeer. Die minste ruimte is deur die see beset - slegs 450 vierkante meter, terwyl die velde en tuine vir die agt toekomstige "bionaute" 'n oppervlakte van 2500 vierkante meter beslaan het. Hulle het gevestig op vier bokke met 'n bok, 35 henne met drie hane, twee sôe en 'n vark. Die plaaslike dam is deur visse bewoon.

Onder dit alles was persele met tegniese infrastruktuur, en 'n natuurlike vulstasie is buite geïnstalleer wat energie aan die hele kompleks verskaf het. Die geslote ekosisteem moes homself 100% van water, kos, kunsmisafval en lug voorsien. Berekeninge het getoon dat dit alles haalbaar was. Maar soos gewoonlik die geval is, kort nadat die eksperiment begin het, het iets verkeerd geloop.

Tabernakels van Eden?

Agt vrywilligers, vier mans en vier vroue, het op 26 September 1991 vir die eerste keer hierdie aardse paradys binnegegaan. Hulle het 'n eenvoudige taak gehad: om nie vroeër as twee jaar later terug te gaan nie. Natuurlik het die span al die maande nie tyd gehad om verveeld te raak nie. Hulle het in die veld gewerk, vee versorg en beplande eksperimente uitgevoer.

- Om pizza te maak, moes ek koring oes en deeg maak. Voer en melk dan die bokke vir kaas. Dit het my vier maande geneem om pizza by Biosphere-2 te maak,” het Jane Poynter, een van die deelnemers aan die eksperiment, tydens haar TED-praatjies gesê. Volgens haar het sy twee jaar en 20 minute in’n geïsoleerde wêreld deurgebring.

Hier is Jane egter nie heeltemal eerlik nie.’n Bietjie meer as twee weke later het die meisie die punt van haar middelvinger afgekap terwyl sy aan’n rysdoopmasjien gewerk het.’n Plaaslike dokter van die span het dit probeer heg, maar die vinger wou nie genees nie. Jane is dringend uit die paradys ontruim en na die mediese sentrum gestuur, waar haar vinger vasgewerk is. Sewe uur later het sy teruggekeer na die Biosfeer.

Maar sy noem selde hierdie voorval. Meer Jane hou daarvan om te praat oor hoe opwindend dit vir die eerste keer was om 'n werklik ander lug in te asem, wat buiten haar net sewe mense in die wêreld asemgehaal het. En voel soos 'n deel van die biosfeer.

“Toe ek uitasem, het my koolstofdioksied die patats wat ek gekweek het aangevuur. En ons het vreeslik baie patats geëet. En hierdie patat het deel van my geword. Om die waarheid te sê, ons het so baie daarvan geëet dat dit vir my oranje geword het. Ek het letterlik oor en oor dieselfde koolstof geëet. Op 'n bisarre manier het ek myself op 'n manier geëet.

Die kraak in die hemelse ark

Die woestyn was die eerste wat uit die mens se gehoorsaamheid te voorskyn gekom het: die opgehoopte vog aan die bokant van die koepel het byna aanhoudende reën daaroor gegenereer. Korale in die see het begin vrek: die water het te veel koolstofdioksied opgeneem.

Met verloop van tyd het beide die sensors en die koloniste self 'n daling in die suurstofvlak in die plaaslike atmosfeer begin opmerk. Die inhoud van hierdie uiters belangrike element het in 16 maande van 21% tot 'n kritieke 14% afgeneem. Soos studies aan die einde van die eksperiment getoon het, was daar te veel sementstrukture binne "Biosphere-2", wat koolstofdioksied geabsorbeer het en daardeur die konsentrasie suurstof wat geproduseer word, verminder het.

Mense moes lank feitlik in hoë berge woon. Suurstofhongersnood het natuurlik die gesondheid van die "bionaute" negatief beïnvloed. Beide fisies en geestelik. Jane onthou dat hul dokter, 'n taamlik bejaarde man teen daardie tyd, op 'n stadium nie meer in staat was om die getalle bymekaar te tel nie. Sommige spanlede kon nie die frase voltooi nie, aangesien hulle in die middel moes asem skep.

- Jy word wakker en snak na lug omdat die samestelling van jou bloed verander het. En dan doen jy letterlik dit: jy hou op asemhaal, dan haal jy asem in, en dit maak jou wakker. Dit is verskriklik irriterend.

Boonop het die mikroflora van die reënwoud buite beheer geraak, wat te vinnig begin ontwikkel het. Die onvoorsiene verspreiding van mikroörganismes en insekte het bykomende suurstofverbruik veroorsaak. Hulle het veral in swart grond geteel. Vir die proeflande is die beste en vrugbaarste gekies.

Die media, wat voorheen skepties oor die eksperiment was, en in sommige gevalle die deelnemers daarvan 'n "oorlewingskultus-sekte" genoem het, het uitbasuin dat die span letterlik besig was om te sterf. Al hierdie faktore het daartoe gelei dat die bestuur besluit het om die toevoer van suurstof aan die hemel van buite in te sluit.

Menslike faktor

Maar een van die belangrikste redes vir die mislukking van die eksperiment was die menslike faktor. Nie een van die lede van die "Biosphere-2"-span was vir meer as 'n paar maande in isolasie nie. Slegs Taber McCallum het die ervaring van 'n drie jaar lange seilreis gehad. Die rusies in die span het die agttal vinnig in twee groepe verdeel, wat volgens Jane, selfs ná soveel jare, mekaar nie verdra nie.

Elke groep het hul eie visie gehad van hoe dit beter en meer korrek sou wees om die eksperiment voort te sit. Sommige het geglo dat dit nodig was om die bemanning af te laai en 'n deel van die wetenskaplike werk aan die wetenskaplikes buite die koepel oor te dra, wat volledige isolasie opgeoffer het, om die invoer / uitvoer van toerusting en monsters moontlik te maak. Ander het geglo dat dit nodig was om die suiwerheid van die eksperiment heeltemal te bewaar en op hul eie te hanteer. Hulle was bang dat teenstanders die eksperiment sou lei om die invoer van voedsel toe te laat, wat 'n werklike mislukking van die projek sou wees.

As gevolg van konflikte kon die span nie saamwerk en glad vorentoe beweeg nie. Mense het apart geëet, probeer om mekaar nie in die oë te kyk nie, en het baie selde gepraat.

Die konflikte is vererger deur die gebrek aan suurstof en kos, mense het depressief, geïrriteerd geraak. Dieselfde insekte en mikroörganismes wat suurstof geëet het, het die groei van gewasse negatief beïnvloed. Die span was gedwing om oor te skakel na 'n lae-kalorie, lae-vet dieet.

Die prediker van dieet, terloops, was dieselfde dokter in medisyne, Roy Walford, wat Jane se vinger probeer toewerk het. Hy was oortuig dat 'n persoon se daaglikse dieet beperk moet word tot 1500 kilokalorieë sonder vet, wat 'n persoon se lewensverwagting tot 130 jaar sou verhoog. Ongelukkig is hy op die ouderdom van 79 (11 jaar nadat hy Biosphere-2 verlaat het) dood as gevolg van respiratoriese stilstand wat met amiotrofiese laterale sklerose geassosieer word. Sommige kenners het voorgestel dat dit die gevolg kan wees van die wetenskaplike se lae energie-inname.

As Walford voorbereid was op so 'n dieet, dan het baie ander deelnemers nie van hierdie beperking in voedsel gehou nie. Voortdurende oesmislukkings, baie ure se werk in die lande … die span het nie die gedagte aan kos verlaat nie, en hul gewig het soos roomys op 'n warm asfalt gesmelt. Taber van 'n regte groot man het in 'n uitgeteerde martelaar verander, nadat hy 27 kg verloor het, en net vrugte, groente, neute en peulgewasse, eiers en bokmelkprodukte geëet het.

Die span het net Sondae vleis gesien – 'n bietjie hoender of vis. Om nie 'n enkele kosbare kalorie te verloor nie, het sommige lede van die span, volgens Poynter se herinneringe, die borde na elke maaltyd gelek.

Nietemin, Walford, wat gereeld bloedtoetse van alle deelnemers geneem het, het bevind dat die aanwysers naby aan ideaal was: cholesterol, insulien en glukosevlakke het gedaal, en bloeddruk het na normaal teruggekeer. Maar die "bionaute" het nie gelukkiger hieruit geword nie.

In November 1992 het van die koloniste begin om saadvoorrade te eet wat nie binne die gebou gekweek is nie. Te midde van mediaberigte van voedselopbergings, voedselsmokkelary, bewerings van datavervalsing, het die hele wetenskaplike adviesraad van die projek besluit om dit te verlaat.

Intussen het die publiek 'n mening gevorm oor "Biosphere-2" as 'n soort Olimpiese sport (hulle sê, hoe lank sal hulle hou sonder om die deure oop te maak), en nie as 'n wetenskaplike eksperiment nie, 'n teorie wat gewerk word uit op 'n model, wat geleidelik veranderinge aanbring. Dus, teen die einde van die eksperiment was die agtergrond rondom hom meestal negatief.

Eksperimenteer nasmaak

In September 1993 is die deure van Biosphere-2 geopen. En hulle het die uitgeputte koloniste daarvandaan vrygelaat. Hier is wat Jane Poynter te sê het oor die oomblik van bevryding:

- Ek sou sê dat ons almal 'n bietjie neute uitgekom het. Ek was opgewonde om al my familie en vriende te sien. Vir twee jaar het ek mense deur glas gesien. En so het almal na my toe gehardloop. En ek het teruggetrek. Hulle het gestink! Mense stink! Ons stink na haarsproei en deodorant en al daai snert.

In 1994 het die tweede sending van die "bionauts" begin. Reeds in 'n ander samestelling. Die beton is versigtig verseël en voorberei om 10 maande in gevangenskap deur te bring. Maar eers het twee afgedankte lede van die voormalige span uit protes by die koepel ingebars, verskeie nooduitgange oopgemaak en die seël vir 15 minute gebreek. Vyf glase is ook gebreek. Die bevelvoerders van die nuwe bemanning het die koepel een vir een verlaat, en in Junie 1994 het die borge die projek laat vaar en die finansiering daarvan gesluit.

Ten spyte van al die miljoene dollars, ruim persele en die beste swart grond, kan die eerste sending na Biosphere-2 as 'n mislukking beskou word. Mense kon nie stabiele suurstofsirkulasie in hul koepel bewerkstellig nie, en voortdurende oesmislukkings en prolifererende plae het hulle letterlik op die randjie van oorlewing geplaas. Boonop het hierdie agt koloniste gedemonstreer dat die mens een van die swakste skakels in sulke isolasie is.

"Biosphere-2" staan steeds in die Arizona-woestyn. Nou is dit meer 'n botaniese tuin met 'n koepel, wat aan die staatsuniversiteit behoort. Eksperimente word daar uitgevoer, maar nie op so groot skaal nie. Uitstappies vir skoolkinders en toeriste word voortdurend gehou. Een van die besienswaardighede wat tydens die uitstappies gewys word, is die inskripsie wat die voormalige "bionaut" gelaat het: “Net hier het ons gevoel hoeveel ons van die omliggende natuur afhanklik is. As daar nie bome is nie, sal ons niks hê om asem te haal nie, as die water besoedel is, sal ons niks hê om te drink nie.”