„Биосфера-2“: Неуспех на експеримент за създаване на затворена екосистема

2024 Автор: Seth Attwood | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-16 15:58

Ние изграждаме мащабна колония на Земята, напълно изолирана от външния свят, засаждаме там растения за генериране на кислород, внасяме добитък и заселваме осем колонисти за две години! Страхотна идея за научен експеримент за създаване на затворени системи за поддържане на живота за евентуални бъдещи колонии на същия Марс. Вярно, в тази идея има сериозен недостатък – хората. Те се оказаха една от основните причини за провала на амбициозния научен експеримент "Биосфера-2".

Какво е Биосфера-2?

През 70-те години на миналия век американският финансист Едуард Бас, който идва от богато семейство в Тексас, което прави милиарди от петрол, се срещна с Джон Алън, еколог, инженер и изобретател на Биосфера-2. Алън имаше идеи, Бас имаше пари, които да похарчи за тези идеи. През 80-те години тези идеи изкристализираха достатъчно в проект, за който Бас не съжалява да отдели 150 милиона долара.

Алън планира да постави 10 квадратни километра земя под прозрачни куполи, да ги насели с растения, животни и хора. За какво? Той искаше да тества колко гъвкав е животът, дали е възможно да се затвори в херметична кутия и дали може да съществува в нея по балансиран начин. Освен това "Биосфера-2" би могла да покаже (поне приблизително) дали човек ще може да вземе със себе си обичайното си местообитание за колонизиране на други планети.

Строителството започва през 1987 г. в Аризона. Беше усложнено от факта, че уплътненията на прозорците и другите конструкции трябваше да бъдат възможно най-херметични, за да се сведат до минимум течовете на въздух. В противен случай екипът няма да може да улови промените в плътността на кислорода под купола. Общо "Биосфера-2" концентрира 180 тона въздух.

Тъй като през деня въздухът се нагряваше от слънцето и се разширяваше, а през нощта, напротив, беше компресиран, инженерите трябваше да неутрализират тези спадове на налягането. За това беше решено да се изградят огромни куполни диафрагми, които бяха наречени "бели дробове".

Общо в началото сградата съдържаше около 20 тона биомаса, представена от 4 хиляди вида. В същото време се очакваше 5-20% от тях просто да изчезнат. Цялата тази биомаса беше разпределена в пет диви биотопа (дъждовна гора, мини-океан с коралов риф, мангрови блата, савана, мъглива пустиня) и още два антропогенни – полета и зеленчукови градини, както и жилищни зони с лаборатории и работилници, където човекът управлявал. Най-малко място заема океанът - само 450 квадратни метра, докато нивите и градините за осемте бъдещи "бионавти" заемат площ от 2500 квадратни метра. Настанили се на четири кози с коза, 35 кокошки с три петела, две свине майки и глиган. Местното езерце е било обитавано от риби.

Под всичко това имаше помещения с техническа инфраструктура, а отвън беше монтирана бензиностанция, която захранваше целия комплекс с енергия. Затворената екосистема трябваше да се осигурява на 100% с вода, храна, отпадъци от торове и въздух. Изчисленията показаха, че всичко това е осъществимо. Но както обикновено се случва, скоро след началото на експеримента нещо се обърка.

Едемски скинии?

Осем доброволци, четирима мъже и четири жени, влязоха в този земен рай за първи път на 26 септември 1991 г. Те имаха проста задача: да се върнат не по-рано от две години по-късно. Естествено през всичките тези месеци екипът нямаше време да скучае. Те са работили на полето, отглеждайки добитък и извършвайки планирани експерименти.

- За да направя пица, трябваше да прибера жито и да направя тесто. След това хранете и дойте козите за сирене. Отне ми четири месеца, за да направя пица в Биосфера-2 “, каза Джейн Пойнтър, един от участниците в експеримента, по време на своите TED Talks. Според нея тя е прекарала две години и 20 минути в изолиран свят.

Тук обаче Джейн не е напълно честна. Малко повече от две седмици по-късно момичето отряза върха на средния си пръст, докато работеше върху машина за лющене на ориз. Местен лекар от екипа се опита да го прикрепи, но пръстът не пожела да заздравее. Джейн била евакуирана спешно от рая и изпратена в медицинския център, където пръстът й бил зашит на мястото си. Седем часа по-късно тя се върна обратно в Биосферата.

Но тя рядко споменава този инцидент. Още Джейн обича да говори за това колко вълнуващо беше за първи път да дишаш един наистина различен въздух, който освен нея дишаха само седем души в света. И се почувствайте като част от биосферата.

„Когато издишах, въглеродният ми диоксид подхранваше сладките картофи, които отглеждах. И изядохме страшно много сладки картофи. И този сладък картоф стана част от мен. Всъщност изядохме толкова много от него, че ми стана оранжево. Буквално ядох един и същи въглерод отново и отново. По странен начин се изядох по някакъв начин.

Пукнатината в небесния ковчег

Пустинята първа изплува от подчинението на човека: натрупаната влага на върха на купола генерира почти непрекъснат дъжд над нея. Коралите в океана започнаха да умират: водата абсорбира твърде много въглероден диоксид.

С течение на времето и сензорите, и самите колонисти започнаха да забелязват спад в нивото на кислорода в местната атмосфера. Съдържанието на този изключително важен елемент за 16 месеца намалява от 21% до критичните 14%. Както показаха проучванията в края на експеримента, вътре в "Биосфера-2" има твърде много циментови структури, които абсорбират въглеродния диоксид и по този начин намаляват концентрацията на произвеждания кислород.

Дълго време хората трябваше да живеят практически във високи планини. Кислородният глад, естествено, се отрази негативно на здравето на "бионавтите". И физически, и психически. Джейн си спомня, че техният лекар, доста възрастен мъж по това време, в един момент вече не можеше да събира числата. Някои членове на екипа не можаха да довършат фразата, тъй като трябваше да си поемат дъх по средата.

- Събуждате се, задъхвайки се, защото съставът на кръвта ви се е променил. И тогава вие буквално правите това: спирате да дишате, след това вдишвате и това ви събужда. Това е ужасно досадно.

Освен това микрофлората на тропическите гори излезе извън контрол, която започна да се развива твърде бързо. Непредвидената пролиферация на микроорганизми и насекоми предизвика допълнителна консумация на кислород. Особено се отглеждат в чернозем. За опитните полета бяха избрани най-добрите и плодородни.

Медиите, които преди това бяха скептично настроени към експеримента, като в някои случаи наричаха участниците в него „секта за оцеляване“, тръбят, че екипът буквално бавно умира. Всички тези фактори доведоха до факта, че ръководството реши да включи доставката на кислород към небето отвън.

Човешки фактор

Но една от най-важните причини за провала на експеримента беше човешкият фактор. Никой от членовете на екипа на "Биосфера-2" не беше в изолация повече от няколко месеца. Само Тейбър Маккалъм имаше опит от тригодишно плаване. Кавгите в екипа бързо разделят осмината на две групи, които според Джейн дори след толкова години не се понасят.

Всяка група имаше свое собствено виждане как би било по-добре и по-правилно да продължи експеримента. Някои смятаха, че е необходимо да се разтовари екипажът и да се прехвърли част от научната работа на учените извън купола, жертвайки пълна изолация, за да се позволи внос/износ на оборудване и проби. Други смятаха, че е необходимо напълно да се запази чистотата на експеримента и да се справят сами. Те се опасяваха, че опонентите ще водят експеримента, за да разрешат вноса на храна, което би било истински провал на проекта.

В резултат на конфликти екипът не можеше да работи заедно и да продължи гладко напред. Хората вечеряха поотделно, опитваха се да не се гледат в очите и говореха много рядко.

Конфликтите се утежняваха от липсата на кислород и храна, хората изпадаха в депресия, раздразнение. Същите насекоми и микроорганизми, които ядат кислород, оказват негативно влияние върху растежа на културите. Екипът беше принуден да премине към нискокалорична диета с ниско съдържание на мазнини.

Проповедникът на диетата, между другото, беше същият доктор по медицина Рой Уолфорд, който се опита да зашие пръста на Джейн. Той бил убеден, че дневната диета на човек трябва да бъде ограничена до 1500 килокалории без мазнини, което би увеличило продължителността на живота на човека до 130 години. За съжаление, той почина на 79-годишна възраст (11 години след напускането на Биосфера-2) в резултат на спиране на дишането, свързано с амиотрофична латерална склероза. Някои експерти предполагат, че това може да е резултат от ниския енергиен прием на учения.

Ако Уолфорд беше подготвен за такава диета, тогава много други участници не харесаха това ограничение в храната. Постоянни пропадания на реколтата, много часове работа на полето… екипът не напускаше мисълта за храна, а тежестта им се топеше като сладолед върху горещ асфалт. Табер от истински голям мъж се превърна в измършавял мъченик, свалил 27 кг, ядейки само плодове, зеленчуци, ядки и бобови растения, яйца и продукти от козе мляко.

Екипът виждаше месо само в неделя – малко пиле или риба. За да не загубят нито една ценна калория, някои членове на екипа, според спомените на Пойнтър, облизваха чиниите след всяко хранене.

Въпреки това Уолфорд, който редовно правеше кръвни изследвания на всички участници, установи, че показателите са близки до идеалните: нивата на холестерол, инсулин и глюкоза спаднаха, а кръвното налягане се върна към нормалното. Но "бионавтите" не станаха по-щастливи от това.

През ноември 1992 г. някои от колонистите започват да ядат запаси от семена, които не са отглеждани в сградата. На фона на съобщения в медиите за хранилища, контрабанда на храна, твърдения за фалшифициране на данни, целият научен консултативен съвет на проекта реши да го напусне.

Междувременно обществеността си изгради мнение за "Биосфера-2" като вид олимпийски спорт (казват колко ще издържат без да отварят вратите), а не като научен експеримент, теория, която се работи на модел, като постепенно прави промени. Така до края на експеримента фонът около него беше предимно негативен.

Експериментирайте с послевкус

През септември 1993 г. вратите на Биосфера-2 са отворени. И от там пуснаха изтощените колонисти. Ето какво има да каже Джейн Пойнтър за момента на освобождението:

- Бих казал, че всички излязохме малко луди. Бях развълнуван да видя цялото си семейство и приятели. От две години виждам хората през стъкло. И така всички се затичаха към мен. И аз се дръпнах. Смърдяха! Хората миришат! Смърдим на лак за коса и дезодорант и всички тези глупости.

През 1994 г. започва втората мисия на "бионавтите". Вече в различен състав. Бетонът беше внимателно запечатан и подготвен да прекара 10 месеца в плен. Но първо двама уволнени членове на бившия екип нахлуха в купола в знак на протест, отвориха няколко аварийни изхода, счупвайки печата за 15 минути. Счупени са и пет стъкла. Командирите на новия екипаж напускат един по един купола, а през юни 1994 г. спонсорите се отказват от проекта и спират финансирането му.

Въпреки всички милиони долари, просторни помещения и най-добрата черна почва, първата мисия до Биосфера-2 може да се счита за провал. Хората не можеха да постигнат стабилна циркулация на кислород в купола си, а постоянните неуспехи и размножаващите се вредители ги поставиха буквално на ръба на оцеляването. Освен това тези осем колонисти демонстрираха, че човекът е едно от най-слабите звена в такава изолация.

"Биосфера-2" все още стои в пустинята на Аризона. Сега е по-скоро ботаническа градина с купол, която е на държавния университет. Там се правят експерименти, но не в такъв мащаб. Постоянно се провеждат екскурзии за ученици и туристи. Една от атракциите, които се показват по време на екскурзиите, е надписът, оставен от бившия „бионавт“: „Само тук усетихме колко зависим от заобикалящата природа. Ако няма дървета, няма да има какво да дишаме, ако водата е замърсена, няма да има какво да пием."