"Biosphere-2": Feil ved et eksperiment for å skape et lukket økosystem

2024 Forfatter: Seth Attwood | [email protected]. Sist endret: 2023-12-16 16:13

Vi bygger en storskala koloni på jorden, fullstendig isolert fra omverdenen, planter planter der for å generere oksygen, importerer husdyr og bosetter åtte kolonister i to år! En flott idé for et vitenskapelig eksperiment for å lage lukkede livsstøttesystemer for mulige fremtidige kolonier på samme Mars. Riktignok er det en alvorlig feil i denne ideen - mennesker. De viste seg å være en av hovedårsakene til feilen i det ambisiøse vitenskapelige eksperimentet "Biosphere-2".

Hva er Biosphere-2?

På 1970-tallet møtte den amerikanske finansmannen Edward Bass, som kommer fra en velstående Texas-familie som tjente milliarder på olje, John Allen, en økolog, ingeniør og oppfinner av Biosphere-2. Allen hadde ideer, Bass hadde penger å bruke på disse ideene. På 80-tallet krystalliserte disse ideene seg nok til et prosjekt som Bass ikke var lei for å bevilge 150 millioner dollar til.

Allen planla å plassere 10 kvadratkilometer land under gjennomsiktige kupler, befolke dem med planter, dyr og mennesker. Til hva? Han ville teste hvor fleksibelt livet er, om det er mulig å lukke det i en lufttett boks og om det kan eksistere i det på en balansert måte. I tillegg kunne "Biosphere-2" vise (i hvert fall omtrentlig) om en person ville være i stand til å ta med seg sitt vanlige habitat for kolonisering av andre planeter.

Byggingen startet i 1987 i Arizona. Det ble komplisert av at vinduspakninger og andre strukturer måtte være så lufttette som mulig for å minimere luftlekkasjer. Ellers ville ikke teamet være i stand til å fange opp endringer i oksygentetthet under kuppelen. Totalt konsentrerte «Biosphere-2» 180 tonn luft.

Siden luften på dagtid ble varmet opp av solen og utvidet seg, og om natten, tvert imot, ble den komprimert, måtte ingeniørene nøytralisere disse trykkfallene. For dette ble det besluttet å bygge enorme kuppelformede membraner, som ble kalt "lunger".

Totalt, ved starten, inneholdt bygningen rundt 20 tonn biomasse, representert av 4 tusen arter. Samtidig var det forventet at 5-20 % av dem rett og slett ville dø ut. All denne biomassen ble fordelt over fem ville biotoper (regnskog, minihav med korallrev, mangrovesumper, savanne, tåkete ørken) og ytterligere to menneskeskapte - felt og grønnsakshager, samt oppholdsområder med laboratorier og verksteder, hvor mennesket hersket. Den minste plassen ble okkupert av havet - bare 450 kvadratmeter, mens åkrene og hagene for de åtte fremtidige "bionautene" okkuperte et område på 2500 kvadratmeter. De slo seg ned på fire geiter med geit, 35 høner med tre haner, to purker og en villsvin. Den lokale dammen var bebodd av fisk.

Under alt dette lå lokaler med teknisk infrastruktur, og det ble installert en naturbensinstasjon utenfor som leverte energi til hele komplekset. Det lukkede økosystemet måtte forsyne seg 100 % av vann, mat, gjødselavfall og luft. Beregninger viste at alt dette var gjennomførbart. Men som vanligvis er tilfellet, like etter at eksperimentet begynte, gikk noe galt.

Tabernakler i Eden?

Åtte frivillige, fire menn og fire kvinner, gikk inn i dette jordiske paradiset for første gang 26. september 1991. De hadde en enkel oppgave: å gå tilbake tidligst to år senere. I alle disse månedene hadde laget naturligvis ikke tid til å kjede seg. De har jobbet i åkrene, passet husdyr og utført planlagte eksperimenter.

– For å lage pizza måtte jeg høste hvete og lage deig. Deretter mater og melker geitene til ost. Det tok meg fire måneder å lage pizza på Biosphere-2, sa Jane Poynter, en av deltakerne i eksperimentet, under sine TED Talks. Ifølge henne tilbrakte hun to år og 20 minutter i en isolert verden.

Men her er ikke Jane helt ærlig. Litt over to uker senere hogget jenta av tuppen av langfingeren mens hun jobbet på en risskallingsmaskin. En lokal lege fra teamet prøvde å feste den, men fingeren ønsket ikke å gro. Jane ble raskt evakuert fra paradiset og sendt til legesenteret, hvor fingeren hennes ble sydd på plass. Syv timer senere kom hun tilbake til biosfæren.

Men hun nevner sjelden denne hendelsen. Mer Jane liker å snakke om hvor spennende det var for første gang å puste inn en helt annen luft, som i tillegg til henne, bare sju mennesker i verden pustet inn. Og føle deg som en del av biosfæren.

«Da jeg pustet ut, drev karbondioksidet mitt til søtpotetene jeg dyrket. Og vi spiste fryktelig mye søtpotet. Og denne søtpoteten ble en del av meg. Faktisk spiste vi så mye av det at det ble oransje for meg. Jeg spiste bokstavelig talt det samme karbonet om og om igjen. På en bisarr måte spiste jeg meg selv på en måte.

Sprekken i den himmelske arken

Ørkenen var den første som dukket opp fra menneskets lydighet: den akkumulerte fuktigheten på toppen av kuppelen genererte nesten kontinuerlig regn over den. Koraller i havet begynte å dø: vannet absorberte for mye karbondioksid.

Over tid begynte både sensorene og kolonistene selv å merke et fall i oksygennivået i den lokale atmosfæren. Innholdet av dette ekstremt viktige elementet på 16 måneder falt fra 21 % til kritiske 14 %. Som studier på slutten av eksperimentet viste, var det for mange sementstrukturer inne i "Biosphere-2", som absorberte karbondioksid og dermed reduserte konsentrasjonen av produsert oksygen.

I lang tid måtte folk praktisk talt bo i høyfjell. Oksygensulting påvirket naturligvis helsen til "bionautene" negativt. Både fysisk og psykisk. Jane husker at legen deres, en ganske eldre mann på den tiden, på et tidspunkt ikke lenger var i stand til å legge sammen tallene. Noen lagmedlemmer klarte ikke å fullføre frasen, da de måtte trekke pusten i midten.

– Du våkner og gisper etter luft fordi sammensetningen av blodet ditt har endret seg. Og så gjør du bokstavelig talt dette: du slutter å puste, så puster du inn, og det vekker deg. Dette er fryktelig irriterende.

I tillegg kom mikrofloraen i regnskogen ut av kontroll, som begynte å utvikle seg for raskt. Den uforutsette spredningen av mikroorganismer og insekter forårsaket ytterligere oksygenforbruk. De avlet spesielt i svart jord. For forsøksfeltene ble den beste og mest fruktbare valgt.

Mediene, som tidligere hadde vært skeptiske til eksperimentet, og i noen tilfeller kalte deltakerne en "overlevelsekult-sekt", utbasunerte at teamet bokstavelig talt sakte døde. Alle disse faktorene har ført til at ledelsen besluttet å inkludere tilførsel av oksygen til himmelen utenfra.

Menneskelig faktor

Men en av de viktigste årsakene til at eksperimentet mislyktes var den menneskelige faktoren. Ingen av medlemmene i «Biosphere-2»-teamet var isolert på mer enn et par måneder. Bare Taber McCallum hadde opplevelsen av en tre år lang seiltur. Krangelene i laget delte raskt de åtte i to grupper, som ifølge Jane, selv etter så mange år, ikke tolererer hverandre.

Hver gruppe hadde sin egen visjon om hvordan det ville være bedre og riktigere å fortsette eksperimentet. Noen mente at det var nødvendig å losse mannskapet og overføre deler av det vitenskapelige arbeidet til forskerne utenfor kuppelen, og ofre fullstendig isolasjon, for å tillate import/eksport av utstyr og prøver. Andre mente at det var nødvendig å fullstendig bevare renheten til eksperimentet og klare seg på egenhånd. De fryktet at motstandere ville lede eksperimentet for å tillate import av mat, noe som ville være en reell fiasko for prosjektet.

Som et resultat av konflikter klarte ikke teamet å jobbe sammen og gå jevnt videre. Folk spiste hver for seg, prøvde å ikke se hverandre i øynene og snakket svært sjelden.

Konfliktene ble forverret av mangel på oksygen og mat, folk ble deprimerte, irriterte. De samme insektene og mikroorganismene som spiste oksygen påvirket veksten av avlinger negativt. Teamet ble tvunget til å bytte til en diett med lavt kaloriinnhold.

Kostholdsforkynneren var forresten den samme lege i medisin Roy Walford, som prøvde å sy fingeren til Jane. Han var overbevist om at en persons daglige kosthold burde begrenses til 1500 kilokalorier uten fett, noe som ville øke en persons forventede levealder opp til 130 år. Dessverre døde han i en alder av 79 (11 år etter at han forlot Biosphere-2) som et resultat av respirasjonsstans assosiert med amyotrofisk lateral sklerose. Noen eksperter har antydet at det kan være et resultat av forskerens lave energiinntak.

Hvis Walford var forberedt på en slik diett, likte mange andre deltakere ikke denne restriksjonen i mat. Konstante avlingssvikt, mange timers arbeid på åkrene … teamet forlot ikke tanken på mat, og vekten deres smeltet som iskrem på en varm asfalt. Taber fra en ekte stor mann ble til en avmagret martyr, etter å ha gått ned 27 kg, spist kun frukt, grønnsaker, nøtter og belgfrukter, egg og geitemelkprodukter.

Laget så kun kjøtt på søndager - litt kylling eller fisk. For ikke å miste en eneste dyrebar kalori, slikket noen medlemmer av teamet, ifølge Poynters erindringer, tallerkenene etter hvert måltid.

Ikke desto mindre fant Walford, som regelmessig tok blodprøver av alle deltakerne, at indikatorene var nær ideelle: Kolesterol-, insulin- og glukosenivåene falt, og blodtrykket ble normalt igjen. Men «bionautene» ble ikke lykkeligere av dette.

I november 1992 begynte noen av kolonistene å spise frøforsyninger som ikke ble dyrket inne i bygningen. Midt i medieoppslag om matoppbevaring, matsmugling, påstander om dataforfalskning, bestemte hele det vitenskapelige rådgivende styret for prosjektet å forlate det.

I mellomtiden har publikum dannet seg en mening om «Biosphere-2» som en slags olympisk sport (de sier, hvor lenge vil de vare uten å åpne dørene), og ikke som et vitenskapelig eksperiment, en teori som arbeides med ut på en modell, gradvis gjør endringer. Ved slutten av eksperimentet var bakgrunnen rundt ham for det meste negativ.

Eksperimenter ettersmak

I september 1993 ble dørene til Biosphere-2 åpnet. Og de løslot de utmattede kolonistene derfra. Her er hva Jane Poynter har å si om øyeblikket for utfrielse:

– Jeg vil si at vi alle ble litt gale. Jeg var begeistret for å se hele familien og vennene mine. I to år har jeg sett mennesker gjennom glass. Og så løp alle til meg. Og jeg trakk meg tilbake. De stank! Folk stinker! Vi stinker hårspray og deodorant og alt det tullet.

I 1994 startet det andre oppdraget til «bionautene». Allerede i en annen sammensetning. Betongen ble forsiktig forseglet og forberedt til å tilbringe 10 måneder i fangenskap. Men først brast to oppsagte medlemmer av det tidligere teamet inn i kuppelen i protest, åpnet flere nødutganger og brøt forseglingen i 15 minutter. Fem glass ble også knust. Kommandantene for det nye mannskapet forlot kuppelen en etter en, og i juni 1994 forlot sponsorene prosjektet og avsluttet finansieringen.

Til tross for alle millioner av dollar, romslige lokaler og den beste sorte jorda, kan det første oppdraget til Biosphere-2 betraktes som en fiasko. Folk kunne ikke oppnå stabil oksygensirkulasjon i kuppelen, og konstante avlingssvikt og spredning av skadedyr satte dem bokstavelig talt på randen av å overleve. I tillegg demonstrerte disse åtte kolonistene at mennesket er et av de svakeste leddene i en slik isolasjon.

"Biosphere-2" står fortsatt i Arizona-ørkenen. Nå er det mer en botanisk hage med en kuppel, som tilhører det statlige universitetet. Der gjennomføres det forsøk, men ikke i så stor skala. Utflukter for skolebarn og turister holdes stadig. En av attraksjonene som vises under utfluktene er inskripsjonen etter den tidligere «bionauten»: «Bare her følte vi hvor avhengige vi av naturen rundt. Hvis det ikke er trær, har vi ingenting å puste, hvis vannet er forurenset, har vi ingenting å drikke."