Биосфера-2

Несколько десятков лет назад восемь неордирнарных учёных решились на участие в дерзком и необычном эксперименте. Заперев себя внутри искусственно созданной среды, они провели внутри неё два года. Помимо семи различных экосистем, учёных окружал огромный стеклянный купол. Находящиеся внутри пытались не только вести полноценную жизнь, но и изучать возможности взаимодействия различных организмов в условии закрытого пространства.

Проект, который носил название «Биосфера-2», до сих пор вызывает множество споров. Главной его целью был ответ на вопрос: возможно ли создание полноценной экосистемы для жизни на других планетах. Была ли данная идея ошибкой учёных, или эксперимент всё же имеет перспективы в будущем?

Устройство и участники

26 сентября 1991 года в пустынной местности на юге Аризоны, недалеко от города Оракл стартовал глобальный эксперимент. Его инициаторами стали даже не учёные, а члены контркультурного театрального объединения, которое занималось различными опытами по развитию экологии и самосовершенствованию. Объединение с заинтересованными бизнесменами позволило им собрать необходимые средства и воплотить свою задумку.

 Проект «Биосфера-2» представлял собой искусственно созданную экологическую модель из семи биомов – крупных систем с индивидуальными климатическими условиями, растительным и животным миром. 

Несмотря на огромный бюджет в сто пятьдесят миллионов долларов, эксперимент завершился провалом. Из-за непредвиденных последствий, он повлёк за собой большое количество противоречивых обсуждений и общественный резонанс. Давайте вспомним, как развивались события.

Структура «Биосферы-2»

Проект «Биосфера-2» представлял из себя сложную конструкцию, которая была разделена на три зоны: надземную стеклянную оболочку, подземный технологический отсек и жилой комплекс для участников эксперимента. Как же были устроены все части этой системы?

• Надземная оболочка – купол из прозрачного стекла и стали, который покрывал территорию в 3, 14 акра. Его высота составляла почти двадцать восемь метров.

3,14 акра – 12 700 квадратных метров.

Эта часть состояла из семи биомов: пустыня, саванна, тропический лес, мангровые болота, океан с настоящими кораллами, а также зона, предназначенная для сельского хозяйства и жилой блок. Каждый биом обладал уникальной флорой, фауной и климатом. Специальные системы регулирования поддерживали необходимую температуру, уровень влажности и атмосферное давление.

• Подземная технологическая зона обеспечивала исправную работоспособность всех систем проекта. Оборудование и трубопроводы включали в себя вентиляционные установки, системы изменения температурных условий, осушения и конденсации. Производилась подача воздуха к зданию, которое находилось вне купола – к энергетическому центру.
• Жилой модуль включал в себя два этажа, на которых находились жилые спальни, мастерские, кухня, столовая, гостиная и лаборатории. Этот модуль занимал площадь в сто восемьдесят шесть квадратных метров. К нему примыкала сельскохозяйственная зона, где участники эксперимента выращивали различные овощи и фрукты.

Участники эксперимента

Для изучения «Биосферы-2» учредители проекта наняли восемь высококвалифицированных учёных – четверо и мужчин и столько же женщин. Участники эксперимента назвали себя «биосферанами». Сейчас нам известны не только их имена и сферы деятельности, но и краткая история их дальнейшей жизни.

• Рой Уолфорд был доктором медицинских наук и автором книг по долголетию. Скончался в 2004 году.
• Джейн Пойнтер – предпринимательница и инженер, автор книг по выживанию в опасных условиях. Является основательницей нескольких компаний, изучающих космоса.
• Табер МакКаллум – предприниматель и инженер, который выступал в качестве сооснователя одной из компаний Джейн Пойнтер. Помимо этого, он принимал в участие в других проектах по исследованию жизнеобеспечения в космосе.
• Марк Нельсон – писатель и член Института экологического технического образования. Автор нескольких книг о «Биосфере-2». Позже Нельсон участвовал в работе над другими экологическими проектами.
• Салли Сильверстоун – преподавательница биологии и экологии в различных учебных заведениях. 
• Абигейл Аллинг – морской биолог. Она руководила институтом “Биосферы-2”. и принимала участие в различных научных исследованиях морских экосистем.
• Марк Ван Тилло – инженер и менеджер. Он занимался организационными вопросами и техническими задачами «Биосферы-2».
• Линда Ли – микробиолог, садовод и художница. Помимо художественной деятельностью, она курировала растения «Биосферы-2» в качестве научного сотрудника. 

Провал и критика

Недочёты в организации проекта «Биосфера-2» стали заметны уже в первую неделю. Несмотря на большое количество растений, приборы зафиксировали незначительное падение содержания кислорода в воздухе. Для его поднятия, участники эксперимента занялись срочным посевом семян. Увеличение фотосинтезирующей растительности должно было нормализовать уровень кислорода. 

Главные проблемы

Как глобальный проект с миллионным бюджетом завершился провалом? Причин, приведших к этому, нашлось достаточно. 

Как устроена наша планета? Живя на Земле всю жизнь, многое ли мы о ней знаем? Вы можете познакомиться с ней поближе, открыв данный материал: «Жизнь и тайны третьей планеты«

• Из-за большой облачности в Аризоне, стеклянный купол “Биосферы-2” не пропускал необходимое количество солнечного света. Это сказалось на фотосинтезе растений и росте углекислого газа, что привело к недостатку кислорода. Уже через год уровень кислорода стал опасно низким – настолько, что по ночам биосфераны просыпались от удушья. Учёным пришлось подключать дополнительные источники, чтобы иметь возможность хотя бы дышать.
• Условия в “Биосфере-2” оказались губительными для большего количества видов флоры и фауны, но благоприятными – для паразитов. Стремительно размножались не только микробы и бактерии, но и насекомые. В основном – тараканы и муравьи.
• Выход за пределы купола. Биосферанам несколько раз пришлось покинуть «Биосферу-2», чтобы внести дополнительные материалы, оборудование и пищу. В первую же неделю одной из участниц потребовалась срочная медицинская помощь. Работая с машиной для шелушения риса, она серьёзно повредила палец. Нарушение герметичности внутри купола негативно влияло на баланс питательных веществ и баланс газов. Это сказывалось на достоверности и точности данных эксперимента.

Человеческий фактор

Недостаток питания и физические нагрузки сильно сказывались на здоровье и психическом равновесии биосферанов. Они были ослаблены и истощены, хотя, благодаря экологически чистой пище, в первые месяцы набрали до восемнадцати дополнительных процентов от своей массы. 

Дело в том, что ежедневно участники эксперимента потребляли 1700 калорий. Это количество подходит для умственной работы и сидячего образа жизни, но губительно для человека, работающего в поле. По большей части, рацион биосферанов состоял из батата и не предусматривал мяса. Разведение куриц и коз позволяло включить в меню молоко и яйца, однако все животные погибли ещё до окончания первого года. 

Голод, усталость, проблемы со здоровьем и изоляция спровоцировали раздражительность и подавленное состояние биосферанов. Практически ежедневно случались конфликты. Ментальная нестабильность и разные взгляды на методы и цели исследований привели к тому, что учёные разделились на две враждующие группы, которые практически не контактировали друг с другом.

Критика и дальнейшее развитие

Сокрушительный провал «Биосферы-2» не остался без внимания. Отношение к эксперименту среди научного сообщества стало резко негативным – учёные посчитали его бесполезным и лишённым смысла. После завершения проекта в 1993 году, организаторы предприняли ещё одну попытку. Однако, как и первая, она не принесла необходимых положительных результатов. 

Через год «Биосферу-2» выкупил инвестор Эдвард Бэннон для собственных коммерческих целей, но ему не удалось осуществить свои планы. Из его рук права на «Биосферу-2» перешли к Колумбийскому университету, который использовал её в своих экспериментах.

Новая жизнь «Биосферы-2»

В 2011 году проект перешел в собственность Аризонского университета. Именно тогда «Биосфера-2» стала мировым лидером  в области экологических экспериментов.

• Одним из самых известных и показательных стал эксперимент с коралловыми рифами. Для его проведения, учёные подняли температуру в имитированном океане «Биосферы-2» до уровня, который, предположительно, будет достигнут в конце XXI века. Эксперимент привёл к отмиранию кораллов и значительному снижению биоразнообразия. Это подтвердило опасения экологов о том, что коралловые рифы, которые служат домом для многих подводных существ, могут исчезнуть в ходе глобального потепления.
• Имитация засухи в биоме тропического леса. В ходе эксперимента, перекрыв подачу воды из подводных источников, учёные фиксировали изменения в уровне углерода, воды и энергии в составе и структуре леса. Исследования показали, что засуха приводит к снижению фотосинтеза, роста и биомассы деревьев, а также способствует смертности некоторых видов растений.
• Эксперимент с генетически модифицированными растениями. Данное исследование было направлено на изучение того, как флора с повышенной устойчивостью к неблагоприятным условиям, способна повлиять на экосистемы и климат. Выращивая различные виды модифицированной растительности, учёные сравнивали их с обычной и сравнивали по разным параметрам. С помощью этого эксперимента, исследователи пытались понять, смогут ли ГМО-растения способствовать продовольственной безопасности. 
• Эксперименты с атмосферой. При помощи специального оборудования, учёные изучали влияние различных факторов на атмосферу «Биосферы-2», проводя измерение концентрации газов и определение различных свойств атмосферы. 

К далёкому будущему

В настоящее время «Биосфера-2» является одной из самых ценных площадок для экспериментов самых разных масштабов. Новый подход к её развитию стал наглядной демонстрацией того, как неудачный проект можно превратить в полезный научный объект. Анализ прошлых недостатков, профессионализм и трудолюбие учёных – это то, что сделало «Биосферу-2» тем, чем она является сейчас. 

Работая над своими ошибками, мы приобретаем опыт. Запоминая действия, приведшие нас к провалу, не повторяем их снова. Именно поэтому необходимо фиксировать не только достижения, но и промахи. Поместив свои знания и воспоминания в цифровую капсулу времени, вы получите исчерпывающий, удобно структурированный рассказ о вашей жизни. А потомки смогут не повторить ваших ошибок.