"Bioszféra-2": Egy zárt ökoszisztéma létrehozására irányuló kísérlet kudarca

2024 Szerző: Seth Attwood | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-16 16:07

Egy nagyszabású kolóniát építünk a Földön, teljesen elzárva a külvilágtól, növényeket ültetünk oda, hogy oxigént termeljenek, állatállományt importálunk és nyolc gyarmatosítót telepítünk két évre! Nagyszerű ötlet egy tudományos kísérlethez, amely zárt életfenntartó rendszereket hoz létre a lehetséges jövőbeni kolóniák számára ugyanazon a Marson. Igaz, ennek az ötletnek van egy komoly hibája – az emberek. Kiderült, hogy a Bioszféra-2 ambiciózus tudományos kísérlet kudarcának egyik fő oka.

Mi az a Bioszféra-2?

Az 1970-es években Edward Bass amerikai pénzember, aki egy gazdag texasi családból származik, amely milliárdokat keresett az olajból, találkozott John Allen ökológussal, mérnökkel és a Bioszféra-2 feltalálójával. Allennek voltak ötletei, Bassnak pedig pénze volt ezekre az ötletekre költeni. A 80-as években ezek az ötletek eléggé kikristályosodtak egy projektté, amelyre Bass nem sajnált 150 millió dollárt elkülöníteni.

Allen 10 négyzetkilométernyi területet tervezett átlátszó kupolák alá helyezni, növényekkel, állatokkal és emberekkel benépesíteni. Minek? Ki akarta próbálni, mennyire rugalmas az élet, be lehet-e zárni légmentesen záródó dobozba, és tud-e benne kiegyensúlyozottan létezni. Ezenkívül a "Biosphere-2" megmutathatja (legalábbis megközelítőleg), hogy egy személy képes lesz-e magával vinni szokásos élőhelyét más bolygók gyarmatosítására.

Az építkezés 1987-ben kezdődött Arizonában. Bonyolította, hogy az ablaktömítéseknek és egyéb szerkezeteknek a lehető leglényegesebbnek kellett lenniük a légszivárgás minimalizálása érdekében. Ellenkező esetben a csapat nem tudná rögzíteni a kupola alatti oxigénsűrűség változásait. Összesen a "Biosphere-2" 180 tonna levegőt koncentrált.

Mivel nappal a levegőt a nap felmelegítette és kitágította, éjszaka pedig éppen ellenkezőleg, összenyomódott, a mérnököknek semlegesíteni kellett ezeket a nyomáseséseket. Ehhez úgy döntöttek, hogy hatalmas kupolás membránokat építenek, amelyeket "tüdőnek" neveztek.

Az épület kezdetben összesen mintegy 20 tonna biomasszát tartalmazott, amelyet 4 ezer faj képviselt. Ugyanakkor várható volt, hogy 5-20%-uk egyszerűen kihal. Mindezt a biomasszát öt vadon élő biotóp (esőerdő, mini-óceán korallzátonyokkal, mangrove-mocsarak, szavanna, ködös sivatag) és két további antropogén - szántóföldi és veteményeskert, valamint laboratóriumokkal és műhelyekkel ellátott lakóterületeken osztották szét, ahol az ember uralkodott. A legkevesebb helyet az óceán foglalta el - mindössze 450 négyzetmétert, míg a nyolc leendő "bionautának" szánt mezők és kertek 2500 négyzetmétert foglaltak el. Négy kecskére, egy kecskére, 35 tyúkra három kakassal, két kocára és egy vaddisznóra telepedtek le. A helyi tavat halak lakták.

Mindezek alatt műszaki infrastruktúrával ellátott helyiségek, kívül pedig földgázkút került kialakításra, amely az egész komplexumot látta el energiával. A zárt ökoszisztémának 100%-ban kellett ellátnia magát vízzel, élelemmel, műtrágyahulladékkal és levegővel. A számítások azt mutatták, hogy mindez megvalósítható. De ahogy az lenni szokott, nem sokkal a kísérlet megkezdése után valami elromlott.

Éden tabernákulumai?

Nyolc önkéntes, négy férfi és négy nő, 1991. szeptember 26-án lépett először ebbe a földi paradicsomba. Egyszerű feladatuk volt: legkorábban két év múlva menjenek vissza. Természetesen ezekben a hónapokban a csapatnak nem volt ideje unatkozni. A földeken dolgoztak, állattenyésztéssel foglalkoztak és tervezett kísérleteket végeztek.

- Ahhoz, hogy pizzát készítsek, búzát kellett aratnom és tésztát kellett készítenem. Ezután etesd meg és fejj sajtot a kecskéknek. Négy hónapba telt, mire pizzát készítettem a Biosphere-2-ben” – mondta Jane Poynter, a kísérlet egyik résztvevője a TED előadásai során. Elmondása szerint két évet és 20 percet töltött egy elszigetelt világban.

Azonban itt Jane nem teljesen őszinte. Valamivel több mint két héttel később a lány levágta a középső ujja hegyét, miközben egy rizshéjazó gépen dolgozott. A csapat egyik helyi orvosa megpróbálta felhelyezni, de az ujj nem akart meggyógyulni. Jane-t sürgősen evakuálták a paradicsomból, és az egészségügyi központba küldték, ahol az ujját a helyére varrták. Hét órával később visszatért a Bioszférába.

De ritkán említi ezt az esetet. More Jane szívesen beszél arról, milyen izgalmas volt először igazán más levegőt szívni, amit rajta kívül csak heten lélegeztek be a világon. És érezd magad a bioszféra részének.

„Amikor kilélegzem, a szén-dioxidom táplálta a termesztett édesburgonyát. És rettenetesen sok édesburgonyát ettünk. És ez az édesburgonya a részemmé vált. Sőt, annyit ettünk belőle, hogy narancssárga lett. Szó szerint ugyanazt a szenet ettem újra és újra. Furcsa módon megettem magam.

Repedés a mennyei bárkában

A sivatag elsőként emelkedett ki az ember engedelmességéből: a kupola tetején felgyülemlett nedvesség szinte folyamatos esőt generált felette. Az óceánban a korallok pusztulni kezdtek: a víz túl sok szén-dioxidot szívott fel.

Idővel az érzékelők és maguk a telepesek is észrevették a helyi légkör oxigénszintjének csökkenését. Ennek a rendkívül fontos elemnek a tartalma 16 hónap alatt 21%-ról kritikus 14%-ra csökkent. Amint a kísérlet végén végzett vizsgálatok kimutatták, túl sok cementszerkezet volt a "Biosphere-2" belsejében, amely elnyelte a szén-dioxidot, és ezáltal csökkentette a termelt oxigén koncentrációját.

Az embereknek hosszú ideig gyakorlatilag magas hegyekben kellett élniük. Az oxigénéhezés természetesen negatívan befolyásolta a „bionauták” egészségét. Fizikailag és lelkileg egyaránt. Jane felidézi, hogy orvosuk, aki akkoriban egy meglehetősen idős férfi volt, valamikor már nem tudta összeadni a számokat. Néhány csapattag nem tudta befejezni a mondatot, mivel középen el kellett kapniuk a levegőt.

- Levegő után kapkodva ébredsz fel, mert megváltozott a véred összetétele. És akkor szó szerint ezt csinálod: abbahagyod a légzést, majd belélegzel, és ez felébreszt. Ez borzasztóan idegesítő.

Ráadásul az esőerdő mikroflórája is kikerült az ellenőrzés alól, ami túl gyorsan kezdett fejlődni. A mikroorganizmusok és rovarok váratlan elszaporodása további oxigénfogyasztást okozott. Főleg fekete talajban szaporodnak. A kísérleti táblákra a legjobb és legtermékenyebbet választották ki.

A kísérlettel korábban szkeptikusan nyilatkozó, résztvevőit esetenként "túlélési szektának" tituláló média azt harsogta, hogy a csapat szó szerint lassan haldoklik. Mindezek a tényezők oda vezettek, hogy a vezetőség úgy döntött, hogy a mennyország oxigénellátását kívülről látja el.

Emberi tényező

De a kísérlet kudarcának egyik legfontosabb oka az emberi tényező volt. A "Biosphere-2" csapat egyik tagja sem volt elszigetelt néhány hónapnál tovább. Egyedül Taber McCallumnak volt tapasztalata egy hároméves vitorlás utazásról. A csapatban zajló veszekedések gyorsan két csoportra osztották a nyolcast, amelyek Jane szerint ennyi év után sem tűrik egymást.

Minden csoportnak megvolt a saját elképzelése arról, hogyan lenne jobb és helyesebb a kísérlet folytatása. Egyesek úgy vélték, hogy a legénységet ki kell rakni, és a tudományos munka egy részét át kell adni a kupolán kívüli tudósoknak, feláldozva a teljes elszigeteltséget, lehetővé téve a berendezések és minták importját / exportját. Mások úgy vélték, hogy teljesen meg kell őrizni a kísérlet tisztaságát, és egyedül kell megbirkózni. Attól tartottak, hogy az ellenzők vezetik a kísérletet az élelmiszerimport engedélyezésére, ami a projekt valódi kudarca lenne.

A konfliktusok következtében a csapat nem tudott együtt dolgozni és gördülékenyen haladni. Az emberek külön vacsoráztak, igyekeztek nem egymás szemébe nézni, és nagyon ritkán beszélgettek.

A konfliktusokat az oxigén- és élelemhiány súlyosbította, az emberek depressziósak, ingerültek lettek. Ugyanazok a rovarok és mikroorganizmusok, amelyek oxigént ettek, negatívan befolyásolták a növények növekedését. A csapat kénytelen volt átállni egy alacsony kalóriatartalmú, alacsony zsírtartalmú étrendre.

A diéta prédikátora egyébként ugyanaz az orvosdoktor, Roy Walford volt, aki megpróbálta megvarrni Jane ujját. Meggyőződése volt, hogy egy ember napi étrendjét zsír nélkül 1500 kilokalóriára kell korlátozni, ami akár 130 évre is növelné az ember várható élettartamát. Sajnos 79 éves korában (11 évvel a Bioszféra-2 elhagyása után) meghalt, amiotrófiás laterális szklerózissal összefüggő légzésleállás következtében. Egyes szakértők szerint ez a tudós alacsony energiabevitelének az eredménye.

Ha Walford felkészült egy ilyen diétára, akkor sok más résztvevő nem szerette ezt az élelmiszer-korlátozást. Állandó terméskiesések, sok munkaórás szántóföldi munka… a csapat nem hagyta el az étel gondolatát, súlyuk úgy olvadt, mint a fagylalt a forró aszfalton. Taber egy igazi nagydarab férfiból lesoványodott mártírrá változott, 27 kg-ot fogyott, csak gyümölcsöt, zöldséget, dióféléket és hüvelyeseket, tojást és kecsketejtermékeket eszik.

A csapat csak vasárnap látott húst – egy kis csirkét vagy halat. Annak érdekében, hogy egyetlen értékes kalóriát se veszítsenek, a csapat néhány tagja Poynter emlékei szerint minden étkezés után megnyalta a tányérokat.

Mindazonáltal Walford, aki rendszeresen végzett minden résztvevő vérvizsgálatát, azt találta, hogy a mutatók az ideálishoz közeliek: a koleszterin-, az inzulin- és a glükózszint csökkent, a vérnyomás pedig normalizálódott. De a "bionauták" ettől nem lettek boldogabbak.

1992 novemberében a telepesek egy része olyan magvakat kezdett enni, amelyeket nem az épületben termesztettek. A médiában élelmiszerrerakókról, élelmiszer-csempészetről, adathamisításról szóló hírek közepette a projekt teljes tudományos tanácsadó testülete úgy döntött, hogy elhagyja.

Mindeközben a közvélemény véleményt formált a „Bioszféra-2”-ről, mint egyfajta olimpiai sportról (azt mondják, meddig bírják anélkül, hogy kinyitnák az ajtókat), nem pedig tudományos kísérletként, egy kidolgozott elméletként. modell alapján, fokozatosan változtatva. Így a kísérlet végére a körülötte lévő háttér többnyire negatív volt.

Kísérlet utóíz

1993 szeptemberében megnyíltak a Bioszféra-2 kapui. És elengedték onnan a kimerült telepeseket. Íme, mit mond Jane Poynter a szabadulás pillanatáról:

- Azt mondanám, hogy mindannyian kicsit hülyéskedtünk. Izgatott voltam, hogy láthattam az összes családomat és barátomat. Két éve láttam embereket üvegen keresztül. És így mindenki hozzám futott. És visszahúzódtam. Bűzlöttek! Büdösek az emberek! Bűzlünk a hajlakktól és a dezodortól, meg minden ilyen baromságtól.

1994-ben megkezdődött a „bionauták” második küldetése. Már más összetételben. A betont körültekintően lezárták, és felkészültek arra, hogy 10 hónapot fogságban töltsenek. Először azonban az egykori csapat két elbocsátott tagja tiltakozásul berontott a kupolába, több vészkijáratot nyitott, és 15 percre feltörte a pecsétet. Öt pohár is eltörött. Az új legénység parancsnokai sorra hagyták el a kupolát, majd 1994 júniusában a szponzorok felhagytak a projekttel és lezárták a finanszírozását.

A sok millió dollár, a tágas helyiségek és a legjobb fekete talaj ellenére az első Bioszféra-2 küldetés kudarcnak tekinthető. Az emberek nem tudták elérni a stabil oxigénkeringést a kupolájukban, és az állandó terméskiesések és a szaporodó kártevők szó szerint a túlélés küszöbére sodorták őket. Ráadásul ez a nyolc telepes bebizonyította, hogy az ember az egyik leggyengébb láncszem ilyen elszigeteltségben.

A "Biosphere-2" még mindig az arizonai sivatagban áll. Most inkább egy kupolás botanikus kert, amely az állami egyetemhez tartozik. Ott folynak kísérletek, de nem ilyen nagy léptékben. Folyamatosan szerveznek kirándulásokat iskolásoknak és turistáknak. A kirándulások egyik látványossága az egykori „bionauta” által hagyott felirat: „Csak itt éreztük, mennyire függünk a környező természettől. Ha nincsenek fák, nem lesz mit lélegeznünk, ha szennyezett a víz, akkor nincs mit innunk."