«Biosphere-2»: Αποτυχία πειράματος για τη δημιουργία κλειστού οικοσυστήματος

2024 Συγγραφέας: Seth Attwood | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-16 16:02

Χτίζουμε μια μεγάλης κλίμακας αποικία στη Γη, εντελώς απομονωμένη από τον έξω κόσμο, φυτεύουμε φυτά εκεί για να παράγουμε οξυγόνο, εισάγουμε ζώα και εγκαθιστούμε οκτώ αποίκους για δύο χρόνια! Μια υπέροχη ιδέα για ένα επιστημονικό πείραμα για τη δημιουργία κλειστών συστημάτων υποστήριξης ζωής για πιθανές μελλοντικές αποικίες στον ίδιο Άρη. Είναι αλήθεια ότι υπάρχει ένα σοβαρό ελάττωμα σε αυτή την ιδέα - οι άνθρωποι. Αποδείχτηκε ότι ήταν ένας από τους κύριους λόγους για την αποτυχία του φιλόδοξου επιστημονικού πειράματος "Biosphere-2".

Τι είναι το Biosphere-2;

Στη δεκαετία του 1970, ο Αμερικανός χρηματοδότης Έντουαρντ Μπας, ο οποίος προέρχεται από μια πλούσια οικογένεια του Τέξας που έβγαζε δισεκατομμύρια από το πετρέλαιο, γνώρισε τον Τζον Άλεν, έναν οικολόγο, μηχανικό και εφευρέτη του Biosphere-2. Ο Άλεν είχε ιδέες, ο Μπας είχε χρήματα να ξοδέψει για αυτές τις ιδέες. Στη δεκαετία του '80, αυτές οι ιδέες αποκρυσταλλώθηκαν αρκετά σε ένα έργο για το οποίο ο Bass δεν λυπήθηκε να διαθέσει 150 εκατομμύρια δολάρια.

Ο Άλεν σχεδίαζε να τοποθετήσει 10 τετραγωνικά χιλιόμετρα γης κάτω από διαφανείς θόλους, να τους κατοικήσει με φυτά, ζώα και ανθρώπους. Για ποιο λόγο? Ήθελε να δοκιμάσει πόσο ευέλικτη είναι η ζωή, αν είναι δυνατόν να την εγκλωβίσουμε σε ένα αεροστεγές κουτί και αν μπορεί να υπάρχει σε αυτό με ισορροπημένο τρόπο. Επιπλέον, το "Biosphere-2" θα μπορούσε να δείξει (τουλάχιστον κατά προσέγγιση) εάν ένα άτομο θα μπορούσε να πάρει μαζί του το συνηθισμένο βιότοπό του για τον αποικισμό άλλων πλανητών.

Η κατασκευή ξεκίνησε το 1987 στην Αριζόνα. Ήταν περίπλοκο από το γεγονός ότι οι στεγανοποιήσεις παραθύρων και άλλες κατασκευές έπρεπε να είναι όσο το δυνατόν πιο στεγανές για να ελαχιστοποιηθούν οι διαρροές αέρα. Διαφορετικά, η ομάδα δεν θα μπορούσε να καταγράψει αλλαγές στην πυκνότητα του οξυγόνου κάτω από τον θόλο. Συνολικά, το "Biosphere-2" συγκέντρωσε 180 τόνους αέρα.

Δεδομένου ότι κατά τη διάρκεια της ημέρας ο αέρας θερμαινόταν από τον ήλιο και επεκτεινόταν, και τη νύχτα, αντίθετα, συμπιέστηκε, οι μηχανικοί έπρεπε να εξουδετερώσουν αυτές τις πτώσεις πίεσης. Για αυτό αποφασίστηκε να κατασκευαστούν τεράστια θολωτά διαφράγματα, τα οποία ονομάζονταν «πνεύμονες».

Συνολικά, στην αρχή, το κτίριο περιείχε περίπου 20 τόνους βιομάζας, που αντιπροσωπεύονται από 4 χιλιάδες είδη. Ταυτόχρονα, αναμενόταν ότι το 5-20% αυτών απλώς θα έσβηνε. Όλη αυτή η βιομάζα διανεμήθηκε σε πέντε άγριους βιοτόπους (τροπικό δάσος, μίνι ωκεανός με κοραλλιογενή ύφαλο, βάλτους μαγγρόβων, σαβάνα, ομιχλώδης έρημος) και δύο ακόμη ανθρωπογενείς - χωράφια και λαχανόκηποι, καθώς και χώρους διαβίωσης με εργαστήρια και εργαστήρια, όπου ο άνθρωπος κυβερνούσε. Το λιγότερο χώρο καταλάμβανε ο ωκεανός - μόνο 450 τετραγωνικά μέτρα, ενώ τα χωράφια και οι κήποι για τους οκτώ μελλοντικούς «βιοναύτες» καταλάμβαναν έκταση 2500 τετραγωνικών μέτρων. Εγκαταστάθηκαν σε τέσσερα κατσίκια με ένα κατσίκι, 35 κότες με τρία κοκόρια, δύο χοιρομητέρες και έναν κάπρο. Η τοπική λιμνούλα κατοικούνταν από ψάρια.

Κάτω από όλα αυτά υπήρχαν χώροι με τεχνική υποδομή, ενώ εξωτερικά τοποθετήθηκε πρατήριο φυσικού αερίου που τροφοδοτούσε όλο το συγκρότημα με ενέργεια. Το κλειστό οικοσύστημα έπρεπε να εφοδιαστεί 100% με νερό, τρόφιμα, απόβλητα λιπασμάτων και αέρα. Οι υπολογισμοί έδειξαν ότι όλα αυτά ήταν εφικτά. Αλλά όπως συμβαίνει συνήθως, λίγο μετά την έναρξη του πειράματος, κάτι πήγε στραβά.

Σκηνές της Εδέμ;

Οκτώ εθελοντές, τέσσερις άνδρες και τέσσερις γυναίκες, μπήκαν για πρώτη φορά σε αυτόν τον επίγειο παράδεισο στις 26 Σεπτεμβρίου 1991. Είχαν ένα απλό καθήκον: να επιστρέψουν όχι νωρίτερα από δύο χρόνια αργότερα. Όπως ήταν φυσικό, όλους αυτούς τους μήνες η ομάδα δεν είχε χρόνο να βαρεθεί. Έχουν εργαστεί στα χωράφια, ασχολούνται με την κτηνοτροφία και πραγματοποιούν προγραμματισμένα πειράματα.

- Για να φτιάξω πίτσα, έπρεπε να μαζέψω σιτάρι και να φτιάξω ζύμη. Στη συνέχεια ταΐστε και αρμέγετε τις κατσίκες για τυρί. Μου πήρε τέσσερις μήνες για να φτιάξω πίτσα στο Biosphere-2», είπε η Jane Poynter, μία από τις συμμετέχουσες στο πείραμα, κατά τη διάρκεια των TED Talks της. Σύμφωνα με την ίδια, πέρασε δύο χρόνια και 20 λεπτά σε έναν απομονωμένο κόσμο.

Ωστόσο, εδώ η Τζέιν δεν είναι εντελώς ειλικρινής. Λίγο περισσότερο από δύο εβδομάδες αργότερα, το κορίτσι έκοψε την άκρη του μεσαίου δακτύλου της ενώ εργαζόταν σε μια μηχανή αποφλοίωσης ρυζιού. Ένας τοπικός γιατρός από την ομάδα προσπάθησε να το συνδέσει, αλλά το δάχτυλο δεν ήθελε να επουλωθεί. Η Τζέιν εκκενώθηκε επειγόντως από τον παράδεισο και στάλθηκε στο ιατρικό κέντρο, όπου το δάχτυλό της ήταν ραμμένο στη θέση του. Επτά ώρες αργότερα, επέστρεψε στη Βιόσφαιρα.

Αλλά σπάνια αναφέρει αυτό το περιστατικό. Η More Jane αρέσκεται να μιλάει για το πόσο συναρπαστικό ήταν για πρώτη φορά να αναπνέεις έναν πραγματικά διαφορετικό αέρα, τον οποίο, εκτός από αυτήν, ανέπνευσαν μόνο επτά άνθρωποι στον κόσμο. Και νιώστε σαν μέρος της βιόσφαιρας.

«Όταν εξέπνευσα, το διοξείδιο του άνθρακα μου τροφοδοτούσε τις γλυκοπατάτες που καλλιεργούσα. Και φάγαμε τρομερές γλυκοπατάτες. Και αυτή η γλυκοπατάτα έγινε κομμάτι μου. Στην πραγματικότητα, φάγαμε τόσο πολύ από αυτό που με πήρε πορτοκαλί. Έφαγα κυριολεκτικά το ίδιο άνθρακα ξανά και ξανά. Κατά έναν περίεργο τρόπο, έφαγα τον εαυτό μου με έναν τρόπο.

Η ρωγμή στην ουράνια κιβωτό

Η έρημος ήταν η πρώτη που αναδύθηκε από την υπακοή του ανθρώπου: η συσσωρευμένη υγρασία στην κορυφή του θόλου προκαλούσε σχεδόν συνεχή βροχή πάνω του. Τα κοράλλια στον ωκεανό άρχισαν να πεθαίνουν: το νερό απορρόφησε πάρα πολύ διοξείδιο του άνθρακα.

Με τον καιρό, τόσο οι αισθητήρες όσο και οι ίδιοι οι άποικοι άρχισαν να παρατηρούν πτώση στο επίπεδο οξυγόνου στην τοπική ατμόσφαιρα. Το περιεχόμενο αυτού του εξαιρετικά σημαντικού στοιχείου σε 16 μήνες μειώθηκε από 21% σε κρίσιμο 14%. Όπως έδειξαν μελέτες στο τέλος του πειράματος, υπήρχαν πάρα πολλές δομές τσιμέντου μέσα στο «Biosphere-2», οι οποίες απορρόφησαν το διοξείδιο του άνθρακα και έτσι μείωσαν τη συγκέντρωση του παραγόμενου οξυγόνου.

Για πολύ καιρό οι άνθρωποι έπρεπε να ζουν σχεδόν σε ψηλά βουνά. Η πείνα με οξυγόνο, όπως ήταν φυσικό, επηρέασε αρνητικά την υγεία των «βιοναυτών». Τόσο σωματικά όσο και ψυχικά. Η Τζέιν θυμάται ότι ο γιατρός τους, ένας αρκετά ηλικιωμένος άνδρας εκείνη την εποχή, κάποια στιγμή δεν μπορούσε πλέον να αθροίσει τους αριθμούς. Κάποια μέλη της ομάδας δεν μπορούσαν να ολοκληρώσουν τη φράση, καθώς έπρεπε να πάρουν ανάσα στη μέση.

- Ξυπνάτε λαχανιασμένος γιατί έχει αλλάξει η σύσταση του αίματός σας. Και μετά κάνεις κυριολεκτικά αυτό: σταματάς να αναπνέεις, μετά εισπνέεις και σε ξυπνάει. Αυτό είναι τρομερά ενοχλητικό.

Επιπλέον, η μικροχλωρίδα του τροπικού δάσους βγήκε εκτός ελέγχου, η οποία άρχισε να αναπτύσσεται πολύ γρήγορα. Ο απρόβλεπτος πολλαπλασιασμός μικροοργανισμών και εντόμων προκάλεσε πρόσθετη κατανάλωση οξυγόνου. Αναπαράγονται ιδιαίτερα σε μαύρο χώμα. Για τα πειραματικά πεδία επιλέχθηκε το καλύτερο και πιο γόνιμο.

Τα μέσα ενημέρωσης, τα οποία προηγουμένως ήταν επιφυλακτικά σχετικά με το πείραμα, αποκαλώντας σε ορισμένες περιπτώσεις τους συμμετέχοντες σε «αίρεση λατρείας επιβίωσης», σάλπισαν ότι η ομάδα πέθαινε κυριολεκτικά αργά. Όλοι αυτοί οι παράγοντες οδήγησαν στο γεγονός ότι η διοίκηση αποφάσισε να συμπεριλάβει την παροχή οξυγόνου στον παράδεισο από το εξωτερικό.

Ανθρώπινος παράγοντας

Όμως ένας από τους σημαντικότερους λόγους για την αποτυχία του πειράματος ήταν ο ανθρώπινος παράγοντας. Κανένα από τα μέλη της ομάδας «Biosphere-2» δεν ήταν σε απομόνωση για περισσότερο από μερικούς μήνες. Μόνο ο Taber McCallum είχε την εμπειρία ενός τριετούς ιστιοπλοϊκού ταξιδιού. Οι καυγάδες στην ομάδα χώρισαν γρήγορα τους οκτώ σε δύο ομάδες, οι οποίες, σύμφωνα με την Τζέιν, ακόμη και μετά από τόσα χρόνια, δεν ανέχονται ο ένας τον άλλον.

Κάθε ομάδα είχε το δικό της όραμα για το πώς θα ήταν καλύτερο και πιο σωστό να συνεχιστεί το πείραμα. Κάποιοι πίστευαν ότι ήταν απαραίτητο να ξεφορτωθεί το πλήρωμα και να μεταφερθεί μέρος της επιστημονικής εργασίας στους επιστήμονες εκτός θόλου, θυσιάζοντας την πλήρη απομόνωση, για να επιτραπεί η εισαγωγή/εξαγωγή εξοπλισμού και δειγμάτων. Άλλοι πίστευαν ότι ήταν απαραίτητο να διατηρηθεί πλήρως η καθαρότητα του πειράματος και να το αντιμετωπίσουν μόνοι τους. Φοβήθηκαν ότι οι αντίπαλοι θα οδηγούσαν το πείραμα για να επιτρέψουν την εισαγωγή τροφίμων, κάτι που θα αποτελούσε πραγματική αποτυχία του έργου.

Ως αποτέλεσμα των συγκρούσεων, η ομάδα δεν μπορούσε να συνεργαστεί και να προχωρήσει ομαλά. Οι άνθρωποι δειπνούσαν χωριστά, προσπαθούσαν να μην κοιτάζονται στα μάτια και μιλούσαν πολύ σπάνια.

Οι συγκρούσεις επιδεινώθηκαν από την έλλειψη οξυγόνου και τροφής, οι άνθρωποι έπεφταν σε κατάθλιψη, εκνευρισμό. Τα ίδια έντομα και μικροοργανισμοί που έτρωγαν οξυγόνο επηρέασαν αρνητικά την ανάπτυξη των καλλιεργειών. Η ομάδα αναγκάστηκε να στραφεί σε μια δίαιτα χαμηλών θερμίδων και χαμηλής περιεκτικότητας σε λιπαρά.

Ο κήρυκας της δίαιτας, παρεμπιπτόντως, ήταν ο ίδιος γιατρός της ιατρικής Ρόι Γουόλφορντ, που προσπάθησε να ράψει το δάχτυλο της Τζέιν. Ήταν πεπεισμένος ότι η καθημερινή διατροφή ενός ατόμου θα έπρεπε να περιορίζεται στις 1500 χιλιοθερμίδες χωρίς λίπος, κάτι που θα αύξανε το προσδόκιμο ζωής ενός ατόμου έως και 130 χρόνια. Δυστυχώς, πέθανε σε ηλικία 79 ετών (11 χρόνια μετά την αποχώρησή του από το Biosphere-2) ως αποτέλεσμα αναπνευστικής ανακοπής που σχετίζεται με την αμυοτροφική πλευρική σκλήρυνση. Ορισμένοι ειδικοί έχουν προτείνει ότι θα μπορούσε να είναι το αποτέλεσμα της χαμηλής ενεργειακής πρόσληψης του επιστήμονα.

Εάν ο Walford ήταν προετοιμασμένος για μια τέτοια δίαιτα, τότε σε πολλούς άλλους συμμετέχοντες δεν άρεσε αυτός ο περιορισμός στο φαγητό. Συνεχείς αποτυχίες των καλλιεργειών, πολλές ώρες δουλειάς στα χωράφια… η ομάδα δεν άφηνε τη σκέψη του φαγητού, και το βάρος τους έλιωνε σαν παγωτό σε καυτή άσφαλτο. Ο Taber από έναν πραγματικό μεγαλόσωμο άνδρα μετατράπηκε σε αδυνατισμένο μάρτυρα, έχοντας χάσει 27 κιλά, τρώγοντας μόνο φρούτα, λαχανικά, ξηρούς καρπούς και όσπρια, αυγά και προϊόντα κατσικίσιου γάλακτος.

Η ομάδα έβλεπε κρέας μόνο τις Κυριακές - λίγο κοτόπουλο ή ψάρι. Για να μην χαθεί ούτε μια πολύτιμη θερμίδα, κάποια μέλη της ομάδας, σύμφωνα με τις αναμνήσεις του Poynter, έγλειφαν τα πιάτα μετά από κάθε γεύμα.

Ωστόσο, ο Walford, ο οποίος έκανε τακτικά εξετάσεις αίματος από όλους τους συμμετέχοντες, διαπίστωσε ότι οι δείκτες ήταν κοντά στο ιδανικό: τα επίπεδα χοληστερόλης, ινσουλίνης και γλυκόζης έπεσαν και η αρτηριακή πίεση επέστρεψε στο φυσιολογικό. Αλλά οι «βιοναύτες» δεν έγιναν πιο χαρούμενοι από αυτό.

Τον Νοέμβριο του 1992, ορισμένοι από τους άποικους άρχισαν να τρώνε προμήθειες σπόρων που δεν καλλιεργούνταν μέσα στο κτίριο. Εν μέσω δημοσιεύσεων στα μέσα ενημέρωσης για κρυψώνες τροφίμων, λαθρεμπόριο τροφίμων, καταγγελίες για παραποίηση δεδομένων, ολόκληρο το επιστημονικό συμβουλευτικό συμβούλιο του έργου αποφάσισε να το εγκαταλείψει.

Στο μεταξύ, το κοινό έχει σχηματίσει άποψη για το "Biosphere-2" ως είδος ολυμπιακού αθλήματος (λένε, πόσο θα αντέξουν χωρίς να ανοίξουν οι πόρτες), και όχι ως επιστημονικό πείραμα, μια θεωρία που επεξεργάζεται σε ένα μοντέλο, κάνοντας σταδιακά αλλαγές. Έτσι, μέχρι το τέλος του πειράματος, το φόντο γύρω του ήταν ως επί το πλείστον αρνητικό.

Πειραματιστείτε την επίγευση

Τον Σεπτέμβριο του 1993 άνοιξαν οι πόρτες του Biosphere-2. Και απελευθέρωσαν από εκεί τους εξαντλημένους αποίκους. Δείτε τι έχει να πει η Jane Poynter για τη στιγμή της απελευθέρωσης:

- Θα έλεγα ότι βγήκαμε όλοι λίγο τρελοί. Ήμουν ενθουσιασμένος που είδα όλη την οικογένεια και τους φίλους μου. Για δύο χρόνια βλέπω ανθρώπους από γυαλί. Κι έτσι όλοι έτρεξαν κοντά μου. Και τράβηξα πίσω. Μυρίζουν! Οι άνθρωποι βρωμάνε! Μυρίζουμε από λακ και αποσμητικό και όλες αυτές τις μαλακίες.

Το 1994 ξεκίνησε η δεύτερη αποστολή των «βιοναυτών». Ήδη σε διαφορετική σύνθεση. Το σκυρόδεμα σφραγίστηκε με σύνεση και προετοιμάστηκε να περάσει 10 μήνες σε αιχμαλωσία. Αλλά πρώτα, δύο απολυμένα μέλη της πρώην ομάδας εισέβαλαν στον θόλο σε ένδειξη διαμαρτυρίας, άνοιξαν πολλές εξόδους κινδύνου, σπάζοντας τη σφράγιση για 15 λεπτά. Έσπασαν και πέντε ποτήρια. Οι διοικητές του νέου πληρώματος εγκατέλειψαν έναν προς έναν τον θόλο και τον Ιούνιο του 1994 οι χορηγοί εγκατέλειψαν το έργο και έκλεισαν τη χρηματοδότησή του.

Παρά τα εκατομμύρια δολάρια, τις ευρύχωρες εγκαταστάσεις και το καλύτερο μαύρο χώμα, η πρώτη αποστολή στο Biosphere-2 μπορεί να θεωρηθεί αποτυχημένη. Οι άνθρωποι δεν μπορούσαν να επιτύχουν σταθερή κυκλοφορία οξυγόνου στον θόλο τους και οι συνεχείς αποτυχίες των καλλιεργειών και τα πολλαπλασιαζόμενα παράσιτα τους έβαζαν κυριολεκτικά στο χείλος της επιβίωσης. Επιπλέον, αυτοί οι οκτώ άποικοι απέδειξαν ότι ο άνθρωπος είναι ένας από τους πιο αδύναμους κρίκους σε μια τέτοια απομόνωση.

Το "Biosphere-2" εξακολουθεί να βρίσκεται στην έρημο της Αριζόνα. Τώρα είναι περισσότερο ένας βοτανικός κήπος με τρούλο, που ανήκει στο κρατικό πανεπιστήμιο. Εκεί γίνονται πειράματα, αλλά όχι σε τόσο μεγάλη κλίμακα. Πραγματοποιούνται συνεχώς εκδρομές για μαθητές και τουρίστες. Ένα από τα αξιοθέατα που παρουσιάζονται στις εκδρομές είναι η επιγραφή που άφησε ο πρώην «βιοναύτης»: «Μόνο εδώ νιώσαμε πόσο εξαρτόμαστε από τη γύρω φύση. Αν δεν υπάρχουν δέντρα, δεν θα έχουμε τίποτα να αναπνεύσουμε, αν το νερό είναι μολυσμένο, δεν θα έχουμε τίποτα να πιούμε».