"Biosfäär-2": suletud ökosüsteemi loomise katse ebaõnnestumine

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-16 16:03

Ehitame Maa peale suuremahulist kolooniat, mis on välismaailmast täielikult isoleeritud, istutame sinna hapniku tootmiseks taimi, impordime kariloomi ja asustame kaheks aastaks elama kaheksa kolonisti! Suurepärane idee teaduslikuks katseks, et luua suletud elu toetavaid süsteeme võimalike tulevaste kolooniate jaoks samal Marsil. Tõsi, selles idees on tõsine viga – inimesed. Need osutusid ambitsioonika teadusliku eksperimendi "Biosfäär-2" ebaõnnestumise üheks peamiseks põhjuseks.

Mis on Biosphere-2?

1970. aastatel kohtus Ameerika rahastaja Edward Bass, kes on pärit jõukast naftast miljardeid teeninud Texase perekonnast, ökoloogi, inseneri ja Biosphere-2 leiutaja John Alleniga. Allenil oli ideid, Bassil oli nende ideede jaoks raha kulutada. 80ndatel kristalliseerusid need ideed piisavalt projektiks, mille jaoks Bassil polnud kahju eraldada 150 miljonit dollarit.

Allen kavatses paigutada läbipaistvate kuplite alla 10 ruutkilomeetrit maad, asustada need taimede, loomade ja inimestega. Milleks? Ta tahtis katsetada, kui paindlik on elu, kas seda on võimalik sulgeda õhukindlasse karpi ja kas see suudab selles tasakaalukalt eksisteerida. Lisaks võiks "Biosfäär-2" näidata (vähemalt ligikaudselt), kas inimesel on võimalik teiste planeetide koloniseerimiseks kaasa võtta oma tavapärane elupaik.

Ehitus algas 1987. aastal Arizonas. Asja tegi keeruliseks asjaolu, et aknatihendid ja muud konstruktsioonid pidid olema võimalikult õhukindlad, et õhulekkeid minimeerida. Vastasel juhul ei suudaks meeskond hapniku tiheduse muutusi kupli all tabada. Kokku kontsentreeris "Biosfäär-2" 180 tonni õhku.

Kuna päeval õhku päike soojendas ja paisus ning öösel, vastupidi, suruti kokku, tuli inseneridel need rõhulangud neutraliseerida. Selleks otsustati ehitada tohutud kuplikujulised diafragmad, mida nimetati "kopsudeks".

Kokku sisaldas hoone alguses umbes 20 tonni biomassi, mida esindas 4 tuhat liiki. Samas eeldati, et 5-20% neist sureb lihtsalt välja. Kogu see biomass jaotati viie metsiku biotoopi (vihmamets, miniookean korallriffiga, mangroovisood, savann, udune kõrb) ja veel kahe inimtekkelise – põldude ja juurviljaaedade ning laborite ja töökodadega elualade vahel, kus inimene valitses. Kõige vähem ruumi hõivas ookean - vaid 450 ruutmeetrit, samas kui kaheksa tulevase "bionauti" põllud ja aiad hõivasid 2500 ruutmeetrit. Elama asuti neljale kitsele koos kitsega, 35 kanale kolme kukega, kahele emisele ja kuldile. Kohalik tiik oli asustatud kaladega.

Kõige selle alla olid ruumid koos tehnilise taristuga ning väljapoole paigaldati maagaasijaam, mis varustas energiaga kogu kompleksi. Suletud ökosüsteem pidi end 100% varustama vee, toidu, väetisejäätmete ja õhuga. Arvutused näitasid, et see kõik oli teostatav. Kuid nagu tavaliselt, läks varsti pärast katse algust midagi valesti.

Eedeni tabernaaklid?

Kaheksa vabatahtlikku, neli meest ja neli naist, sisenesid sellesse maisesse paradiisi esimest korda 26. septembril 1991. aastal. Neil oli lihtne ülesanne: minna tagasi mitte varem kui kaks aastat hiljem. Loomulikult ei olnud meeskonnal kõik need kuud aega igavleda. Nad on töötanud põllul, hoidnud karja ja teinud plaanilisi katseid.

- Pitsa tegemiseks pidin koristama nisu ja tegema taigna. Seejärel söödake ja lüpske kitsed juustu jaoks. Mul kulus Biosphere-2 pitsa valmistamiseks neli kuud,”ütles üks katses osalejatest Jane Poynter oma TED-kõneluste ajal. Naise sõnul veetis ta kaks aastat ja 20 minutit isoleeritud maailmas.

Kuid siin pole Jane täiesti aus. Veidi rohkem kui kaks nädalat hiljem lõikas tüdruk riisikoorimismasina kallal töötades keskmise sõrme otsa ära. Kohalik meeskonna arst üritas seda kinnitada, kuid sõrm ei tahtnud paraneda. Jane evakueeriti kiiresti paradiisist ja saadeti meditsiinikeskusesse, kus tema sõrm paika õmmeldi. Seitse tundi hiljem naasis ta tagasi biosfääri.

Kuid ta mainib seda juhtumit harva. Rohkem Jane'ile meeldib rääkida, kui põnev oli esimest korda hingata tõeliselt teistsugust õhku, mida peale tema hingas maailmas vaid seitse inimest. Ja tunda end osana biosfäärist.

Kui ma välja hingasin, toitis mu süsihappegaas minu kasvatatud bataati. Ja magusat kartulit sõime jube palju. Ja see bataat sai minu osaks. Tegelikult sõime seda nii palju, et see muutus mulle oranžiks. Sõin sõna otseses mõttes sama süsinikku ikka ja jälle. Kummalisel kombel sõin ennast kuidagi ära.

Pragu taevalaekas

Kõrb oli esimene, mis inimese sõnakuulelikkusest välja tuli: kupli tippu kogunenud niiskus tekitas selle kohal peaaegu pideva vihma. Korallid ookeanis hakkasid surema: vesi neelas liiga palju süsihappegaasi.

Aja jooksul hakkasid nii andurid kui ka kolonistid ise märkama hapnikutaseme langust kohalikus atmosfääris. Selle ülimalt olulise elemendi sisaldus langes 16 kuuga 21%-lt kriitilise 14%-ni. Nagu näitasid katse lõpus tehtud uuringud, oli "Biosphere-2" sees liiga palju tsemendistruktuure, mis neelasid süsinikdioksiidi ja vähendasid seeläbi tekkiva hapniku kontsentratsiooni.

Pikka aega pidid inimesed elama praktiliselt kõrgel mägedes. Hapnikunälg mõjutas loomulikult "bionautide" tervist negatiivselt. Nii füüsiliselt kui vaimselt. Jane meenutab, et nende arst, selleks ajaks üsna eakas mees, ei osanud mingil hetkel enam numbreid kokku liita. Mõned meeskonnaliikmed ei suutnud fraasi lõpetada, kuna pidid keskel hinge tõmbama.

- Te ärkate õhku ahmides, sest teie vere koostis on muutunud. Ja siis teete sõna otseses mõttes nii: lõpetate hingamise, siis hingate sisse ja see äratab teid üles. See on kohutavalt tüütu.

Lisaks väljus kontrolli alt vihmametsa mikrofloora, mis hakkas liiga kiiresti arenema. Mikroorganismide ja putukate ettenägematu vohamine põhjustas täiendava hapnikutarbimise. Eriti paljunevad nad mustas pinnases. Katsepõldude jaoks valiti välja parim ja viljakaim.

Meedia, mis oli varem katse suhtes skeptiline, nimetades mõnel juhul selle osalejaid "ellujäämise kultuse sektiks", ütles, et meeskond on sõna otseses mõttes aeglaselt suremas. Kõik need tegurid on viinud selleni, et juhtkond otsustas kaasata hapniku tarnimise taevasse väljastpoolt.

Inimfaktor

Kuid eksperimendi ebaõnnestumise üks olulisemaid põhjusi oli inimfaktor. Ükski "Biosfäär-2" meeskonna liige ei olnud isolatsioonis kauem kui paar kuud. Vaid Taber McCallumil oli kolmeaastase purjetamisreisi kogemus. Meeskonnas tekkinud tülid jagasid kaheksa kiiresti kahte gruppi, kes Jane’i sõnul isegi nii paljude aastate pärast üksteist ei salli.

Igal rühmal oli oma nägemus, kuidas oleks parem ja õigem katset jätkata. Mõned arvasid, et seadmete ja näidiste importimise/eksportimise võimaldamiseks on vaja meeskond maha laadida ja osa teaduslikust tööst teadlastele üle kanda väljaspool kuplit, ohverdades täieliku isolatsiooni. Teised arvasid, et katse puhtus tuleb täielikult säilitada ja ise hakkama saada. Nad kartsid, et vastased juhivad katset toiduainete importimise lubamiseks, mis oleks projekti tõeline läbikukkumine.

Konfliktide tagajärjel ei saanud meeskond koostööd teha ja sujuvalt edasi liikuda. Inimesed einestasid eraldi, püüdsid üksteisele mitte silma vaadata ja rääkisid väga harva.

Konflikte süvendas hapniku- ja toidupuudus, inimesed muutusid masendusse, ärritusid. Samad putukad ja mikroorganismid, kes sõid hapnikku, mõjutasid negatiivselt põllukultuuride kasvu. Meeskond oli sunnitud üle minema madala kalorsusega ja madala rasvasisaldusega dieedile.

Dieedi jutlustaja oli muide sama arstiteaduse doktor Roy Walford, kes proovis Jane'i sõrme õmmelda. Ta oli veendunud, et inimese päevane toidukogus peaks piirduma 1500 kilokaloriga ilma rasvata, mis pikendaks inimese eluiga kuni 130 aastani. Kahjuks suri ta 79-aastaselt (11 aastat pärast Biosphere-2-st lahkumist) amüotroofse lateraalskleroosiga seotud hingamisseiskumise tagajärjel. Mõned eksperdid on oletanud, et see võib olla teadlase vähese energiatarbimise tagajärg.

Kui Walford oli selliseks dieediks ette valmistatud, siis paljudele teistele osalejatele see toidupiirang ei meeldinud. Pidevad viljakatked, palju tunde põllul … meeskond ei jätnud mõtteid toidule ja nende kaal sulas nagu jäätis kuumal asfaldil. Tõelisest suurmehest Taberist sai 27 kg kaalust alla võtnud kõhnunud märter, kes sööb ainult puuvilju, juurvilju, pähkleid ja kaunvilju, mune ja kitsepiimatooteid.

Meeskond nägi liha ainult pühapäeviti – veidi kana või kala. Et mitte kaotada ühtki hinnalist kalorit, lakkusid mõned meeskonnaliikmed Poynteri mälestuste järgi taldrikuid pärast igat söögikorda.

Sellegipoolest leidis Walford, kes võttis regulaarselt kõigilt osalejatelt vereanalüüse, et näitajad olid ideaalilähedased: kolesterooli, insuliini ja glükoosisisaldus langes ning vererõhk normaliseerus. Kuid "bionautid" ei muutunud sellest õnnelikumaks.

1992. aasta novembris hakkasid mõned kolonistid sööma seemnevarusid, mida hoone sees ei kasvatatud. Keset meediakajastusi toidujäägist, toidu salakaubaveost ja andmete võltsimise väidetest, otsustas kogu projekti teaduslik nõuandekogu sellest lahkuda.

Vahepeal on avalikkus kujundanud arvamust "Biosfäär-2" kui omamoodi olümpiaspordist (öeldakse, kui kaua need vastu peavad ilma uksi avamata), mitte kui teadusliku eksperimendi, teooria, mida töötatakse. mudeli järgi, tehes järk-järgult muudatusi. Seega oli eksperimendi lõpuks taust teda ümbritsev valdavalt negatiivne.

Katsetage järelmaitset

Septembris 1993 avati Biosphere-2 uksed. Ja nad vabastasid kurnatud kolonistid sealt. Siin on, mida Jane Poynter vabastamise hetke kohta ütleb:

- Ma ütleks, et me kõik läksime veidi hulluks. Mul oli hea meel näha kogu oma perekonda ja sõpru. Kaks aastat olen näinud inimesi läbi klaasi. Ja nii jooksid kõik minu juurde. Ja ma tõmbasin tagasi. Nad haisesid! Inimesed haisevad! Me haiseme juukselaki ja deodorandi ja muu jama järgi.

1994. aastal algas "bionautide" teine missioon. Juba teises koosseisus. Betoon suleti ettevaatlikult ja valmistati 10 kuud vangistuses veetma. Kuid kõigepealt tungisid kaks endise meeskonna vallandatud liiget protestiks kuplisse, avasid mitu varuväljapääsu, purustades 15 minutiks pitseri. Samuti purustati viis klaasi. Uue meeskonna komandörid lahkusid kuplist ükshaaval ning 1994. aasta juunis loobusid sponsorid projektist ja lõpetasid selle rahastamise.

Vaatamata kõigile miljonitele dollaritele, avaratele ruumidele ja parimale mustale pinnasele võib esimest missiooni Biosphere-2-le lugeda ebaõnnestunuks. Inimesed ei suutnud saavutada oma kuplis stabiilset hapnikuringlust ning pidevad viljapuudused ja vohavad kahjurid seadsid nad sõna otseses mõttes ellujäämise piirile. Lisaks näitasid need kaheksa kolonisti, et inimene on sellises eraldatuses üks nõrgemaid lülisid.

"Biosfäär-2" seisab endiselt Arizona kõrbes. Nüüd on see pigem kupliga botaanikaaed, mis kuulub riigiülikoolile. Eksperimente seal tehakse, kuid mitte nii suures mahus. Pidevalt korraldatakse ekskursioone koolilastele ja turistidele. Üks atraktsioon, mida ekskursioonidel näidatakse, on kunagise "bionaudi" jäetud kiri: "Alles siin tundsime, kui palju me sõltume ümbritsevast loodusest. Kui puid pole, pole meil midagi hingata, kui vesi on saastunud, pole meil midagi juua.