"Biosphere-2": شکست آزمایشی برای ایجاد یک اکوسیستم بسته

2024 نویسنده: Seth Attwood | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-16 16:03

ما در حال ساختن یک مستعمره در مقیاس بزرگ روی زمین هستیم که کاملاً از دنیای خارج جدا شده است، گیاهانی را برای تولید اکسیژن در آنجا می کاریم، دام وارد می کنیم و هشت مستعمره را به مدت دو سال اسکان می دهیم! یک ایده عالی برای یک آزمایش علمی برای ایجاد سیستم های پشتیبانی از زندگی بسته برای مستعمرات احتمالی آینده در همان مریخ. درست است، یک نقص جدی در این ایده وجود دارد - مردم. آنها یکی از دلایل اصلی شکست آزمایش علمی جاه طلبانه "Biosphere-2" بودند.

Biosphere-2 چیست؟

در دهه 1970، ادوارد باس، سرمایه‌دار آمریکایی، که از خانواده‌ای ثروتمند تگزاسی است که میلیاردها دلار از نفت درآمد داشتند، با جان آلن، بوم‌شناس، مهندس و مخترع Biosphere-2 آشنا شد. آلن ایده هایی داشت، باس پول داشت که روی آن ایده ها خرج کند. در دهه 80، این ایده ها به اندازه کافی در پروژه ای متبلور شدند که باس از اختصاص 150 میلیون دلار برای آن پشیمان نشد.

آلن قصد داشت 10 کیلومتر مربع از زمین را زیر گنبدهای شفاف قرار دهد و آنها را با گیاهان، حیوانات و مردم پر کند. برای چی؟ او می خواست آزمایش کند که زندگی چقدر منعطف است، آیا می توان آن را در جعبه ای محصور کرد و آیا می تواند به طور متعادل در آن وجود داشته باشد. علاوه بر این، "Biosphere-2" می تواند (حداقل تقریباً) نشان دهد که آیا یک فرد می تواند زیستگاه معمول خود را برای استعمار سیارات دیگر با خود ببرد.

ساخت و ساز در سال 1987 در آریزونا آغاز شد. این امر به دلیل این واقعیت پیچیده بود که درزگیرهای پنجره و سایر سازه ها باید تا حد امکان هواگیر باشند تا نشت هوا به حداقل برسد. در غیر این صورت، تیم قادر به ثبت تغییرات در تراکم اکسیژن در زیر گنبد نخواهد بود. در مجموع، "Biosphere-2" 180 تن هوا را متمرکز کرد.

از آنجایی که در روز هوا توسط خورشید گرم می شد و منبسط می شد و در شب، برعکس، فشرده می شد، مهندسان مجبور بودند این افت فشار را خنثی کنند. برای این کار تصمیم گرفته شد دیافراگم های گنبدی بزرگی بسازند که به آنها "ریه" می گفتند.

درمجموع، در ابتدا، این ساختمان حاوی حدود 20 تن زیست توده بود که توسط 4 هزار گونه نشان داده شد. در همان زمان، انتظار می رفت که 5-20٪ از آنها به سادگی از بین بروند. تمام این زیست توده در پنج بیوتوپ وحشی (جنگل بارانی، اقیانوس کوچک با صخره های مرجانی، باتلاق های حرا، ساوانا، صحرای مه آلود) و دو انسان زایی دیگر - مزارع و باغ سبزیجات، و همچنین مناطق زندگی با آزمایشگاه ها و کارگاه ها، که انسان حکومت کرد. کمترین فضا را اقیانوس اشغال کرده بود - فقط 450 متر مربع، در حالی که مزارع و باغ های هشت "بیوناتر" آینده مساحت 2500 متر مربع را اشغال کردند. آنها روی چهار بز با یک بز، 35 مرغ با سه خروس، دو خروس و یک گراز ساکن شدند. حوض محلی محل سکونت ماهی بود.

زیر همه اینها محوطه هایی با زیرساخت های فنی وجود داشت و یک پمپ بنزین طبیعی در بیرون تعبیه شده بود که انرژی کل مجموعه را تامین می کرد. اکوسیستم بسته باید 100% آب، غذا، ضایعات کود و هوا را برای خود فراهم می کرد. محاسبات نشان داد که همه اینها امکان پذیر است. اما همانطور که معمولاً اتفاق می افتد، بلافاصله پس از شروع آزمایش، مشکلی پیش آمد.

خیمه های عدن؟

هشت داوطلب چهار مرد و چهار زن برای اولین بار در 5 شهریور 91 وارد این بهشت زمینی شدند. آنها یک کار ساده داشتند: زودتر از دو سال به عقب برگردند. طبیعتاً در تمام این ماه ها تیم فرصتی برای خسته شدن نداشت.آنها در مزارع کار کرده اند، به دامداری می پردازند و آزمایش های برنامه ریزی شده ای انجام می دهند.

- برای درست کردن پیتزا باید گندم درو می کردم و خمیر درست می کردم. سپس برای پنیر به بزها شیر داده و شیر دهید. جین پوینتر، یکی از شرکت کنندگان در این آزمایش، در سخنرانی های TED خود گفت: چهار ماه طول کشید تا در Biosphere-2 پیتزا درست کنم. به گفته او، او دو سال و 20 دقیقه را در دنیایی منزوی گذراند.

با این حال، در اینجا جین کاملا صادق نیست. کمی بیش از دو هفته بعد، دختر هنگام کار بر روی دستگاه پوست‌کن برنج، نوک انگشت میانی خود را برید. یک پزشک محلی از تیم سعی کرد آن را بچسباند، اما انگشتش نمی خواست التیام یابد. جین فوراً از بهشت تخلیه شد و به مرکز پزشکی فرستاده شد، جایی که انگشت او در جای خود دوخته شد. هفت ساعت بعد، او به بیوسفر بازگشت.

اما او به ندرت به این حادثه اشاره می کند. جین بیشتر دوست دارد در مورد اینکه چقدر هیجان انگیز بود برای اولین بار استنشاق یک هوای واقعا متفاوت صحبت کند که به جز او فقط هفت نفر در جهان تنفس کردند. و مانند بخشی از بیوسفر احساس کنید.

وقتی بازدم را بیرون دادم، دی اکسید کربن من به سیب زمینی شیرینی که در حال رشد بودم سوخت می داد. و ما افتضاح سیب زمینی شیرین خوردیم. و این سیب زمینی شیرین بخشی از من شد. در واقع آنقدر از آن خوردیم که من را نارنجی کرد. من به معنای واقعی کلمه همان کربن را بارها و بارها خوردم. به طرز عجیبی خودم را به نوعی خوردم.

شکاف در کشتی بهشتی

صحرا اولین باری بود که از اطاعت انسان بیرون آمد: رطوبت انباشته شده در بالای گنبد باعث ایجاد باران تقریباً مداوم بر روی آن شد. مرجان ها در اقیانوس شروع به مردن کردند: آب بیش از حد دی اکسید کربن را جذب کرد.

با گذشت زمان، هم حسگرها و هم خود مستعمره‌نشینان متوجه کاهش سطح اکسیژن در جو محلی شدند. محتوای این عنصر بسیار مهم در 16 ماه از 21 درصد به 14 درصد بحرانی کاهش یافته است. همانطور که مطالعات در پایان آزمایش نشان داد، ساختارهای سیمانی زیادی در داخل "Biosphere-2" وجود داشت که دی اکسید کربن را جذب می کرد و در نتیجه غلظت اکسیژن تولید شده را کاهش می داد.

برای مدت طولانی مردم مجبور بودند عملاً در کوه های مرتفع زندگی کنند. گرسنگی اکسیژن، به طور طبیعی، بر سلامت "بیونات ها" تأثیر منفی گذاشت. هم جسمی و هم روحی. جین به یاد می آورد که دکتر آنها که در آن زمان یک مرد نسبتا مسن بود، در مقطعی دیگر قادر به جمع کردن اعداد نبود. برخی از اعضای تیم نتوانستند عبارت را به پایان برسانند، زیرا مجبور بودند در میانه راه نفس بکشند.

- با نفس نفس زدن از خواب بیدار می شوید زیرا ترکیب خون شما تغییر کرده است. و سپس به معنای واقعی کلمه این کار را انجام می‌دهید: تنفس را متوقف می‌کنید، سپس نفس می‌کشید و این شما را بیدار می‌کند. این به طرز وحشتناکی آزار دهنده است.

علاوه بر این، میکرو فلور جنگل های بارانی از کنترل خارج شد که خیلی سریع شروع به رشد کرد. تکثیر پیش‌بینی نشده میکروارگانیسم‌ها و حشرات باعث مصرف بیشتر اکسیژن شد. آنها به ویژه در خاک سیاه پرورش می یابند. برای رشته های تجربی بهترین و حاصلخیزترین رشته انتخاب شد.

رسانه‌هایی که قبلاً در مورد این آزمایش تردید داشتند و در برخی موارد شرکت‌کنندگان را «فرقه‌ی بقا» می‌خواندند، در بوق و کرنا کردند که این تیم به معنای واقعی کلمه به آرامی در حال مرگ است. همه این عوامل منجر به این شده است که مدیریت تصمیم گرفته است تا اکسیژن بهشت را از بیرون نیز شامل شود.

عامل انسانی

اما یکی از مهمترین دلایل شکست این آزمایش، عامل انسانی بود. هیچ یک از اعضای تیم "Biosphere-2" بیش از چند ماه در انزوا نبودند. فقط تابر مک کالوم تجربه یک سفر سه ساله قایقرانی را داشت. دعواهای تیم به سرعت این هشت نفر را به دو گروه تقسیم کرد، که به گفته جین، حتی پس از گذشت چندین سال، یکدیگر را تحمل نمی کنند.

هر گروه دیدگاه خود را در مورد اینکه چگونه ادامه آزمایش بهتر و صحیح تر است داشت.برخی معتقد بودند که لازم است خدمه را تخلیه و بخشی از کار علمی را به دانشمندان خارج از گنبد منتقل کنند و انزوای کامل را قربانی کنند تا امکان واردات / صادرات تجهیزات و نمونه‌ها فراهم شود. برخی دیگر معتقد بودند که لازم است خلوص آزمایش کاملاً حفظ شود و خود به خود کنار بیایند. آنها می ترسیدند که مخالفان آزمایش را برای اجازه واردات غذا هدایت کنند، که این یک شکست واقعی پروژه خواهد بود.

در نتیجه درگیری ها، تیم نتوانست با هم کار کند و به آرامی به جلو حرکت کند. مردم جدا از هم شام می‌خوردند، سعی می‌کردند به چشم‌های یکدیگر نگاه نکنند و خیلی کم صحبت می‌کردند.

درگیری ها به دلیل کمبود اکسیژن و غذا تشدید شد، مردم افسرده و عصبانی شدند. همان حشرات و میکروارگانیسم هایی که اکسیژن خوردند بر رشد محصولات زراعی تأثیر منفی گذاشتند. تیم مجبور شد به رژیم غذایی کم کالری و کم چربی روی بیاورد.

واعظ رژیم، اتفاقا، همان دکتر روی والفورد بود که سعی کرد انگشت جین را بدوزد. او متقاعد شده بود که رژیم غذایی روزانه یک فرد باید به 1500 کیلو کالری بدون چربی محدود شود که امید به زندگی فرد را تا 130 سال افزایش می دهد. متأسفانه، او در سن 79 سالگی (11 سال پس از خروج از Biosphere-2) در نتیجه ایست تنفسی همراه با اسکلروز جانبی آمیوتروفیک درگذشت. برخی از کارشناسان معتقدند که این می تواند نتیجه دریافت انرژی کم این دانشمند باشد.

اگر والفورد برای چنین رژیم غذایی آماده بود، پس بسیاری از شرکت کنندگان دیگر این محدودیت را در غذا دوست نداشتند. شکست های مداوم محصول، ساعت ها کار در مزارع … تیم فکر غذا را رها نکرد و وزن آنها مانند بستنی روی آسفالت داغ آب شد. تابر از یک مرد بزرگ واقعی به یک شهید لاغر تبدیل شد، با 27 کیلوگرم کاهش وزن، فقط خوردن میوه، سبزیجات، آجیل و حبوبات، تخم مرغ و محصولات شیر بز.

تیم فقط در روزهای یکشنبه گوشت می دید - کمی مرغ یا ماهی. برای اینکه حتی یک کالری گرانبها را از دست ندهند، برخی از اعضای تیم، طبق خاطرات پوینتر، بعد از هر وعده غذایی بشقاب ها را لیس می زدند.

با این وجود، والفورد که به طور منظم از همه شرکت‌کنندگان آزمایش خون می‌گرفت، متوجه شد که این شاخص‌ها نزدیک به ایده‌آل هستند: سطح کلسترول، انسولین و گلوکز کاهش یافت و فشار خون به حالت عادی بازگشت. اما "زیست نوردها" از این خوشحالتر نشدند.

در نوامبر 1992، برخی از استعمارگران شروع به خوردن ذخایر بذری کردند که در داخل ساختمان کاشته نشده بود. در میان گزارش‌های رسانه‌ای مبنی بر ذخیره مواد غذایی، قاچاق مواد غذایی، اتهامات جعل داده‌ها، کل هیئت مشاور علمی پروژه تصمیم به ترک آن گرفت.

در این بین، افکار عمومی درباره "Biosphere-2" به عنوان نوعی ورزش المپیک (می گویند تا کی بدون باز کردن درها دوام می آورد) و نه به عنوان یک آزمایش علمی، نظریه ای که در حال کار است، نظر داده اند. بر روی یک مدل، به تدریج ایجاد تغییرات. بنابراین، در پایان آزمایش، پس‌زمینه اطراف او عمدتاً منفی بود.

مزه مزه را آزمایش کنید

در سپتامبر 1993، درهای Biosphere-2 باز شد. و استعمارگران خسته را از آنجا آزاد کردند. در اینجا چیزی است که جین پوینتر در مورد لحظه رهایی می گوید:

- من می گویم که همه ما کمی آجیل آمدیم. از دیدن همه خانواده و دوستانم هیجان زده شدم. دو سال است که مردم را از شیشه می بینم. و همه به سمت من دویدند. و عقب کشیدم. بوی تعفن می دهند! مردم بوی تعفن می دهند! ما بوی اسپری مو و دئودورانت و این همه مزخرف را می دهیم.

در سال 1994، دومین ماموریت "بیونات ها" آغاز شد. در حال حاضر در یک ترکیب متفاوت. بتن با احتیاط مهر و موم شد و برای گذراندن 10 ماه در اسارت آماده شد. اما ابتدا دو نفر از اعضای تیم سابق که برکنار شده بودند در اعتراض به داخل گنبد هجوم بردند و چندین خروجی اضطراری را باز کردند و به مدت 15 دقیقه مهر و موم را شکستند. پنج لیوان هم شکست. فرماندهان خدمه جدید یکی یکی گنبد را ترک کردند و در خرداد 94 حامیان مالی پروژه را رها کردند و بودجه آن را بستند.

با وجود تمام میلیون‌ها دلار، مکان‌های جادار و بهترین خاک سیاه، اولین ماموریت Biosphere-2 را می‌توان یک شکست دانست. مردم نمی‌توانستند به گردش اکسیژن پایدار در گنبد خود برسند، و شکست مداوم محصول و تکثیر آفات آنها را به معنای واقعی کلمه در آستانه بقا قرار می‌دهد. علاوه بر این، این هشت مستعمره‌نشین نشان دادند که انسان یکی از ضعیف‌ترین حلقه‌های این انزوا است.

"Biosphere-2" هنوز در صحرای آریزونا پابرجاست. اکنون بیشتر شبیه یک باغ گیاه شناسی با گنبد است که متعلق به دانشگاه دولتی است. آزمایش‌هایی در آنجا انجام می‌شود، اما نه در این مقیاس بزرگ. گشت و گذار برای دانش آموزان مدرسه و گردشگران به طور مداوم برگزار می شود. یکی از جاذبه هایی که در طول گشت و گذارها نشان داده می شود، کتیبه ای است که از "بیونات" سابق به جا مانده است: "فقط اینجا احساس کردیم که چقدر به طبیعت اطراف وابسته هستیم. اگر درخت نباشد، چیزی برای نفس کشیدن نخواهیم داشت، اگر آب آلوده باشد، چیزی برای نوشیدن نخواهیم داشت.»