一九九一年,人类历史上最大规模的,完全按照地球的生态系统来建设的生存空间诞生了。
美国的超级富豪出资打造这样一个世外桃源,并派遣四男四女共八名科研人员开启全新的探索,最终以失败告终。
这就是大名鼎鼎的生物圈二号试验,这次曾经出现在教科书上的人类,首次尝试究竟失败在哪里呢?这其中又有什么曲折离奇的故事呢?
关于进行生物圈二号试验的原因,一直流传着两种说法,一是为移民火星等太空星球做准备,尝试在移民的星球打造出类似于地球的环境。
二是为了应对核武器大战过后的恶劣的生存环境,将此处作为一个安全的庇护所。
这种封闭系统的实际操作者是约翰·艾伦,这个人从小就展示出惊人的天赋,是一个集科学家、艺术家、冒险家等多种头衔于一身的全能型人才。
一九六九年,约翰·艾伦领导几名科学家建立了一个“协同牧场”,这里不仅是一个环保团体,更是约翰·艾伦对巴克敏斯特·富勒所提理论的第一次实践。
富勒曾经写过一本书叫《地球号太空船操作手册》,其中提到过协同理论。
在书中他将地球比作一个太空船,将人类比做成船员,声称如果不能进行正确的操作,这艘船最终会被损坏。
在协同牧场举办的一次研讨会上,富二代埃德·巴斯被约翰·艾伦的丰富学识深深吸引,并投资帮助艾伦维持协同牧场的运营发展。
一九八五年,艾伦酝酿已久的生物圈二号实验构思完成,埃德·巴斯作为他的狂热粉丝,慷慨解囊投入三千万美元供实验所用,自此生物圈二号的正式启动。
之所以叫生物圈二号,是因为地球母亲是我们的生物圈一号。
一九九一年,建在亚利桑那州图森市大沙漠上的生物圈二号正式竣工,投入资金约1.5亿美元,占地1.28公顷,差不多八层楼那么高。
直到现在,依旧是世界上最大的模仿地球封闭生态系统建筑。
这是一个圆顶密封钢架结构的玻璃建筑物,上层是人工建造的热带雨林和海洋,下层是人类活动场所,包括实验室和自由活动空间,内部设有各式各样世界上最先进的科学设备。
在硬件设施全部建设完成之后,八名科研工作者就开始了长达两年的与世隔绝的实验生活。
起初的实验比较顺利,八位成员按照事先的计划开展各种实验和生活,然而好景不长,仅仅几个月过后,生物圈二号中就开始出现问题。
首先是人的问题,据其中的一位成员讲述,成员之间开始不断出现矛盾,相互之间的关系越来越紧张,到后面已经发展到互相不说话的地步,身心健康难以保证。
其次是食物的短缺,几位成员之中都不会农作物的种植技术,种的粮食无法结出成果,虽然在试验基地里面预留了大量的农田位置,但是没能发挥产粮作用,后期只能以吃红薯、红薯跟为生。
还有其中的物种不断消失的问题也很严重,科学家们从澳大利亚、非洲、南美、北美等地收集了约三千种动植物、约一千种微生物投放其中,但随着实验时间的延长,物种在不断地消失。
最为致命的是氧气的缺失,大量的水泥建筑和土壤分解以消耗了很多计划之外的氧气,基地内的八名成员多次出现在睡梦中缺氧的状况,严重威胁生命。
虽然过程充满了曲折困难,但是八位科学家还是坚持到了最后,两年的实验期满后,在全世界掀起了惊涛骇浪,在没有外力干预下人类生活了两年的自循环系统,毫无疑问是一个非常大的科学进步。
但是,很快就有媒体爆料,在两年的时间里,工作人员不止一次的向基地里面输送氧气,这次试验所使用的根本就算不上是自循环系统,这完全是实验团队和公司的一场骗局。
在舆论的压力下,两位合伙人之间也出现了间隙。
截止到1994年,这个富二代已经投资了近2.5亿美元,却并没有得出一个能让公众和自己满意的结果。
而艾伦还一门心思的想要进行第二次实验,巴斯不想自己白花花的银子打水漂,果断换了项目负责人,接手这个项目的人叫史蒂夫·班农,此人后来出任白宫首席战略师辅佐特朗普。
班农的接任并没有带来更好的结局,第二次实验在第七个月的时候夭折了,基地内的科研工作者发动暴动,破坏设施逃了出来,第二次实验又失败了。
实验结束后,科学家们对失败的原因进行了全面分析,总结出这样几点:
一是这个生态系统的元素化学循环平衡失调,设计上的缺陷导致土壤、大气、海洋的比例不够合理,植物没有能力消耗掉土壤、微生物、动物和人呼吸产生的二氧化碳,
也无法提供足够量的氧气供系统内部使用,最终只能依靠外部输送氧气。
二是物种关系失调,设计者生搬硬套,把几种典型的生态系统强行搬进基地内部,但所采用的比例与地球本身相差甚远,也缺乏相对应的真菌、微生物、大型动物等物种。
而对动植物生长特性的掌握不全面也是造成生态失衡的重要原因。
比如热带雨林乔木的过度生长、藤本植物在高浓度二氧化碳的环境下的疯长等等,包括动物的锐减导致花粉无法通过动物的活动传播从而无法正常授粉。
三是水循环失调,设计之初在基地内植入了大量藻类,后期生长起来难以处理。
基地内的水循环很快,净化水的速度跟不上,最终基地内的海洋面积不断减小,出现的水循环危机。
四是食物短缺,第一次实验时八个科研人员都不会种地,栽种的粮食都不结籽,导致没有足够的粮食只能去啃红薯。
第二次实验团队中加入的农校毕业生,粮食危机才得以解除。
两次实验失败后,人们开始认识到地球母亲的不可替代,即便是拥有最先进的科学技术、最充裕的资金、最团结的队伍也无法再造一个相同的生态系统出来。
实验的失败也暴露出人类对自然、对地球的了解和研究还远远不够,看似稀疏平常的日常生活中,所蕴含的运行规律深不可测,至少在短期内无法模仿,只能呵护。
如今的生物圈二号已经是亚利桑那大学的一处试验基地,仍然在为各种实验提供场地。
这里有世界上最大的跨学科地球科学实验室——景观演变天文台,科学家们利用设备记录着土壤、地形和生物群落逐渐演变的过程,积极探索这些变化如何影响景观内大气之间的水、碳和能量循环。
在这里的热带雨林区域探索树冠叶的热极限,通过提高基地顶部的温度来观测植被的变化,了解树木甲烷排放对淹没森林和高地森林的贡献。
在这里进行海洋珊瑚礁实验,全球变暖导致近一半的珊瑚礁消失不见,通过实验找出珊瑚礁的存活之道,建造一个能够适应未来气候变化的生态群落。
积极探索珊瑚礁生物还能持续多久、外界因素如何影响珊瑚礁生长、珊瑚礁的恢复需要攻克哪些技术难题等内容。
在这里进行农业光伏的研究,探索农业光伏对农作物的好处、对再生能源生产的益处、对水资源和人们生产生活的好处等问题。
虽然曾经的实验以失败宣告结束,但是先进的思想依然能够引领人类不断前进,生物圈二号的神话虽然已经破灭,但它的利用价值还有很大开发空间,期待这个地球二号能够研发出更多造福人类的成果。
参考资料: