20世紀60年代,人類開始走向太空,並建立了空間站,實現了宇航員在太空的長時間滯留,不過空間站的物資都需要從地球補給。為了實現自給自足,有科學家試圖“複製地球”,為以後的太空殖民做準備。
美國的石油大王愛德華·巴斯對科學家們“複製地球”的設想非常感興趣,於是二者一拍即合,開始了宏大的“複製地球”計劃,也就是後來的生物圈2號。在當時,生物圈2號也成為繼阿波羅登月計劃後最引人注目的科研計劃。
歷時7年、斥資2億美元的“複製地球”計劃
複製地球計劃又名單從生物圈2號,單從名字可以看出科學家試圖打造第2個地球生態系統。生物圈2號建造計劃始於1984年,當時在美國亞利桑那州沙漠匯聚了大批頂級的科學家與工程師, 歷時7年時間,才完成了生物圈2號的建設。
整個生物圈2號佔地面積1.2萬平方米,由8萬根白漆鋼樑和6000塊玻璃組成,內部容積14.16萬立方米。生物圈2號與外界幾乎完全隔離,是一座人造的封閉生態迴圈系統,也是迄今世界上最大的人工生態系統。
為了更好地模擬地球生態系統,生物圈2號裡建造了雨林、海洋、荒漠、草原和沼澤,其中包括了4000多種各類動物、3000種各類植物和1000種各種微生物。此外,生物圈2號還建造了工業區、農業區以及生活區。
生物圈2號除了門窗進行了嚴格的密封處理,就連地面之下也澆築了厚達2米的混泥土。這些措施使得生物圈2號的氣密性非常好,年洩漏率不超過10%。即使是說生物圈2號完全與世隔絕,也一點都不誇張。
8名科學家進入生物圈2號,實驗計劃正式開始
1991年9月26日,8名被挑選出來的、各領域的科學家,包括生物學家、心理學家、醫生等,進入到生物圈2號內部,這也宣告實驗計劃的正式開始。
進入生物圈2號的科學家,除了要進行相應的科學研究,還要維護生物圈的正常執行,包括自己種植農作物獲取食物。實驗計劃儘管準備充足,但還是忽略了一點。
那就是進入生物圈2號的8個人都是“不食人間煙火”的科學家。儘管生物圈2號內部準備了高產的農作物種子、種植技術,但是短短5個月後,科學家們便開始吃不飽飯。
兩年時間內,進入生物圈2號內的8名科學家體重出現不同程度的下降,體重下降在10-18%,其中,有一名男性科學家體重更是從200斤降到150斤。這看起來不像是科學實驗,倒是有點類似荒野求生的感覺。
生物圈2號內部問題頻發,甚至危及科學家生命安全
食物短缺還可以解決,但是接下來出現的問題則嚴重威脅科學家的生命安全,這就是生物圈2號內部氧氣濃度的持續降低和二氧化碳濃度的升高。
實驗開始後9個月,生物圈2號內部的氧氣濃度從開始的20.51%降低至16.95%;12個月後,氧氣濃度下降至14.50%。要知道,氧氣含量低於19.50%,就被定義為缺氧環境。在低氧環境中,人會非常的難受。
後來科學家才發現,氧原子的消失跟厚達2米的混凝土有關。原來混凝土中的氫氧化鈣會與二氧化碳發生反應生成碳酸鈣,研究人員發現混凝土結構內側的碳酸鈣含量比外側高出10倍,這就導致大量氧原子被固定。
除了氧氣含量的降低,生物圈2號內部二氧化碳的濃度高於自然生態環境中的含量,這導致珊瑚等動植物大量滅絕。為了保證8位科學家的生命安全,2年時間內本該是處於完全密閉狀態的生物圈2號先後被打開了24次。
斥資2億美元的生物圈2號命運如何
本該是完全密閉狀態的生物圈2號被24開啟,從這一點上講,“複製地球”計劃可以說是失敗了。因為如果是在其它星球,你根本無法開啟密閉的系統。2年後,8名科學家撤出生物圈2號。
2億美元就這麼打水漂,叫誰誰不心疼。於是1994年3月,生物圈2號開啟了第2輪實驗,不過實驗僅持續了6個月便宣告失敗。因為雖然對第一次實驗中遇到的問題進行了整改,但實驗中大氣平衡的問題依舊沒有得到徹底解決,
為了不浪費生物圈2號的價值,其後來被轉交給了給了哥倫比亞大學,目前已成為研究環境的實驗室,這樣來看2億美元的大工程也可以發揮一下剩餘價值。
寫在最後
“複製地球”計劃的失敗,也給我們敲響了警鐘。目前來講,打造一個類似地球生態系統的系統還是無法完全實現的,因此人類必須保護好我們賴以生存的地球環境。