Мислили ли сте се някога какво би било да живеете на Марс или на Луната? Или пък на остров, който не разполага със сладковден източник на вода?
"Биосфера 2", един от най-удивителните изследователски центрове и най-голямата затворена еко система, създавана някога, пази тайната на интригуващи експерименти с хора, проведени в съоръжението през 90-те години и крие още неподозирани изследвания, които могат да подготвят човечеството да оцелее "в края на дните" или на друга планета.
"Биосфера 2" представлява огромен стъклен купол, който покрива площ от 3,14 акра (1,27 хектара) в Оракъл, Аризона, САЩ. Вътре, под купола, има различни екосистеми, които имитират естествената среда на Земята, като тропическа гора, савана, пустиня и влажна зона. Но най-удивителните характеристики на "Биосфера 2" са имитацията на океан и хабитатът за космически изследвания.
Построена между 1987 и 1991 г., "Биосфера 2" първоначално има за цел да покаже възможността за съществуване на затворени екологични системи, симулиращи поддържането на човешкия живот в космическото пространство. Тя включва разнообразни биоми (големи естествено възникнали общности от флора и фауна, заемащи голяма част от местообитанието, например гора или тундра), жилищни помещения, земеделски площи и работни пространства за изучаване на взаимодействията между човека и природата с тестови екип, живеещ вътре в пълна изолация от външния свят.
"Биосфера 2" се състои от седем биомни зони: тропическа гора с площ 1900 кв.м, океан с площ 850 кв.м с коралов риф, 450 кв. м мангрови влажни зони, 1300 кв. м саванни пасища, 1400 кв. м мъглива пустиня (вид пустиня, където мъглата осигурява по-голямата част от влагата, необходима за животните и растенията) и 2500 кв.м селскостопанска система и "обитание за хората" с жилищни пространства, лаборатории и работилници.
Техническата инфраструктура на съоръжението, включително системите за отопление и охлаждане, използва независими тръбопроводи и пасивна слънчева енергия чрез стъклени панели. Електрическата енергия се доставя от местен енергиен център на природен газ.
"Биосфера 2" е служила за първоначалните си цели на експеримент със затворена система само два пъти: от 1991 до 1993 г. и отново от март до септември 1994 г. Първият експеримент за затваряне на "Биосфера 2" (който на практика означава да бъдат затворени хора в стъкления купол в продължение на две години) включва екип от осем души ("биосферианци") и е замислен като предшественик на разбирането за затворените биосфери за колонизиране на космоса чрез манипулиране и изучаване на мини биосферна система, без да се нанася вреда на биосферата на Земята.
Първите биосферианци разчитат на селскостопанската система, която осигурява 83% от храната им, включително банани, папая, сладки картофи, цвекло, фъстъци, египетски боб, разични видове чушки, ориз и пшеница. Въпреки че фермата на "Биосфера 2" е проектирана като една от най-продуктивните в света, надминаваща ефективността на аграрните общности в Индонезия, Южен Китай и Бангладеш повече от пет пъти, осемте жители постоянно изпитват глад, особено през първата година.
"Биосферианците" се придържат към нискокалорична, но богата на хранителни вещества диета, разработена с цел удължаване на живота, и въпреки че постоянно се чувстват гладни, показателите за тяхното здраве всъщност демнстрират в различни изследвания отлично благосъстояние, с подобрения в нивото на холестерола в кръвта, кръвното налягане и имунната система. Въпреки че в началото губят 16% от телесното си тегло, последвалите проучвания разкриват повишена метаболитна ефективност при извличането на хранителни вещества, което потвърждава успеха на проекта "Биосфера 2" в поддържането на здравословна среда, свободна от токсини.
По време на тази първа мисия в селскостопанската зона са въведени и различни домашни животни, включително африкански кози, кокошки, петли, мини прасета и риба. Използването на стратегия за "натрупване на видове" гарантира поддържането на хранителните вериги и екологичната функция, дори ако някои видове не оцелеят. Различните биомни зони показват различни развития, като например превръщането на мъгливата пустиня в зона с чапарал (вид храст), активното управление на саваната от екипа с цел регулиране на въглеродния диоксид и бързият растеж на различни видове треви и храсти в тропическите гори, изненадват екипа.
Поради малкия си размер, буферите и концентрацията на органични материали и живот, "Биосфера 2" проявява по-големи колебания и по-бързи биогеохимични цикли от биосферата на Земята. Въпреки предизвикателствата, като смъртта на въведените видове гръбначни животни и повечето опрашващи насекоми, тропическата гора и другите биоми демонстрират успешна екологична последователност, а ранното развитие на "Биосфера 2" прилича на остров поради малкия си размер и концентрираните органични материали.
По време на първата мисия за затваряне на "Биосфера 2" екипът се сблъсква с вътрешни раздори, които водят до разделение на фракции и обтегнати отношения. Въпреки това остават отдадени на постигането на целите на експеримента, осъзнавайки, че всякаква вреда, нанесена на проекта, може да застраши тяхното здраве. Поддържат и силна "метаболитна връзка" с живите системи, което им позволява да реагират на най-малките промени.
Въпреки това, комбинацията от намален кислород и диета с ограничени калории допринася за ескалация на напреженето по време на мисията "Биосфера 2". Възникват различни конфликти между фракциите, като се изразяват опасения, че вносът на храна за подобряване на физическата форма би означавал провал на проекта.
През ноември 1992 г. гладът кара биосферианците да консумират запаси от семена, които не са отгледани в биосферата.
Първата мисия на "Биосфера2" се сблъсква с различни проблеми и грешки в изчисленията, включително неочаквана кондензация в "пустинята", експлозия на популацията на оранжерийни мравки и хлебарки, прекомерно разрастване на тропически дъждовни гори и по-малко слънчева светлина, отколкото се очаква. Биосферианците действат като "върховни хищници", за да контролират инвазивните растения и да поддържат биоразнообразието.
Самото строителство представлява предизвикателство, като например манипулирането на водните басейни за вълни и приливно-отливни промени. Инженерите измислят иновативни решения, като вакуумни помпи за леки океански вълни и усъвършенствани системи за отопление и охлаждане, които минимизират изпускането на газове и вредни вещества, за да защитят живота в "Биосфера 2".
След първата мисия на проекта са проведени обширни изследвания и подобрения на системата, включително бетониране за предотвратяване на поглъщането на въглероден диоксид.
Втората мисия, започнала през март 1994 г., имала за цел да продължи десет месеца и да постигне пълна самодостатъчност в производството на храни. Въпреки това, спорове в рамките на управленския екип водят до отстраняването на мениджмънта на място, докато финансовото управление, публичността и липсата на изследвания подхранват конфликтите.
Членовете на екипа унищожили проекта отвън, като отворили въздушни камери и изходи, което е довело до 10% обмен на въздух с външната среда, превръщайки експеримента от затворена екологична система в "проточна". Мисия 2 приключва преждевременно през септември 1994 г. и следва граждански съдебен процес.
Независимо от предизвикателствата, двата експеримента поставят световни рекорди в затворените еко системи, селскостопанското производство, подобряването на здравето и познанията за сложните биомични системи и атмосферната динамика. Вторият експеримент също постига пълна продоволствена самодостатъчност, без да се налага впръскване на кислород.
Днес "Бисфера 2" служи за различни изследователски цели и играе ключова роля в изучаването на реакцията на екосистемите към климатичните промени, като предоставя информация за потенциалното им въздействие върху планетата. Освен това служи и като тестова площадка за технологии за устойчиво развитие, като проучва методи за отглеждане на храни без пестициди, рециклиране на отпадъци и производство на възобновяема енергия.
Имитацията на океан в съоръжението съдържа живи коралови рифове и морски организми и се използва за изучаване на реакцията на кораловите рифове към промените в температурата, киселинността и замърсяването. Изследователите се надяват да намерят начини за опазване и възстановяване на тези жизненоважни екосистеми, които са застрашени от глобалното затопляне и човешката дейност.
Хабитатът за космически изследвания е симулирана марсианска или лунна база, която може да побере до шест души за продължителни периоди от време. Той е проектиран, за да тества как хората могат да оцелеят и да процъфтяват в сурови и изолирани условия. НАСА е използвала хабитата за обучение на астронавти и провеждане на експерименти за бъдещи мисии до Марс и Луната.
"Биосфера 2" не е само място за научни изследвания, но и популярна туристическа атракция и образователен център. Посетителите могат да се включат в екскурзии с гид из купола и да научат за историята, целта и предизвикателствата на проекта. Те могат също да участват в интерактивни изложби и дейности, които ги запознават с екологията, устойчивостта и космическите изследвания. Съоръжението допринася и за общественото образование в областта на науките за Земята, като предлага разнообразни програми, които подчертават значението на биосферата и предизвикателствата пред нейното опазване, и продължава да бъде ценен ресурс за напредъка на научното разбиране и разработването на решения за оцеляването на човечеството.