По време на изпълнението на проекта Биосфера 2 проблемите бяха решени. Проект - "биосфера", рай, който се спука
Проект "Биосфера-2" - възможен ли е живот в изкуствена среда?
Невероятно отрезвяващ експеримент!
Човешката цивилизация трябва да има резервен план; в противен случай, като продължи толкова бързо движение към унищожаването на нашата планета, тя, една цивилизация, неизбежно е обречена на изчезване. Затова изследователите са изправени пред въпроса: какво ще стане, ако условията на живот на Земята станат неподходящи за съществуване на човека. Също толкова интересна задача е свързана с колонизирането на космическото пространство. Освен това първият човешки полет до Марс вече е планиран да се осъществи през 2018 г. Те вече се опитаха да получат отговори на тях през 1991 г. Space Biosphere Ventures, в сътрудничество с учени, създаде изкуствен модел на екосистема със затворени биологични цикли. Това беше грандиозен по мащаб проект, наречен. Където числото „две“ подчертаваше, че нашата Земя все още е биосфера №1.
"Биосфера-2" от птичи поглед.
Същността на проекта Биосфера-2
В пустинята Сонора (Аризона, САЩ) на площ от 1,2 хектара е изградена мрежа от херметически затворени куполни сгради, изолирани от околната среда на Земята. Комплексът беше разделен на 5 ландшафтни зони: савана, гора, пустиня, мангрово устие и дори миниатюрен океан с плажна зона. Останалата част от пространството е предназначена за селскостопански нужди, жилищни помещения и контролно-изчислителен център за наблюдение на всички протичащи процеси и комуникация с външния свят. Фауната на лабораторията включва повече от три хиляди различни представители, включително кози, кокошки, прасета и риби. Флора (около 4 хиляди вида) - дървета, билки и храсти, може да донесе 46 разновидности на растителна храна. Според изчисленията кислородът, произведен от растенията, отглежданата храна и повторното използване на същата пречистена вода биха били достатъчни за необходимия цикъл на живот. Комплексът е оборудван със сложно техническо оборудване, което симулира много природни явления (дъжд, океански течения, морски прибой и др.). Предполагаше се, че този ковчег, включващ 8 души, трябваше да функционира автономно две години.
Тропическа гора.
Ферма.
„Биосфера-2“ струва на разработчиците 200 000 000 долара.
Океан.
Ход на експеримента Биосфера-2
4 мъже и 4 жени, включително сертифицирани земеделски професионалисти, ботаник, санитарен работник, механик, лекар и океанограф, доброволно се изолираха от външния свят, за да се занимават със земеделие за препитание в полза на науката. Много служители завиждаха на колегите си, наричаха ги късметлии, мислейки, че отиват на райска почивка. В самото начало животът в изкуствената биосфера изглеждаше наистина розов. Bionafts ентусиазирано работеха във ферми, ловяха риба, контролираха системата за доставки, релаксираха в океана, а вечер се срещаха на една маса, водеха философски разговори, ядяха отлична храна от прясно приготвени продукти - какво не е раят?
Група участници в научния проект „Биосфера-2” в пълен състав.
Доктор на групата Рой Уолфорд.
Трапезария на "Биосфера-2".
Кухненски блок "Биосфера-2".
Спалнята на един от участниците.
Но след 7 дни развълнуваният техник информира всички, че проектантите на Биосфера-2 са направили грешка в изчисленията и процентът на кислород във въздуха пада. И ако тенденцията се запази, тогава ще бъде невъзможно да се живее в купола в рамките на една година. От този момент нататък колонистите започнаха интензивна дейност, насочена към отстраняване на грешката. Първата стъпка беше да се вземе решение за интензивно отглеждане на растения, които произвеждат високи нива на O2. Тогава беше пуснат резервният абсорбатор на CO2. Внезапният спасител беше океанът, в който се утаи въглероден диоксид, но това доведе до постоянно повишаване на киселинността на резервоара и беше необходимо изкуствено да се намали.Всички предприети мерки не дадоха желания резултат - въздухът стана все по-висок разреден.
С времето се появи друг проблем. Беше открито, че цялото земеделско предприятие на Биосфера-2 може да изхрани учените само на 80%. Дневната диета трябваше да бъде намалена до 1700 kcal (тази цифра е нормална за офис служители, но не и за хора, занимаващи се с физически труд). Бюфетът е заменен с премерени порции. Хората се чувстваха гладни за известно време. Това породи конфликтни ситуации между бионафтите. По-специално, килерът за храна трябваше да бъде заключен; след възмутителен инцидент с грабеж, който остана неразрешен, никой не призна вината си.
Във фермата работят бионафти.
По-късно се оказа, че Джейн Пойнтър (управител на фермата) два месеца преди старта е изчислила недостига на храна. Но под натиска на лекаря на отбора Рой Уолфорд, тя реши да не изразява мислите си. Оказва се, че докторът е работил отделно върху доказването на теорията за увеличаване на продължителността на живота в резултат на намаляване на приема на калории. Неговите ранни експериментални плъхове, чийто прием на калории беше намален наполовина, живееха два пъти по-дълго. Той планира да проведе своя таен експеримент върху хора в условията на "Биосфера-2". Той втълпи в главата на жената, че подобна диета само ще подобри здравето на участниците. Лекарят беше единственият човек, който не се оплакваше от липсата на храна. След 6 месеца хранене по този начин хората отслабнаха средно с 10 кг, кръвните им изследвания се подобриха, холестеролът спадна и метаболизмът им се нормализира.
В същото време субектите се чувствали все по-зле. Летните месеци на следващата година в Biosphere 2 се оказаха най-трудни. Хранителните вериги в изкуствената среда бяха непълни и броят на вредните насекоми, в отсъствието на компенсиращ брой естествени врагове, се увеличи бързо. Реколтата от ориз беше унищожена. Трябваше да ям бобови растения и моркови. Изобилието от натрупан каротин в тялото придаваше на кожата им оранжев оттенък. Големите дървета в сектора на „джунглата“ започнаха да се срутват и падат (след като учените, разбиващи мозъка си върху феномена на крехкостта на дърветата, заключиха, че причината е липсата на вятър в комплекса, който в естествени условия, отслабвайки, укрепва техните стволове). Животинският и растителният свят започна да запада. Единствените, които имаха добър живот, бяха хлебарките и гъските, популацията им се увеличаваше всеки ден.
По това време нивото на O2 в Biosphere-2 показва 16% (нормата е 21%). В резултат на кислородния глад колонистите чувстваха постоянна умора, замаяност и вече не можеха да изпълняват задълженията си според изискванията. Хората станаха тъжни, депресирани и раздразнителни; това емоционално състояние доведе до постоянни разправии в групата. Основната причина за скандалите беше разликата в мненията: някои от участниците смятаха, че въпреки трудностите на експеримента е необходимо да се завърши работата и да остане под купола за планираното време, четирима бяха на обратното мнение. Те смятаха, че е необходимо спешно да помолят за помощ и да включат други учени в проекта, за да разберат къде изчезва въздухът. Те също нямаха нищо против да изпомпват липсващия кислород и да организират доставките на храна отвън.
От мемоарите на участничката Джейн (която се застъпваше за привличането на външна помощ): „Изпитвах постоянно замайване, но все пак трябваше да подредя добитъка в обора, като почивах всяка минута, в противен случай щях да изпадна в безсъзнание. На сутринта отново обсъдихме с екипа текущите проблеми в „Биосфера-2“, тогава се изразих, че да си в такива условия, да гладуваш и да се задушаваш, вече не е наука, а секта! Замислих се за всичко, което се случваше и точно в тази секунда Абигейл Айлинг (директор изследвания) се приближи до мен и ме изплю в лицето! Казах объркано: "Защо?" „Ще ядеш“, отговори тя, докато си тръгваше.
Междувременно екскурзионни автобуси с туристи се придвижваха всеки ден, за да гледат фантастичните герои, рекламирани в пресата, живеещи в голям аквариум и нямаха представа за страстите, които бушуват вътре. Между другото, както по-късно признаха създателите на първото риалити шоу „Биг Брадър“, „Биосфера-2“ послужи като прототип за създаването на холандски проект.
Всеки ден под стените на Биосфера-2 се събираха стотици туристи.
Още през есента на деветдесет и втора O2 падна до ниво от 14,2%. Доктор Уолфорд официално заяви, че се оттегля от всички служебни задължения поради факта, че вече не може да събира двуцифрени числа наум. На тъмно стана още по-трудно, в резултат на липсата на фотосинтеза на растенията, O2 бързо намаля. На този етап всички бозайници в Биосфера-2 вече са умрели. Мениджърите на външни тестове решиха да започнат да изпомпват кислород и да доставят допълнителни продукти. Предприетите мерки се отразиха добре на здравето на изследваните лица, но това не доведе до използването им, което възпрепятства по-нататъшните изследвания.
През септември 1993 г. всичко официално приключи и хората излязоха. Скоро журналистите разбраха за тайното снабдяване с въздух и храна и веднага нарекоха „Биосфера-2“ най-големият научен провал на века.
Къде отиде кислородът?
Както се оказа по-късно, проблемът беше в циментовите прегради на купола, с които O2 реагира и падна върху стените под формата на оксиди. Вторият фактор са микроорганизмите в почвата. За теста е избрана най-плодородната черна почва, с намерението да се запазят естествените микроелементи в нея за по-дълго време. Но такава почва съдържа и най-голям брой бактерии, които също консумират кислород. Ако експериментът беше извършен на друга планета, тогава краят му щеше да бъде смъртта на колонистите. Вътре в комплекса Биосфера-2 все още има надпис, направен от един от участниците на вътрешната стена: „Само на това място усетихме колко сме зависим от природата. Ако дърветата изчезнат, няма да имаме какво да дишаме, ако водата се замърси, няма да имаме какво да пием.
След това бяха направени опити да се проведат подобни проучвания, но без хора. Опитът не донесе очакваните резултати, спонсорите отказаха финансиране и проектът беше замразен. Дълги години Биосфера-2 сменя собствениците си и остава туристическа атракция. Докато през 2011 г. Университетът на Аризона възобнови научната работа на територията на комплекса, свързана с изследването на изменението на климата, която продължава и до днес. Изминаха 23 години от края на експеримента и науката не стои неподвижна, очакваме с нетърпение публикуването на нови открития в областта на астробиологията.
Видео: Джейн Пойнтър говори за живота и трудностите на работата в Biosphere 2.
Други публикации
В началото на 1990 г. в американската пустиня близо до Арканзас стартира проект, който имаше грандиозни цели, за създаване на затворен комплекс, абсолютно изолиран от условията на външния свят. Тоест, според условията на проекта, се предвиждаше участниците, живеещи в комплекса, да бъдат като на чужда планета, с агресивна външна среда.
Проектът се наричаше „Биосфера-2“, като числото 2 означаваше, че числото 1 е самата Земя. Авторите на проекта са моделирали мащабна биосфера, която заема площ от 1,5 хектара. А проектът, подкрепен от милиардера Едуард Бас, е изграден от Space Biosphere Ventures.
Проектът Biosphere-2 беше огромен комплекс с оранжерии, съдържащ около 3 хиляди вида животни и растения, с атмосферен обем от около 204 хиляди m3 въздух. В мащабен проект за моделиране на затворена екосистема на доброволни начала са участвали 8 души.
Най-важната цел на проекта Биосфера-2 беше перспективата за по-нататъшно приложение в изследването на космоса. И се сетих за малко позабравения проект Биосфера-2 във връзка с нарастващия интерес към изследването на Марс и как може да стане това. В крайна сметка целта на проекта беше да разбере дали група хора могат да живеят и работят в затворена среда.
А плановете за проекта бяха големи, защото при успех разработките на проекта можеха да се използват за създаване на автономни селища на далечни планети от Слънчевата система. Освен това комплексът „Биосфера-2“ може да се използва и в случай на глобално влошаване на екологичната обстановка на самата Земя.
Структурата на комплекса Биосфера-2.
Разбира се, комплексът Биосфера-2, построен в пустинята на Аризона (САЩ), нямаше необходимата защита - ако беше построен например на Марс - това означава защита от метеорити и астероиди. На Земята обаче нямаше нужда от това - иначе това е комплекс, напълно изолиран от външната среда, където участниците в проекта комуникираха с външния свят изключително чрез компютър.
Комплексът, разположен в американската пустиня, представляваше сграда тип капсула, херметически затворена. Всяка сграда от този комплекс беше отделна, независима екосистема. За изграждането на сградите са използвани леки материали, като куполният стъклен покрив позволява около 50 процента от слънчевата светлина да преминава през тях.
За живота на четири жени и четирима мъже комплексът Биосфера-2 имаше няколко различни биома - пустиня и савана, тропическа гора и океан с коралов риф. Естествено жилищен модул. Модулът за агроценоза, където заселниците са отглеждали плодове и зеленчуци, и мястото, където са пасли кози, също участват в проекта. Тоест обхватът на проекта, можете да си представите.....
Учените от проекта подходиха със специално внимание към състава на видовете, за да възпроизведат възможно най-пълно естествения цикъл на веществата. Това включва и разлагането на органични вещества, включително отпадъците на участниците в проекта Биосфера-2. Симулирането на биосферата на Земята обаче се оказа трудно за изследователите.
Проблеми на проекта "Биосфера-2".
На първо място беше проблемът с липсата на кислород. Както се оказа, растенията, въпреки внимателните предварителни изчисления, не могат да осигурят нормално съдържание на кислород в проектните модули. Постепенно, от първите седмици на проекта, нивата на кислород започнаха да намаляват.
Участниците в проекта бяха подложени на кислороден глад, нивото намаля от 21% на 15% - при такива условия участниците живееха в комплекса от 1991 до 1993 г.; алпинистите изпитват подобен глад на надморска височина от около 4 хиляди метра. Както предположиха учените, работещи по проекта, това се дължи на почвените микроорганизми. В резултат на това в комплекса започна да се подава кислород отвън.
Следващият проблем, с който се сблъскват участниците в затворената екосистема, е липсата на храна. Оказа се, че площта, предназначена за агроценоза, е твърде малка, за да се хранят 8 души. За решаването на проблема беше необходимо да се увеличи гъстотата на засяване на зърното. А в тропическата гора заселниците са засадили банани и папая.
И третият проблем, пред който са изправени участниците в изкуствената екосистема „Биосфера-2“, беше невъзможността да се контролира растежа на насекомите вредители, чийто брой нарастваше. Според условията на проекта използването на пестициди не беше разрешено и участниците трябваше ръчно да събират вредители и освен това самостоятелно да отглеждат естествените си врагове.
Мащабен експеримент разкри, че липсата на вятър има пагубен ефект върху дърветата. Липсата на натиск от вятъра върху ствола на дървото прави дървото толкова меко, че стволовете на дърветата се чупят под собствената си тежест.
Психологическият фактор на малка група хора, живеещи в изолация, също оказва влияние. Първо, един от участниците в експеримента отряза пръста си, който не можеше да бъде прикрепен отново, в резултат на което тя трябваше да напусне проекта. И ситуацията между доброволните заселници стана толкова напрегната, че те се разделиха на два лагера - трудно издържаха съвместно общество.
Резултати от проекта Биосфера-2.
В резултат на това, от 1996 г. насам, мащабен проект за затворена екосистема беше допълнително осъществен от учени от Колумбийския университет, макар и без човешко участие. Някои сгради от комплекса дори бяха достъпни за желаещите да разгледат грандиозния проект. Въпреки това до 2005 г. изследователите вече не се нуждаеха от него и комплексът Биосфера-2 беше изоставен и обявен за продажба.
Проектът Биосфера продължава 40 години.
Англичанинът Дейвид Латимър разработва свой собствен проект за биосфера преди около 40 години. Преди точно толкова години. Взе огромна бутилка, той зазида растение в нея и създаде затворена екосистема на около два метра от прозореца; от този момент нататък биосферата не беше отворена.
Водата, напускаща листата на растението, се кондензира по стените на съда, след което се разлива върху растението. А кислородът, произведен в резултат на фотосинтезата, се абсорбира от падащи листа, които се разлагат. Кислородът, генериран от процеса на разлагане, отново се абсорбира от растението, образувайки органична материя и кислород. По този начин растението не се нуждаеше от грижи и Дейвид Латимър успя да създаде затворена екосистема.
Тази история започва в началото на 90-те години, когато група учени доброволци решават да създадат затворена и автономна биологична система под запечатани куполи и да живеят в нея в продължение на 2 години. Стъклените модули включваха почти всичко необходимо за живота: джунгла, савана, блато и дори малък океан с плаж и коралов риф.
Засадени са над 3000 вида растения. Вътре бяха пуснати и около 4 хиляди различни фауни, включително кози, прасета и кокошки във фермата. Учените бяха уверени, че притежават всички необходими знания за моделиране на затворени екосистеми, но се оказа, че не всичко е толкова просто...
Биосфера-2- това беше такава планета в миниатюра, недокосната от техническата революция, където 8 интелигентни, просветени хора планираха да се занимават с прост физически труд, да се събират на една маса за хранене, да пускат музика в свободното си време и накрая да работят за голям цел, в полза на науката.
Изкуствените бели дробове са изобретени за обмен на въздух. Отвън се захранваше само електричество. Но те не взеха предвид редица значими обстоятелства и не сметнаха за необходимо да си сътрудничат с учени, еколози, химици и физици, а подходиха към процеса като забавление или шоу.
Как започна всичко
Голям ентусиаст в създаването на модел на затворена биосфера беше тексаският милиардер Ед Бас. Той беше и основен спонсор. Развитието на структурите и системите отне около 10 години, през което време специални групи от учени събраха различни видове животни и растения от цялата Земя, за да населят Биосфера 2, подбраха почвени проби, като внимателно се увериха, че всичко там е биологично балансирано.
Отначало всичко беше точно както си мечтаеха. Колонистите ентусиазирано работеха в полетата на фермата, проверяваха работата на всички системи, наблюдаваха оживения живот на джунглата, ловяха риба, седяха на малкия си плаж, а вечер ядоха превъзходно приготвена вечеря от най-пресните продукти на балкона с изглед към зреещата реколта.
Зад зелените лехи и стъклената стена на фермата започваше пустинята и планинската верига, зад която залязваше слънцето. Колонистите нарекоха този балкон „Визионерското кафене“ - оттук бъдещето изглеждаше особено розово. След вечеря имаше философски дискусии или импровизирани джем сешъни.
Мнозина взеха със себе си музикални инструменти и макар сред тях да нямаше професионални музиканти, създаденото изглеждаше, на вълната на всеобщия ентусиазъм, авангардната музика на бъдещето.
Около седмица по-късно главният техник на Biosphere, Ван Тило, дойде на закуска много развълнуван. Той обяви, че има странни и неприятни новини. Ежедневните измервания на условията на въздуха показаха, че дизайнерите на купола са допуснали грешки в изчисленията си. Количеството кислород в атмосферата постепенно намалява и процентът на въглероден диоксид се увеличава.
Засега това е напълно незабележимо, но ако тенденцията се запази, след около година съществуването на станцията ще стане невъзможно. От този ден нататък райският живот на бионавтите приключи и започна усилена борба за въздуха, който дишаха.
Първо, беше решено да се увеличи възможно най-интензивно зелената биомаса. Колонистите посвещаваха цялото си свободно време на засаждане и грижи за растенията. Второ, те пуснаха резервния абсорбатор на въглероден диоксид на пълен капацитет, от който утайката трябваше непрекъснато да се изстъргва.
Трето, океанът стана неочакван помощник, където малко CO2 се утаи, превръщайки се в оцетна киселина. Вярно е, че поради това киселинността на океана непрекъснато се увеличава и е необходимо да се използват добавки, за да се намали. Нищо не помогна. Въздухът под купола ставаше все по-разреден.
Скоро пред бионавтите възникна друг глобален проблем. Оказа се, че ферма от 20 акра, с всички съвременни технологии за обработка на земята, може да осигури само 80% от хранителните нужди на колонистите. Ежедневната им диета (еднаква за жените и мъжете) е била 1700 калории, което е нормално за заседнал живот в офиса, но е катастрофално малко за количеството физическа работа, която всеки жител на Биосферата трябва да върши.
Една вечер Джейн Пойнтър, която отговаря за фермата, призна, че знае за бъдеща хранителна криза. Няколко месеца преди да се премести, тя изчисли, че бионавтите няма да имат достатъчно храна, но под влиянието на д-р Уолфорд и неговите идеи за здравословна диета беше решено, че този недостиг ще бъде само полезен.
Лекарят, между другото, беше единственият, който не се оплакваше от глад. Той продължи да настоява за валидността на теорията си: само след шест месеца на "гладна" диета състоянието на кръвта на бионавтите се подобри значително, нивата на холестерола спаднаха и метаболизмът се подобри.
Хората губят от 10 до 18 процента от телесното си тегло и изглеждат забележително млади. Те се усмихваха зад стъклото на журналисти и любопитни туристи, правейки се, че нищо не се случва. Въпреки това бионавтите се чувствали все по-зле.
Лятото на 1992 г. става особено трудно за колонистите. Оризовите култури бяха унищожени от вредители, така че диетата им в продължение на няколко месеца се състоеше почти изцяло от боб, сладки картофи и моркови. Излишъкът на бета-каротин е накарал кожата им да стане оранжева.
Добавка към това нещастие беше особено силният Ел Ниньо, поради който небето над Биосфера 2 беше облачно почти през цялата зима. Това отслабва фотосинтезата на джунглата (и следователно производството на ценен кислород), а също така намалява и без това оскъдните реколти.
Светът около тях губеше своята красота и хармония. В „пустинята“ кондензът по тавана причинявал редовни валежи, така че много растения изгнивали. Огромни петметрови дървета в джунглата изведнъж станаха крехки, някои паднаха, счупвайки всичко около тях. (Впоследствие, когато изучават това явление, учените стигат до извода, че причината е в липсата на вятър под купола, който укрепва стволовете на дърветата в природата.)
Канализацията на рибарниците се запуши и рибите стават все по-малко. Ставаше все по-трудно да се борим с киселинността на океана, която причиняваше смъртта на коралите. Фауната на джунглата и саваната също неумолимо намаляваше. Само хлебарки и мравки се чувстваха страхотно и запълваха всички биологични ниши. Биосферата постепенно умираше.
На 26 септември 1993 г. експериментът трябваше да бъде спрян, когато нивото на кислород в комплекса достигна 15%, когато нормата беше 21%. Хората излязоха за въздух. Те бяха отслабени и озлобени. Биосферата се оказа непригодна за живот.
През 2011 г. комплексът е закупен от университета в Аризона, за да продължи изследванията. Днес там се провеждат гостуващи училища, повече от 10 000 ученици посещават Биосферата всяка година.
И така, какъв беше този мистериозен проблем с кислорода?
Когато учените внимателно изследвали окаяното състояние на разрушените куполи, те стигнали до извода, че циментовите подове са изиграли фатална роля. Кислородът реагира с цимента и се утаява под формата на оксиди по стените. Друг активен консуматор на кислород са бактериите в почвата.
За „Биосфера“ те избраха най-плодородната черна почва, така че да има достатъчно естествени микроелементи за много години, но в такава почва имаше много микроорганизми, които дишат кислород по същия начин като гръбначните животни. Научните списания признаха тези открития за основните и единствени постижения на биосферата.
На една от вътрешните стени на „планетата“ все още има няколко реда, написани от една от жените:
„Едва тук усетихме колко сме зависими от заобикалящата ни природа. Ако няма дървета, няма да имаме какво да дишаме, ако водата е замърсена, няма да имаме какво да пием.”
От биосферата до екоселището
Но тази история има продължение... Няколко участници в експеримента решиха да не спират търсенето на идеален свят и след като направиха необходимите заключения, тръгнаха да създадат екоселище на изоставена пустиня в Португалия. Сега това еко-село се смята за едно от най-технологично напредналите и успешни в света и се е превърнало в място за поклонение на много изследователи и активисти. Средният годишен доход на едно екоселище е около 1 милион евро и 60% от този доход идва от образователни семинари и обучения. И името му е Тамера.
В 8:15 сутринта на 26 септември 1991 г. осем мъже, облечени в униформени футуристични гащеризони, помахаха на огромна тълпа от журналисти и влязоха в херметичния въздушен шлюз, който водеше до ... Рая 2. Поне така пишат много вестници от онова време. Официално това беше грандиозен научен проект, наречен „Биосфера-2“. Намираше се в пустинята на Аризона и представляваше система от херметични стъклени куполи. Вътре бяха инсталирани пет ландшафтни модула (джунгла, савана, блато, малък океан с плаж и коралов риф, пустиня), селскостопански блок, оборудван с най-новите технологии, и жилищна сграда, построена в авангарден стил. Освен хора, вътре бяха пуснати около 4 хиляди различни представители на фауната, включително кози, прасета и кокошки във фермата. Целият този ковчег трябваше да съществува автономно в продължение на две години, хранейки се с това, което расте под купола, дишайки кислорода, който растенията отделят, пречиствайки и безкрайно използвайки една и съща вода. Един вид миниатюрна планета, недокосната от техническата революция, където осем интелигентни, просветени хора, четирима мъже и четири жени, планираха да вършат прост физически труд, да се съберат около една маса за вечеря, да пускат музика в свободното си време и накрая да работят за велика цел, в полза на науката. Защо не е раят?
Започнете
Основателят на този проект, по-късно включен от списание Times като един от „100-те най-големи провала в историята“, се казва Джон Алън. Той беше щастлив човек. След като учи в металургичния институт и работи малко по професията си, Джон бързо изостави този бизнес, тъй като наследството на родителите му беше достатъчно за комфортен живот и се потопи с глава в науката, и то в нейното най-индиано-джонезийско проявление. Алън финансира малки научни експедиции до отдалечени краища на света, за да проучи, да речем, земеделието на древните цивилизации. За тази кауза бяха наети млади ентусиасти, всички заедно отидоха в някаква пустош, където се занимаваха с научни изследвания в пресечната точка на етнографията и екологията и всъщност пътуваха от място на място и си прекарваха страхотно. В един момент около Алън се сформира група ентусиасти и ентусиасти, които той обединява в своеобразна комуна - Synergy Ranch в Ню Мексико. Въпреки това, въпреки че това се случи в края на 60-те години, това изобщо не приличаше на езотерично събиране на хипита, въпреки че Алън, съвсем в съответствие с традициите на онова време, пое ролята на духовен лидер. Въпреки наследството, той беше човек с истински бизнес нюх. Преди да започне научните си изследвания, той успя да бъде разработчик в азиатски страни, основател на агенция за набиране на наемници и управител на голяма стоманодобивна компания, така че имаше какво да разкаже за живота си. Също така в ранчото на Синергия те се интересуваха от изучаване на история на философията и практикуваха любителски театрални представления, които помогнаха на участниците да „разгърнат творческия си потенциал“ и като цяло поддържаха атмосферата на студентска лятна експедиция.
Всичко това вероятно щеше да продължи в същия дух, ако истинският милиардер Ед Бас не си проправи път сред небрежните студенти. Той с ентусиазъм посещаваше семинари, участваше в театрални глупости и като цяло демонстрираше по всякакъв възможен начин, че е готов да направи всичко в името на науката. Алън реши, че е просто глупаво да пропусне такъв шанс и с помощта на Ед реши да осъществи един от най-известните частни научни проекти в историята на човечеството.
Това беше „Биосфера-2“ - райска градина зад стъклена стена, прототип на бъдеща лунна или марсианска колония или дори убежище в случай на глобална катастрофа през 2012 г. Като цяло, вашият прекрасен джобен свят, където можете да задавате свои собствени закони.
Да кажем веднага, че сериозните научни институции бяха скептични към идеята за „Биосфера-2“ от самото начало, тъй като, първо, никой от основателите на проекта не беше академичен учен, и второ, финансирането на този впечатляващ експеримент не се случи в рамките на държавната програма или поне под егидата на някаква институция, а просто по прищявка на частно лице.
Но пресата беше просто възхитена от „Биосфера“. Осем души, оцелели в затворено пространство, подобно на студиен павилион... Тази идея витаеше във въздуха и ако създателите на Biosphere 2 се бяха сетили да поставят камери вътре в купола, щяха да станат основателите на съвременните риалити шоута* и вероятно щеше да се пребори с всички милиони, похарчени за проекта. Но, уви, въпреки целия си бизнес нюх, Алън беше човек от миналия век и може би твърде снобски: искаше да бъде учен, а не шоумен. Така той пропусна този момент.
* „Между другото, създателите на холандското „Биг Брадър“, първото риалити шоу, признаха, че са се вдъхновили от „Биосфера 2“.
Създаване
В град Оракъл в южната част на Аризона са закупени около 16 хектара земя, на която Ед и Алън започват да проектират своя нов свят. Известни инженери и архитекти бяха поканени да изградят куполната система; работници от най-добрите ботанически градини в света и океанолози бяха повикани да проектират бионичните модули (океан, джунгла, савана, пустиня и блато). Селскостопанският блок е разработен, като се вземат предвид най-модерните технологии за интензивно земеделие, както и с помощта на някои специфични техники на древни цивилизации, които Алън познава перфектно. Така например системата от рибни езера, интегрирана в блатистата част на биосферата, е направена по древен китайски модел. Земеделието е трябвало да бъде напълно органично, без използването на пестициди или дори изкуствени торове. В края на краищата системата за напояване на леглата, обработката на органични отпадъци и процесът на получаване на питейна вода бяха напълно взаимосвързани, така че цялата химия много бързо щеше да се окаже на масата на жителите на „Биосферата“.
Особено внимание беше обърнато на пълната херметичност на куполите, която надвишаваше херметичността на космическите кораби. В същото време беше взета предвид такава техническа точка като разширяване на въздуха по време на повишаване на температурата през деня. За да се предотврати експлозията на "запечатаната капсула" на "Биосферата", са конструирани така наречените "бели дробове" - огромни извити мембрани, разположени в различни краища на системата, които стават изпъкнали през деня и се издуват през нощта.
Единственият ресурс, който тази огромна оранжерия, стояща насред пустинята, трябваше да вземе отвън, беше електричеството, използвано предимно за охлаждане на циркулацията на водата.
В резултат на това изграждането на целия комплекс от структури с площ от малко над един хектар, включително създаването на бионични модули и заселването на животни, струва 150 милиона долара. Други 50 милиона бяха изразходвани за поддържане на биосферата в работно състояние по време на експеримента.
Настаняване
През 1991 г. изкуствената райска градина е напълно готова за появата на човек. Първата реколта узря в полетата на фермата, рибите се пръснаха в езерата, колибри летяха в тропическата гора и малък водопад бълбукаше по скалата, 30-метрово море измиваше миниатюрен бял пясъчен плаж с палми.
Осем души бяха избрани за ролята на Адам и Ева. Показателно е, че нито Алън, нито Бас бяха включени в техния брой: като истински творци, те трябваше да контролират процеса отвън. Въпреки това не липсваха доброволци сред членовете на комуната в ранчото Синергия. „Капитаните“ на колонията бяха 36-годишната Сали Силвърстоун, която преди това е работила по селскостопански проекти в Индия, и 30-годишният Марк Ван Тило, професионален механик, който преди това е работил на изследователската яхта Bass. Сали трябваше да отговаря за финансовата и организационната част на проекта, а Марк за техническата част. 31-годишната Абигейл Айлинг, професионален океанограф, беше назначена за директор на изследванията. Ботаникът Линда Лей, на 39 години, отговаряше за флората на биосферата. Специалистът по интензивно земеделие Джейн Пойнтър, на 29 години, отговаряше за фермата и осигуряваше храна за колонията. 27-годишният Тейбър Маккалъм, единственият участник в експеримента без висше образование, действаше като технически асистент. Марк Нелсън, 44-годишен бакалавър по философия, зае поста PR директор: той предаваше информация от Биосферата навън. Отговарял е и за напоителни и канализационни системи. И накрая, най-екзотичният участник в експеримента - 67-годишният впечатляващ лекар Рой Уолфорд изигра ролята на лекар на борда. Рой се заинтересува от „Биосферата“ във връзка със собствените си изследвания: той имаше теория, че консумацията на калории под жизнения минимум води до подобряване на здравето и увеличаване на продължителността на живота. Той искаше да види как една почти изцяло вегетарианска, органична диета ще се отрази на здравето на бионавтите.
На 26 септември 1991 г. осем бъдещи бионавти стават преди разсъмване, закусват с бъркани яйца и бекон, участват в дълга пресконференция, правят фотосесия, участват в тържествена церемония за сбогуване и накрая влизат в купола, затваряйки запечатана врата зад тях. Те си спомнят как, вече уморени, седяха в гардероба тази сутрин, гледаха облаците, носещи се над стъкления покрив, както обикновено, и не можеха да повярват, че експериментът е започнал. Вече нямаше връщане назад.
Първи проблеми
Отначало всичко беше точно както си мечтаеха. Колонистите ентусиазирано работеха в полетата на фермата, проверяваха работата на всички системи, наблюдаваха оживения живот на джунглата, ловяха риба, седяха на малкия си плаж, а вечер ядоха превъзходно приготвена вечеря от най-пресните продукти на балкона с изглед към зреещата реколта. Зад зелените лехи и стъклената стена на фермата започваше пустинята и планинската верига, зад която залязваше слънцето. Колонистите нарекоха този балкон „Визионерското кафене“ - оттук бъдещето изглеждаше особено розово. След вечеря имаше философски дискусии или импровизирани джем сешъни. Мнозина взеха със себе си музикални инструменти и макар сред тях да нямаше професионални музиканти, създаденото изглеждаше, на вълната на всеобщия ентусиазъм, авангардната музика на бъдещето.
Около седмица по-късно главният техник на Biosphere, Ван Тило, дойде на закуска много развълнуван. Той обяви, че има странни и неприятни новини. Ежедневните измервания на условията на въздуха показаха, че дизайнерите на купола са допуснали грешки в изчисленията си. Количеството кислород в атмосферата постепенно намалява и процентът на въглероден диоксид се увеличава. Засега това е напълно незабележимо, но ако тенденцията се запази, след около година съществуването на станцията ще стане невъзможно. От този ден нататък райският живот на бионавтите приключи и започна усилена борба за въздуха, който дишаха.
Първо, беше решено да се увеличи възможно най-интензивно зелената биомаса. Колонистите посвещаваха цялото си свободно време на засаждане и грижи за растенията. Второ, те пуснаха резервния абсорбатор на въглероден диоксид на пълен капацитет, от който утайката трябваше непрекъснато да се изстъргва. Трето, океанът стана неочаквана помощ, където малко CO2 се утаи, превръщайки се в оцетна киселина. Вярно, в резултат на това киселинността на океана непрекъснато се увеличаваше и трябваше да се използват добавки, за да се намали*. Нищо не помогна. Въздухът под купола ставаше все по-разреден.
* „Между другото, точно същото нещо се случва със световните океани, чиято киселинност се е увеличила с 30% през последните сто години.“
Скоро пред бионавтите възникна друг глобален проблем. Оказа се, че ферма от 20 акра, с всички съвременни технологии за обработка на земята, може да осигури само 80% от хранителните нужди на колонистите. Ежедневната им диета (еднаква за жените и мъжете) е била 1700 калории, което е нормално за заседнал живот в офиса, но е катастрофално малко за количеството физическа работа, която всеки жител на Биосферата трябва да върши. Първоначално вечерята се сервираше на шведска маса, но скоро започнаха да възникват сериозни конфликти заради това и храната започна да се слага в чинията на всеки, измерена буквално до грам. Хората ставаха от масата гладни и непрекъснато мечтаеха за вкусотии от големия свят. Вечерните философски дискусии замениха фантазиите какво ще ядат, когато бъдат освободени. Килерът, в който се съхраняваше основният деликатес на бионавтите – бананите, трябваше да бъде заключен след отвратителен епизод с анонимно плячкосване. Преди да дадат обелки на прасетата, хората внимателно подбираха всичко, което могат да ядат сами. Банановите кожи и люспите от ядки се смятали за деликатес.
Една вечер Джейн Пойнтър, която отговаря за фермата, призна, че знае за бъдеща хранителна криза. Няколко месеца преди да се премести, тя изчисли, че бионавтите няма да имат достатъчно храна, но под влиянието на д-р Уолфорд и неговите идеи за здравословна диета беше решено, че този недостиг ще бъде само полезен. Лекарят, между другото, беше единственият, който не се оплакваше от глад. Той продължи да настоява за валидността на теорията си: само след шест месеца на "гладна" диета състоянието на кръвта на бионавтите се подобри значително, нивата на холестерола спаднаха и метаболизмът се подобри. Хората губят от 10 до 18 процента от телесното си тегло и изглеждат забележително млади. Те се усмихваха зад стъклото на журналисти и любопитни туристи, правейки се, че нищо не се случва. Въпреки това бионавтите се чувствали все по-зле.
Криза
Лятото на 1992 г. става особено трудно за колонистите. Оризовите култури бяха унищожени от вредители, така че диетата им в продължение на няколко месеца се състоеше почти изцяло от боб, сладки картофи и моркови. Излишъкът на бета-каротин е накарал кожата им да стане оранжева.
Добавка към това нещастие беше особено силният Ел Ниньо, поради който небето над Биосфера 2 беше облачно почти през цялата зима. Това отслабва фотосинтезата на джунглата (и следователно производството на ценен кислород), а също така намалява и без това оскъдните реколти.
Светът около тях губеше своята красота и хармония. В „пустинята“ кондензът по тавана причинявал редовни валежи, така че много растения изгнивали. Огромни петметрови дървета в джунглата изведнъж станаха крехки, някои паднаха, счупвайки всичко около тях. (Впоследствие, когато изучават това явление, учените стигат до извода, че причината за него е липсата на вятър под купола, който укрепва стволовете на дърветата в природата.) Дренажите в рибарниците се запушват и рибите стават все по-малко . Ставаше все по-трудно да се борим с киселинността на океана, която причиняваше смъртта на коралите. Фауната на джунглата и саваната също неумолимо намаляваше. Само хлебарки и мравки се чувстваха страхотно и запълваха всички биологични ниши. Биосферата постепенно умираше.
Собствениците на рая не се чувстваха по-добре. Количеството кислород в атмосферата непрекъснато намалява и достига 16% (нормата е 20%). Това е сравнимо с разредения въздух в планините и обикновено човешкото тяло бързо се адаптира към това състояние. Въпреки това, поради общото изтощение на колонистите, планинската болест не ги пусна. Бионавтите започнаха бързо да се уморяват, постоянно им се виеше свят и вече не можеха да вършат същото количество работа. Но по най-радикален начин кислородният глад се отрази на морала им. Всички се чувстваха депресирани, тъжни, раздразнени. Всеки ден имаше скандали под купола.
Основната причина за конфликта беше, че Алън не позволи на бионавтите да направят проблемите си публично достояние. Той продължи да се преструва, че експериментът върви по план. Половината от колонистите (и двамата капитани, директорът по връзки с обществеността и ръководителят на научните изследвания, т.е. ръководството) са напълно съгласни с тази позиция. Те смятаха, че на всяка цена трябва да останат под купола планираните две години. Други четирима бионавти твърдяха, че е спешно да поискат помощта на международни учени, за да разберат защо кислородът изчезва. Също така би било добра идея да поръчате въздух и храна отвън.
Джейн Пойнтър, лидерът на групата, която искаше да помоли за помощ, описва началото на конфликта по следния начин: „Чистех кошарите за животни във фермата. Главата ми беше ужасно замаяна и трябваше да почивам всяка минута. Сутринта говорихме за нашето положение и аз казах, че да стоим тук и да се душим е някакво сектантство. Замислих се за всичко това, после се обърнах и видях Абигейл да стои зад мен. Имаше нещо в устата си... В следващата секунда тя се изплю в лицето ми! Бях объркан и попитах: „За какво?“ „Помислете сами“, отговори тя, обърна се и си тръгна.
Междувременно обикновените зрители, които всеки ден идваха с автобуса, за да видят какво се случва в гигантския човешки аквариум, не подозираха какви страсти кипят там. Те се наредиха покрай стената, отпиваха кола, дъвчеха хот-дог, а хората във футуристични костюми зад стъклото им се сториха изненадващо духовни, истински герои от научнофантастични книги и визионери. Въпреки че като цяло „визионерите“ бяха просто много уморени и гладни.
Изход
През есента на 1992 г. съдържанието на кислород под купола пада до 14%. Д-р Уолфорд обяви, че се оттегля от задълженията си, тъй като вече не може да събира дори двуцифрени числа наум. През нощта бионавтите непрекъснато се събуждаха, тъй като активната фотосинтеза на растенията спря, нивото на кислород рязко спадна и те започнаха да се задушават. До този момент всички гръбначни животни в биосферата са умрели.
Година след началото на експеримента Алън и Бас решават да намалят налягането в капсулата и да добавят кислород към атмосферата на биосферата. Те също позволиха на бионавтите да използват спешни запаси от зърно и зеленчуци от хранилището за семена. Това значително подобрява общото състояние на колонистите. Двете враждуващи групи обаче останаха в състояние на постоянна война, опитвайки се дори да не разговарят помежду си.
На 26 септември 1993 г., когато шлюзът беше тържествено разхерметизиран и хората излязоха, по лицата им стана ясно, че експериментът се е провалил - изгонването от рая е настъпило напълно и завинаги. Биосферата се оказа непригодна за живот.
Междувременно журналисти, които научиха за добавянето на кислород към атмосферата, направиха огромен скандал от това и нарекоха „Биосферата“ грандиозният провал на века.
И така, какъв беше този мистериозен проблем с кислорода? Когато учените внимателно изследвали окаяното състояние на разрушените куполи, те стигнали до извода, че циментовите подове са изиграли фатална роля. Кислородът реагира с цимента и се утаява под формата на оксиди по стените. Друг активен консуматор на кислород са бактериите в почвата. За „Биосфера“ те избраха най-плодородната черна почва, така че да има достатъчно естествени микроелементи за много години, но в такава почва имаше много микроорганизми, които дишат кислород по същия начин като гръбначните животни. Научните списания признаха тези открития за основните и единствени постижения на биосферата.
След като коригира грешките, Алън планира и стартира втора мисия през 1994 г. Това обаче не продължи дори шест месеца. Бас в крайна сметка също се разочарова от своя гуру и внезапно спря финансирането, поради което експериментът беше ограничен в самото начало.
Дълги години след това „Биосферата“ преминаваше от един институт в друг, постепенно се рушеше, докато съвсем наскоро беше закърпена и вътре беше построена туристическа атракция. Можете да посетите изоставения рай само за 25 долара.
Как работи "мозъчната поща" - предаване на съобщения от мозък на мозък чрез интернет
10 мистерии на света, които науката най-накрая разкри
Биосфери-2
В началото на 90-те години в американската пустиня Аризона стартира мащабен проект, наречен „Биосфера-2” („Биосфера-1” е нашата планета Земя). Тази изкуствено създадена затворена биосфера беше първият мащабен опит за симулиране на процесите, протичащи в естествените екосистеми на Земята. Според авторите на проекта резултатите, получени по време на експеримента, могат да бъдат много полезни при дълги космически полети.
Комплексът от „оранжерии“, напълно изолиран от околната среда (дори атмосферния въздух), заемаше около 1,5 хектара, обемът на атмосферата на „Биосфера-2“ беше около 204 хиляди m 3 въздух. Около 3000 вида животни и растения, както и 8 представителя на Хомо сапиенс, бяха „затворени“ в гигантска „оранжерия“. Интелигентните обитатели на Biosphere 2 имаха на разположение седем различни биома: тропическа гора, пустиня, савана, океан с малък коралов риф и мангрово устие, агроценоза, в която колонистите отглеждаха храна (зеленчуци, плодове и добитък ), както и жилищен блок. Видовият състав на живите организми е избран така, че да симулира най-добре биосферния цикъл на веществата, включително производството и разлагането на органична материя, включително естественото разлагане на човешки отпадъци.
Изкуственото пресъздаване на биосферата на Земята се оказа не толкова просто. Колонистите са изправени пред много сериозни проблеми. Един от основните проблеми беше, че растенията не бяха в състояние да произведат необходимото количество кислород. Съдържанието на кислород в атмосферата на Биосфера-2 намаля от 21% на 15%, в резултат на което беше необходимо да се изпомпва кислород от външната среда. В продължение на две години (от 1991 до 1993 г.) обитателите на изкуствената биосфера са живели в условия на постоянен кислороден глад (катерачите изпитват подобен кислороден глад на надморска височина от 4 км). Учените предполагат, че почвените микроорганизми са изиграли значителна роля за повишената консумация на кислород.
Вторият проблем, пред който са изправени хората, е липсата на храна. Площта на агроценозата Биосфера-2 не беше достатъчна, за да осигури достатъчно храна на 8 души. За да се реши този проблем, беше необходимо да се увеличи гъстотата на сеитбата на зърнени култури, както и да се засадят банани и папая в тропическите гори.
Третият проблем, който значително усложни живота на хората в изолирана екосистема, беше неконтролираното увеличаване на броя на насекомите вредители. Хранителните вериги на изкуствените екосистеми на Биосфера-2 се оказаха непълни и броят на насекомите вредители започна да расте стабилно при липса на врагове. В условията на Биосфера-2, изолирана от външната среда, използването на инсектициди за борба с насекоми вредители е неоправдано, тъй като процесите на самопречистване в такива малки екосистеми са много бавни, което означава, че химическото отравяне на всички жители, включително хората, ще настъпи неизбежно. За да решат този проблем, колонистите трябваше да събират насекоми вредители на ръка, както и да развъждат естествените им врагове.
Пустинният биом не просъществува дълго. Сутрин влагата кондензира върху стъкления покрив на Биосфера 2 и пада като изкуствен дъжд. Известно време след началото на експеримента пустинята започва да обраства с трева.
По време на експеримента някои проблеми се оказаха доста неочаквани. Така безветрието се отрази пагубно на някои видове дървесна растителност. При липса на натиск от вятъра върху ствола и клоните на дърветата механичните тъкани на дървесината се оказаха недоразвити. В резултат на това стволовете и клоните на дърветата станаха крехки и се счупиха под собствената си тежест.
От 1996 г. Biosphere 2 се управлява от Колумбийския университет, който продължава по-нататъшни изследвания, но без човешко участие. Някои биоми от изследователския комплекс бяха достъпни за екскурзисти. През 2005 г. Биосфера 2 беше обявена за продажба.
Какво представлява Биосфера-2 през 2010 г. можете да видите на направените снимки Ноа Шелдън.