"Biosfera-2": Neuspjeh eksperimenta za stvaranje zatvorenog ekosustava

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-16 16:06

Gradimo veliku koloniju na Zemlji, potpuno izoliranu od vanjskog svijeta, tamo sadimo biljke za proizvodnju kisika, uvozimo stoku i naseljavamo osam kolonista na dvije godine! Odlična ideja za znanstveni eksperiment za stvaranje zatvorenih sustava za održavanje života za moguće buduće kolonije na istom Marsu. Istina, u ovoj ideji postoji ozbiljna mana – ljudi. Pokazalo se da su oni jedan od glavnih razloga neuspjeha ambicioznog znanstvenog eksperimenta "Biosfera-2".

Što je Biosfera-2?

U 1970-ima, američki financijer Edward Bass, koji dolazi iz bogate teksaške obitelji koja je zaradila milijarde od nafte, upoznao je Johna Allena, ekologa, inženjera i izumitelja Biosfere-2. Allen je imao ideje, Bass je imao novca da potroši na te ideje. U 80-ima su se te ideje dovoljno iskristalizirale u projekt za koji Bassu nije bilo žao izdvojiti 150 milijuna dolara.

Allen je planirao smjestiti 10 četvornih kilometara zemlje pod prozirne kupole, naseliti ih biljkama, životinjama i ljudima. Za što? Želio je testirati koliko je život fleksibilan, može li ga se zatvoriti u hermetički zatvorenu kutiju i može li u njoj postojati na uravnotežen način. Osim toga, "Biosfera-2" bi mogla pokazati (barem približno) hoće li osoba moći sa sobom ponijeti svoje uobičajeno stanište za kolonizaciju drugih planeta.

Gradnja je započela 1987. godine u Arizoni. Bilo je komplicirano činjenicom da su brtve prozora i druge konstrukcije morale biti što je moguće hermetički nepropusne kako bi se smanjilo curenje zraka. Inače, tim ne bi mogao uhvatiti promjene u gustoći kisika ispod kupole. Ukupno je "Biosfera-2" koncentrirala 180 tona zraka.

Budući da se tijekom dana zrak zagrijavao od sunca i širio, a noću, naprotiv, bio komprimiran, inženjeri su morali neutralizirati te padove tlaka. Za to je odlučeno izgraditi ogromne kupolaste dijafragme, koje su nazvane "pluća".

Ukupno je u početku zgrada sadržavala oko 20 tona biomase, koju je predstavljalo 4 tisuće vrsta. Pritom se očekivalo da će ih 5-20% jednostavno izumrijeti. Sva ta biomasa bila je raspoređena na pet divljih biotopa (prašuma, mini-ocean s koraljnim grebenom, mangrove močvare, savana, maglovita pustinja) i još dva antropogena – polja i povrtnjaci, kao i stambeni prostori s laboratorijima i radionicama, gdje čovjek vladao. Najmanje prostora zauzimao je ocean - svega 450 četvornih metara, dok su polja i vrtovi za osam budućih "bionauta" zauzimali površinu od 2500 četvornih metara. Naselili su se na četiri koze s kozom, 35 kokoši s tri pijetla, dvije krmače i vepra. Lokalni ribnjak bio je naseljen ribama.

Ispod svega su se nalazili prostori s tehničkom infrastrukturom, a vani je postavljena plinska postaja koja je opskrbljivala energijom cijeli kompleks. Zatvoreni ekosustav morao se 100% osigurati vodom, hranom, otpadom od gnojiva i zrakom. Proračuni su pokazali da je sve to izvedivo. No, kako to obično biva, ubrzo nakon početka eksperimenta nešto je pošlo po zlu.

Edenski tabernakuli?

Osam dobrovoljaca, četiri muškarca i četiri žene, prvi put je ušlo u ovaj zemaljski raj 26. rujna 1991. godine. Imali su jednostavan zadatak: vratiti se najkasnije dvije godine kasnije. Naravno, svih ovih mjeseci ekipa nije imala vremena za dosaditi. Radili su na poljima, brinući se o stoci i izvodeći planirane pokuse.

- Da bih napravio pizzu, morao sam požnjeti pšenicu i napraviti tijesto. Zatim nahranite i pomuzite koze za sir. Trebalo mi je četiri mjeseca da napravim pizzu u Biosphere-2 “, rekla je Jane Poynter, jedna od sudionica eksperimenta, tijekom svojih TED Talks. Prema njenim riječima, provela je dvije godine i 20 minuta u izoliranom svijetu.

Međutim, ovdje Jane nije potpuno iskrena. Nešto više od dva tjedna kasnije, djevojka je odsjekla vrh srednjeg prsta dok je radila na stroju za ljuštenje riže. Lokalni liječnik iz tima ga je pokušao pričvrstiti, ali prst nije htio zacijeliti. Jane je hitno evakuirana iz raja i poslana u medicinski centar, gdje joj je prst ušiven na mjesto. Sedam sati kasnije vratila se u Biosferu.

Ali rijetko spominje ovaj incident. Više Jane voli pričati o tome kako je prvi put bilo uzbudljivo udahnuti uistinu drugačiji zrak, koji je osim nje udahnulo samo sedam ljudi na svijetu. I osjećati se kao dio biosfere.

“Kad sam izdahnuo, moj ugljični dioksid je bio gorivo za slatke krumpire koje sam uzgajao. A pojeli smo užasno puno slatkog krumpira. I ovaj batat postao je dio mene. Zapravo, pojeli smo ga toliko da mi je postalo narančasto. Doslovno sam uvijek iznova jeo isti ugljik. Na bizaran način sam se na neki način pojeo.

Pukotina u nebeskoj arci

Pustinja je prva izašla iz čovjekove poslušnosti: nakupljena vlaga na vrhu kupole stvarala je gotovo neprekidnu kišu nad njom. Koralji u oceanu počeli su umirati: voda je apsorbirala previše ugljičnog dioksida.

S vremenom su i senzori i sami kolonisti počeli primjećivati pad razine kisika u lokalnoj atmosferi. Sadržaj ovog iznimno važnog elementa u 16 mjeseci pao je s 21% na kritičnih 14%. Kako su studije na kraju eksperimenta pokazale, unutar "Biosfere-2" je bilo previše cementnih struktura koje su apsorbirale ugljični dioksid i time smanjile koncentraciju proizvedenog kisika.

Dugo su ljudi morali živjeti praktički u visokim planinama. Gladovanje kisikom, naravno, negativno je utjecalo na zdravlje "bionauta". I fizički i psihički. Jane se prisjeća da njihov liječnik, u to vrijeme prilično stariji čovjek, u nekom trenutku više nije mogao zbrajati brojeve. Neki članovi tima nisu mogli završiti frazu, jer su morali doći do daha u sredini.

- Probudite se bez daha jer vam se promijenio sastav krvi. I onda doslovno učiniš ovo: prestaneš disati, onda udahneš i to te probudi. Ovo je užasno neugodno.

Osim toga, mikroflora prašume izmakla je kontroli, koja se prebrzo počela razvijati. Nepredviđena proliferacija mikroorganizama i insekata uzrokovala je dodatnu potrošnju kisika. Posebno su se uzgajali u crnoj zemlji. Za pokusna polja birana su najbolja i najplodnija.

Mediji, koji su ranije bili skeptični prema eksperimentu, u nekim slučajevima nazivajući njegove sudionike "sektom kulta preživljavanja", trubili su da ekipa doslovno polako umire. Svi ti čimbenici doveli su do toga da je uprava odlučila uključiti opskrbu neba kisikom izvana.

Ljudski faktor

Ali jedan od najvažnijih razloga neuspjeha eksperimenta bio je ljudski faktor. Nitko od članova tima "Biosfera-2" nije bio u izolaciji dulje od par mjeseci. Samo je Taber McCallum imao iskustvo trogodišnjeg putovanja jedrenjem. Svađe u timu brzo su podijelile osmorku u dvije skupine, koje se, prema riječima Jane, ni nakon toliko godina međusobno ne podnose.

Svaka skupina imala je svoju viziju kako bi bilo bolje i ispravnije nastaviti eksperiment. Neki su smatrali da je potrebno iskrcati posadu i dio znanstvenog rada prenijeti na znanstvenike izvan kupole, žrtvujući potpunu izolaciju, kako bi se omogućio uvoz/izvoz opreme i uzoraka. Drugi su smatrali da je potrebno potpuno sačuvati čistoću eksperimenta i sami se nositi. Bojali su se da će protivnici voditi eksperiment kako bi dopustili uvoz hrane, što bi bio pravi neuspjeh projekta.

Kao rezultat sukoba, tim nije mogao raditi zajedno i nesmetano ići naprijed. Ljudi su večerali odvojeno, pokušavali se ne gledati u oči i vrlo rijetko razgovarali.

Sukobi su se pogoršavali nedostatkom kisika i hrane, ljudi su postajali depresivni, razdraženi. Isti insekti i mikroorganizmi koji su jeli kisik negativno su utjecali na rast usjeva. Tim je bio prisiljen prijeći na niskokaloričnu prehranu s niskim udjelom masti.

Propovjednik prehrane, inače, bio je isti doktor medicine Roy Walford, koji je pokušao zašiti Janein prst. Bio je uvjeren da bi dnevnu prehranu čovjeka trebalo ograničiti na 1500 kilokalorija bez masnoća, što bi produžilo životni vijek osobe do 130 godina. Nažalost, umro je u dobi od 79 godina (11 godina nakon što je napustio Biosferu-2) od posljedica respiratornog zastoja povezanog s amiotrofičnom lateralnom sklerozom. Neki stručnjaci sugeriraju da bi to mogao biti rezultat znanstvenikovog niskog energetskog unosa.

Ako je Walford bio pripremljen za takvu prehranu, onda se mnogim drugim sudionicima ovo ograničenje u hrani nije svidjelo. Konstantni neuspjesi, mnogo sati rada na poljima… ekipa nije napuštala pomisao na hranu, a njihova težina topila se poput sladoleda na vrućem asfaltu. Taber se od pravog krupnog čovjeka pretvorio u mršavog mučenika, izgubivši 27 kg, jedući samo voće, povrće, orašaste plodove i mahunarke, jaja i proizvode od kozjeg mlijeka.

Ekipa je viđala meso samo nedjeljom – malo piletine ili ribe. Kako ne bi izgubili niti jednu dragocjenu kaloriju, neki su članovi tima, prema Poynterovim sjećanjima, nakon svakog obroka lizali tanjure.

Ipak, Walford, koji je redovito uzimao krvne pretrage svih sudionika, otkrio je da su pokazatelji blizu idealnih: razina kolesterola, inzulina i glukoze pala je, a krvni tlak se vratio na normalu. No, "bionauti" od ovoga nisu postali sretniji.

U studenom 1992., neki od kolonista počeli su jesti zalihe sjemena koje nije uzgajano unutar zgrade. Usred medijskih izvješća o zalihama hrane, krijumčarenju hrane, optužbama za krivotvorenje podataka, cijeli znanstveno-savjetodavni odbor projekta odlučio je napustiti projekt.

U međuvremenu se u javnosti stvorilo mišljenje o "Biosferi-2" kao svojevrsnom olimpijskom sportu (kažu, koliko će izdržati bez otvaranja vrata), a ne kao znanstvenom eksperimentu, teoriji koja se radi na modelu, postupno unoseći promjene. Tako je do kraja eksperimenta pozadina oko njega bila uglavnom negativna.

Eksperimentirajte nakon okusa

U rujnu 1993. godine otvorena su vrata Biosfere-2. I odande su pustili iscrpljene koloniste. Evo što Jane Poynter ima za reći o trenutku oslobođenja:

- Rekao bih da smo svi malo poludjeli. Bio sam oduševljen vidjeti svu svoju obitelj i prijatelje. Dvije godine gledam ljude kroz staklo. I tako su svi potrčali k meni. I povukao sam se. Oni su smrdjeli! Ljudi smrde! Smrdimo na lak za kosu i dezodorans i sva ta sranja.

1994. započela je druga misija "bionauta". Već u drugom sastavu. Beton je pažljivo zapečaćen i pripremljen da provede 10 mjeseci u zatočeništvu. No, prvo su dva otpuštena člana bivšeg tima upala u kupolu u znak protesta, otvorila nekoliko izlaza u slučaju nužde, razbivši pečat na 15 minuta. Razbijeno je i pet čaša. Zapovjednici nove posade napuštali su kupolu jedan po jedan, a u lipnju 1994. sponzori su odustali od projekta i zatvorili njegovo financiranje.

Unatoč svim milijunima dolara, prostranim prostorijama i najboljoj crnoj zemlji, prva misija u Biosferu-2 može se smatrati neuspjehom. Ljudi nisu mogli postići stabilnu cirkulaciju kisika u svojoj kupoli, a stalni neuspjesi i štetnici koji se razmnožavaju stavljaju ih doslovno na rub opstanka. Osim toga, ovih osam kolonista pokazalo je da je čovjek jedna od najslabijih karika u takvoj izolaciji.

"Biosfera-2" još uvijek stoji u pustinji Arizone. Sada je to više botanički vrt s kupolom, koji pripada državnom sveučilištu. Tamo se provode eksperimenti, ali ne u tako velikim razmjerima. Konstantno se održavaju ekskurzije za školarce i turiste. Jedna od atrakcija koje se prikazuju tijekom izleta je i natpis koji je ostavio bivši „bionaut“: „Tek smo ovdje osjetili koliko ovisimo o prirodi koja nas okružuje. Ako nema drveća, nećemo imati što disati, ako je voda zagađena, nećemo imati što piti."