人類曾經試圖複制一個生态圈,用來表示我們具有去地球之外建造基地的能力。
為此,美國的富豪們投資建設了一座“生物圈2号”,并找來8位實驗者進行實驗。
但是,這項實驗以非常慘烈的結局匆匆收尾。
地球的生态圈
并且8名實驗員老死不相往來,矛盾非常深,以至于時間都沒能沖淡。
不過科學家們卻認為,這次實驗具有特别的意義。
那麼當初這8名實驗者在裡面發生了什麼事情,導緻這項實驗被後世稱為“失敗但是有意義的實驗”呢?
地球上的各種地貌
複制生物圈上個世紀60、70年代是人類航天的井噴年代,人類的成功登月,旅行者1号、2号相繼升空,海盜1号和海盜2号成功着陸火星。
這讓人們産生了一種錯覺,那就是我們離移民太空,似乎隻有一步之遙了。
于是在80年代,科學家們提出人為制造一個生态系統的想法,很快,美國的富豪們就一擲千金,投資了當時世界上最貴的建築——生物圈2号。
之所以叫生物圈2号,是因為我們生活的地球就是生物圈1号。
生物圈2号的鳥瞰圖
生物圈2号位于美國亞利桑那沙漠之中,這裡日照時間充足,周圍也沒有任何地勢遮擋。
整個建築以鋼筋和玻璃為主,占地1.3萬平方米,分為了7個生态區。生态區是模仿地球已有的各種環境,分别是農業區、居住區、沙漠、沼澤、海洋、雨林、草原。
為了更加還原地球的生态,科學家們還投放了4000多個物種,其中動物和植物有大約3000種,真菌、細菌等微生物1000餘種。
生物圈2号的結構
根據計劃,生物圈2号實現的是自給自足的模式,通過裡面的植物的光合總用實現生态環境。
為了讓實驗更加完善,實驗組還招募了來自不同國家和地區的8名實驗員,4男4女,這樣搭配,幹活不累。
這8名實驗員的生活所需,完全由生物圈2号裡面提供,外界僅提供緊急救援。
進入生物圈2号的實驗員們
經過一段時間的調試,生物圈2号内的氧氣含量達到标準的21%,符合正常環境。
于是8名實驗員進入生物圈2号,計劃住滿2年時間。8名實驗員非常自信,他們認為以生物圈2号的設備,再呆2年也沒有問題。
不過有的時候,打臉來的就是這麼快,實驗才剛開始進行,沒多久就出現了重大問題!
實驗員們在生物圈2号内生活
實驗失敗實驗員入住沒多久,生物圈2号的氧氣濃度就出現了暴跌,從原本的21%降到了14%。
為了實驗員的安全,外界不得不對裡面進行充氧,将氧氣濃度勉強維持在了16%到19%,可是依然不能支持人類的正常活動。
事先所計劃的植物光合總用産生氧氣,實現生物圈2号的空氣平衡,最後未能實現。
生物圈2号的植物
氧氣暴跌導緻放入的生物們大量死亡,尤其是脊椎動物們,死到最後隻剩下6種。
相反,最活躍的反而是微生物們,檢測顯示,有好幾種微生物數量出現了巨大的增長。
動物的大量死亡也影響到了植物,一些植物到了開花的季節,因為缺少昆蟲授粉,直接枯死了。
這邊動植物在大量死亡,那邊實驗員們也出現了問題,他們之間爆發了矛盾。
生物圈2号内的模拟海洋
實驗員在生物圈2号内要實現自給自足,所以,他們要去農業區種植農作物,并且收集數據。
他們帶去了150個農産品的種子,每一輪需要種植30種,并且不能使用殺蟲劑,必須依靠昆蟲和微生物進行制衡。
或許是氧氣下降增加了實驗員們的壓力,又或是8人來自不同的國家擁有不同的文化,導緻他們無法達成某種共識,8名實驗員之間産生了不可調節的矛盾。
實驗員在裡面種菜
更困難的是,即便外界在向内提供氧氣,裡面的氧氣濃度每個月都要下降0.25%,科學家們甚至都不知道到底是誰在瘋狂消耗氧氣。
于是在第21個月,實驗宣布終止,這8名實驗員狼狽地從密閉的空間裡出來。
此時的生物圈2号内,死氣沉沉、空氣混濁,放入的大部分動物已經“滅絕”,大部分植物已經枯萎。
誰能想到,斥資1.5億美元打造的生物圈2号實驗,最終以失敗告終。
試驗最終以失敗告終
失敗但是有意義雖然生物圈2号實驗失敗了,但是它也向人們傳遞了一個重要的道理,那就是地球的生物圈不可複制。
科學家們事後複盤,發現他們忽略了一個非常重要的點,那就是微生物也會消耗氧氣,并且消耗的氧氣是沒辦法計算的。
他們當時輸送的氧氣,量是按照人類、動物和植物消耗的程度補給的,沒有考慮微生物。
然而就算考慮到了,也無法計算它們需要的量。
微生物們
地球的大氣是地球花費億萬年形成的,期間經過了多次變化才有了今天的氣體含量,人類隻用短短的時間是不可能複制出大氣自己的系統。
此外,生物圈内環環緊扣,每一種生物與環境都有着千絲萬縷又說不清的關系,人類認為隻要把生物堆在一起就能成為生物圈,這種想法本身就具有局限性。
與科學家認為,生物圈2号是因為容納了太多的人類,應該隻派4名或者更少的實驗者進去。
自然界的生态
然而也有科學家指出,生物圈2号本身就沒有複刻出生态系統,就是一個密封的動植物園,就算一個人也不進去,它最後也會崩潰,隻不過是時間的問題。
生物圈2号實驗的失敗,無疑給信心滿滿的人類一盆涼水,原來我們一直都被“困”在地球裡面,所謂我們能離開地球,隻不過是一種假象。
更不要說去月球或者火星建造基地了,人類在地球上建造類似的基地都失敗了,更何況其他星球上的環境更加惡劣。
火星荒蕪的表面
百萬裡挑一的地球生态整個太陽系有大約120萬顆天體,地球是這裡面唯一具有生命的,從這就可以看出,地球生态是百萬裡挑一的存在。
生物圈2号中生活得最好的生物,反而是我們認為比較低級的微生物們。
回顧這些微生物的演化曆程就會發現,它們應對惡劣環境的能力,超過了高級動物們。
地球的生命在大約38億年前出現,而氧氣是在大約26億年前才出現,締造地球最初氧氣的,是一種叫做藍細菌的原核生物,它非常原始,但是至今都還存在。
地球最初誕生生命的地方
也是從這之後,地球的大氣整體上是在朝着更好的方向發展,曾在3億多年前石炭紀,氧氣含量突破了35%。
因此,越是進化高級的生物,實際上對地球的環境的需求更高,尤其是大氣的變化。
這也能解釋,為何生物圈2号内損失慘重的都是動物,尤其是脊椎動物。
而人類,恰好就是進化到最高階的生物,同時也是最依賴地球的生物。依賴到或許地球環境變化,人類就會承受不住變遷的程度。
人類目前不能離開地球
而我們現在的環境,正在朝着當年生物圈2号的情況發展,二氧化碳濃度上升。
二氧化碳裡面的氧原子,很大一部分來自人類燃燒能源,這樣的結果,就是大氣中的氧氣含量會下降。
人類所需的氧氣濃度在19.5%至23.5%之間,當低于這個值之後,人類是否會像生物圈2号裡面的實驗員一樣呢?
人類設想的去改造火星,建立移民基地,難度是生物圈2号的上萬倍。
地球的大氣
科學家們在實驗失敗後表示,與其花費大氣力去複制生态系統,不如好好保護環境,讓人類能夠繼續生活在地球上。
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