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(圖片來源:Vox)
撰文 | Greye
審校 | 韓晶晶
歷史上瘋狂的科學實驗很多。
但九十年代的“生物圈2號”可能是其中最浪漫、最雄心勃勃的。因為它的建造初衷,是模仿“生物圈1號”,也就是我們的地球。
“生物圈2號”耗資1.5億美元建造,是一座用玻璃包圍的未來感建筑,看起來像個大溫室。
它坐落于美國亞利桑那州,占地一公頃,大約一個標準操場大小。
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“生物圈2號”設計圖。(圖片來源:The Institute of Ecotechnics)
1991年到1993年間,四男四女在里面封閉生活了兩年。他們自己種植作物、喂養牲畜,循環利用所有空氣和水。
當時人們以為,“生物圈2號”的探索能夠為人類未來的星際航行做準備。
直到“生物圈2號”的幕后故事被一一揭開,人們才意識到,這是一個失敗的、受到過多關注的、虎頭蛇尾的科學實驗。
第二個地球
“生物圈2號”的雛形,其實沒有太多科學屬性。它起源于美國新墨西哥州的一個實驗性社區,人們在社區里過著一種單純的生活,他們自己種植農作物,有空搞一下實驗戲劇。
后來,他們想建立一個新的社區,能夠將生態系統與科技相結合,實現自給自足。這個想法得到得克薩斯州一個石油大亨兒子的資金支持。
1984年,“生物圈2號”開始在亞利桑那州的荒漠中建造。
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“生物圈2號”建于荒漠之中。(圖片來源:Mark Nelson)
負責這個項目的太空生物圈風險投資公司宣布,這將是一個密閉的空間,生物將在里面蓬勃發展。
建造完成后,“生物圈2號”看起來確實像個小地球。
它擁有陸地、海洋、濕地、沙漠、草原等多種生態系統,盡管都是迷你的。
為了讓這些生態環境更加真實,工程師花了大量精力,來給海洋制造潮汐,確保熱帶雨林有正確的溫度與降水量,甚至試圖在里面創造微風。
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“生物圈2號”里的迷你海洋。(圖片來源:The Institute of Ecotechnics)
除此之外,還有超過3800種動植物生活在“生物圈2號”里。除了人類飼養的雞、山羊和豬,還有蜂鳥、狐猴等野生動物。而人類可種植的農作物則高達80種,包括水稻、山藥、花生、甜菜、小麥、胡蘿卜、辣椒、西紅柿、羽衣甘藍、茄子、洋蔥、紅薯、土豆、南瓜等。
另外,設計者還引入了昆蟲來分解有機廢物,而污水則經過處理后循環使用。
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組員們在種植農作物和飼養山羊。(圖片來源:TED)
1991年9月26日早上,“生物圈2號”正式啟動。八名組員身穿藍色連體衣,仿佛科幻電影里的太空人,在密密麻麻的媒體與攝像機面前,他們發表了激揚的演講。
“我將最后一次呼吸地球的空氣,因為我知道,接下來兩年我將在一個不同的大氣里呼吸。” 組員 Jane Poynter 回憶,那場面就像他們要去執行太空任務一樣。
但事實上,八名組員中并沒有宇航員。他們有的是植物學家,有的是海洋生物學家,有的人有畜牧業和工程師背景,甚至還有外科醫生。在全球媒體的矚目下,八人走進了這座巨型的玻璃房子,開始了長達兩年的封閉生活。
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Jane Poynter 在進入生物圈前的演講。(圖片來源:《未來漫游指南》)
“生物圈2號”里的生活并不悠閑,實際上,組員們非常忙碌。
組員 Mark Nelson 后來統計了他們的時間分配,發現他們至少把四分之一的時間都花在種植農作物上。其他還包括研究和維護占20%,寫報告占19%,烹飪占12%,生物群落管理占11%,畜牧業占9%。剩下的時間,他們還要接受媒體采訪,處理各種各樣的事情。
而溫室外面,每年都有上百萬游客和學生乘坐大巴車來到這里,饒有興致地隔著玻璃,觀察他們的一舉一動。一名組員記得,知名人類學家珍·古道爾也曾來參觀過,“她的表情像是在觀察靈長類動物”。
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組員與游客隔著玻璃對視。(圖片來源:TED)
消失的氧氣
“生物圈2號”的一切看起來都那么美好。后來媒體與公眾才知道,運營“生物圈2號”的公司實際上隱瞞了很多信息,其中最大的謊言,便是它的封閉性。“生物圈2號”才剛啟動兩周,就出了岔子。
組員 Jane Poynter 在使用脫粒機時,不慎將手指尖切掉了一部分。隨時待命的醫生對她進行了緊急處理,但她仍需要被送往醫院去做手術。幾個小時后,Jane Poynter 才重新回到玻璃房子里,但沒有媒體知道這次“偷渡行動”。
后來記者發現了越來越多事實,人們開始感到被欺騙。
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原來,“生物圈2號”的工作人員會每月兩次,給組員們提供各種物資,包括農作物的種子,組員們的維他命,以及捕蟑螂和捕鼠的工具等。而且,在組員們入住的頭幾個月,由于陰雨天氣多,作物歉收,他們還直接從儲藏室中獲取食物。
即便如此,組員們仍經常挨餓,Mark Nelson 記得,他掉了約11公斤體重,最餓的時候甚至吃花生的殼。
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生物圈里的農場。(圖片來源:The Institute of Ecotechnics)
生物圈里的其他生物也活得不怎樣。
蜂鳥與蜜蜂在“生物圈2號”里“滅絕”,導致農作物無法授粉。而最初引入用來分解糞便的蟑螂,則瘋狂繁衍,差點將農作物啃光。
然而,組員們的最大威脅,不是饑餓,而是呼吸。不知為何,“生物圈2號”空氣中的氧氣含量在逐漸下降,從最初的21%降到最低時的14.2%。如此稀薄的氧氣,讓組員們像是生活在4500米的高原上。
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組員回憶當時的情景。(圖片來源:《未來漫游指南》)
組員中有人開始在睡眠中出現呼吸暫停,有人在說話中途需要停下來喘口氣,才能說完一句長句子。大家都盡量把動作慢下來,不消耗任何額外的精力。
由于擔憂氧氣含量再少下去,會影響到組員們的健康,于是,工作人員向“生物圈2號”里注入了純氧。一時之間,組員們開心得手舞足蹈,并且瘋狂大叫與奔跑。Mark Nelson形容,就像一個九十歲的老人重返青春。后來經過研究,才發現生物圈中的混凝土會吸收二氧化碳,導致氧氣含量減少,這是一個設計缺陷。
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“生物圈2號”里氧氣濃度的下降曲線。(圖片來源:William Dempster)
更別提“生物圈2號”還有一個死穴——它未能解決能源問題。
盡管它利用了一部分太陽能,但事實上,“生物圈2號”從來沒有斷過電。里面的所有機器、光源、生態系統的運轉,仍然依賴外部提供大量電能。
而“生物圈2號”在宣傳中,定位成世界上第一個人造生物圈,而且是進行封閉試驗的科學實驗,但實際上卻處處依賴電能和物資補充,未能實現碳循環和氧循環。它耗費了巨資和人力物力來建造、管理和運營,卻無法給僅僅八個人提供足夠的空氣、水和食物。
難怪“生物圈2號”在結束后受到許多嘲笑與譴責。有人罵它偽科學,也有人直指這只是資本操控下的一場真人秀,是一種新穎的娛樂節目。
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現在“生物圈2號”仍在進行科研。(圖片來源:science photo library)
后來,“生物圈2號”被捐獻給亞利桑那大學,科研人員仍在里面進行研究。但“生物圈2號”也并非毫無用處。有科學家據此設計了生態球,也就是那種有著小蝦、藻類、微生物和水的密閉小球,僅靠陽光便可自給自足。
也有科學家看到了這個實驗的積極意義。生態學家 William Schlesinger 認為,我們所知道的關于生態系統的一切,都是以描述性工作為基礎,而“生物圈2號”是一次珍貴的實踐,不能抹殺它的影響。
參考資料:
[1]John Allen, Mark Nelson. Biospherics and Biosphere 2, mission one (1991–1993). Ecological Engineering 13 (1999) 15–29
[2]"The Lost History Of One Of The World’S Strangest Science Experiments (Published 2019)". 2019. Nytimes.Com.
[3]"ULTIMATE SURVIVAL: DESERT DREAMERS BUILD A MAN-MADE WORLD (Published 1986)". 1986. Nytimes.Com.
[4]Schlesinger, William H. 2018. "A Noosphere". Bioscience 68 (9): 722-723.
[5]"Eight Go Mad In Arizona: How A Lockdown Experiment Went Horribly Wrong". 2020. The Guardian.
[6]"Biosphere 2: What Really Happened?". 2022. Dartmouth Alumni Magazine.https://en.wikipedia.org/wiki/Psychological_stress_and_sleep
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