Биосфера-2. Реалност
Хелуиг Тина
Наскоро имах късмета да посетя една от атракциите на Тусон - "Биосфера -2". Тази невероятна сграда има много интересна история на създаване, която прилича на добре усукана детективска история. Всичко обаче е наред.
В този ден напуснахме вкъщи в 9 часа сутринта, защото трябваше да пътуваме повече от 100 км до дестинацията на нашето пътуване. След 2 часа пътуване пред очите ни се разкри панорама, състояща се от фантастични прозрачни структури с конична и полукръгла форма, зад които се виждаха затворени бели полусфери и нещо, наподобяващо ориенталска джамия. Изглеждаше, че се приближаваме до някаква неземна структура, която би била по-подходяща за лунен или марсиански пейзаж ...
Когато се приближихме и се опитахме да намерим място за паркиране, успяхме много трудно. Трябва да се отбележи, че когато колата ни се движеше по магистралата, пътят беше почти пуст и реших, че "Биосфера-2" не се посещава много често поради отдалечеността му от града. Но колко грешах, целият паркинг беше пълен с коли. Но съпругът ми и аз имахме страхотен късмет, когато открихме, че едно място вече е свободно, т.к. паркираният автомобил започнал да напуска паркинга.
Първият въпрос, който възникна, когато погледнах тази структура отдалеч, беше: защо и колко време отне изграждането. Скоро получих отговор на тези и много други въпроси.
Учените отдавна се чудят защо е толкова трудно да се предвиди поведението на биосферата на Земята? Много фактори влияят на нейното състояние. Поради това е трудно да се извършат теоретични изчисления и да се изградят математически модели на поведението на биосферата на Земята и е невъзможно да се проведе експеримент върху "естествен модел", тъй катоне можете да експериментирате на цялата планета. Това може да доведе до непредвидими последици, а техническите възможности на цивилизацията не са в състояние да действат толкова глобално.
Дълго време в научния свят латентно узрява идеята за създаване на модел на земната биосфера в миниатюра. Тя трябва да бъде абсолютно изолирана от останалия свят, ще има собствена атмосфера, почва, океан, джунгла, животни и растения. Само слънчевата енергия ще влезе в затворената мини-биосфера, точно както се случва с нашата планета, където практически нищо не идва отвън, освен слънчева светлина и топлина. След като е изградил такъв свят, човек може да започне експерименти, например, като увеличи концентрацията на въглероден диоксид и да види последствията. Освен това е интересно да разберем как ще се развие тази експериментална биосфера в бъдеще, ако бъде оставена сама на себе си. И, разбира се, такъв опит може да е необходим в бъдеще, когато се строят човешки селища на други планети.
Тексаският милиардер Ед Бас беше голям ентусиаст за създаването на модел на затворена биосфера. Той е и основен спонсор. Разработването на структури и системи отне около 10 години, през което време специални екипи от учени събраха различни видове животни и растения от цялата Земя, за да заселят Биосфера - 2, подбраха почвени проби, като внимателно се увериха, че всичко там е биологично балансирано.
През 1986 г. в пустинята на южна Аризона, в подножието на планината Санта Каталина, на 60 километра северно от Тусон, Space Biosphere Ventures започва изграждането на тази необичайна структура, наречена Biosphere 2. Едно от условията на Ед Бас беше да проследи човешките взаимоотношения в дивата природа и в пълна изолация.
През 1990 г. е построена грандиозна конструкция, която представлява затворена природна система, наречена „Биосфера-2“, като се има предвид, че Биосфера 1 е нашата Земя. Биосфера 2 е грандиозна и величествена структура, изработена от стъкло и подсилена стомана, обхваща площ от 1,27 хектара, обемът на съдържащата се в нея атмосфера е 203 760 кубични метра. Беше изцяло покрит със стъклен купол, позволяващ 50% от слънчевата светлина да преминава през него. 5-6-етажните "къщи" от стъкло и стомана приютиха седем екологични системи в миниатюра: тропическа гора, савана, блато, океан, пустиня. Освен това имаше рибни басейни, инсектариум с 250 вида насекоми, селскостопанска ферма (около 4 хиляди вида растения и животни трябваше да живеят тук) и жилищна част - стаи за служители, работилници, информационен и компютърен център за контрол на всички процеси. Всяка от тези екологични системи е била отделна от другите и е имала свой собствен климат. Например, изпаряването на водата от "морето" се извършва с помощта на вентилатори. Получената пара влизала в „джунглата“, където се поддържала определена влажност, имитирали се „облаци“ и „мъгла“. Компютърно контролираните защитни екрани позволяват да има подходящи температурни и светлинни условия във всяко отделение. . Специални "белодробни" инсталации контролираха налягането вътре в конструкцията, за да не се наруши нейната изолация.
Но вече месец и половина след началото на експеримента от Биосфера-2 започнаха да пристигат тревожни новини. Излишният въглероден диоксид започна да се натрупва в атмосферата на стъклената сграда, в която живееха еконавтите. Съдържанието на този газ надвишава планираното. За да се намали до нормалното, беше необходимо да се приложи механичносъоръжения. Така концепцията за "чисто естествена екосистема" вече е нарушена. Бяха отбелязани и други тревожни явления. В изкуствената атмосфера на "Биосфера-2" е намаляла концентрацията на кислород. Тя стана същата като на надморска височина от 3500 метра, т.е. падна от 21 на 14%. Резултатът е постоянно главоболие и намаляване на работоспособността на участниците в експеримента. Еконавтите започнаха да изпитват известно недохранване. Първо, вредителите се размножиха и започнаха да ядат значителна част от реколтата. За да се борят с тях, еконавтите започнаха да развъждат естествените си врагове - насекоми, които се хранят с ларвите на тези вредители. На второ място, прасетата се "разочароваха": не искаха да се размножават и да наддават на тегло, трябваше да бъдат заклани за месо.
"Океанът" се замъгли поради факта, че синьо-зелените водорасли се размножиха.
Първоначално се предполагаше, че храненето на биосферата ще бъде близко до вегетарианското, но реалността далеч надмина тези очаквания. Оказа се, че отглеждането на достатъчно храна за осем души на четвърт хектар не е лесна задача. Еконавтите успяха да отгледат само около 85% от необходимата им храна. И започнаха бързо да отслабват. Те трябваше да консумират само около 2 хиляди калории на ден. В резултат на това всеки отслабна средно с 10 килограма. Биосферистите имали рязък спад на кръвната захар, намаляване на броя на белите кръвни клетки, холестерола и кръвното налягане. Учените трябваше да нарушат условията на експеримента и да започнат да доставят кислород и продукти вътре (тези факти бяха скрити и впоследствие бяха разкрити).
Като цяло в "Биосфера-2" не всичко вървеше така, както се надяваха неговите създатели и организатори. Например, по някаква причина много мравки са се развели, въпреки присъствието им в систематаизобщо не беше планирано първоначално. Тревите и храстите изведнъж започнаха да завземат територията, определена за пустинята, тъй като изкуственият климат, възникнал "под капака", се оказа твърде влажен. Състоянието на изкуствения океан също остави много да се желае. Съдържанието на планктон във водите му беше рязко намалено и кораловите полипи, лишени от храна, измряха. Освен това се оказа, че почвата в тази гигантска оранжерия е твърде богата на хранителни вещества, така че почвените бактерии се размножиха изключително много. Тези микроскопични същества консумират толкова много кислород, че еконавтите започват да страдат от кислороден глад.
Но Джейн Пойнтър и Тейбър Маккалъм, двама участници в този експеримент, стигнаха най-далеч. Още през 1993 г. те основават Paragon Space Development Corporation, която стартира масовото производство на ... джобни биосфери. Разработени са миниатюрни биологични аква системи с размери от 10 до 30 cm в диаметър. Различни морски и сладководни животни могат да живеят в тях абсолютно без никакви грижи. Тези на пръв поглед безполезни "играчки" бяха много търсени в Америка.
Проектът беше прехвърлен на Колумбийския университет. Те решиха да спрат експеримента и да изведат хората от сградата, тъй като не беше ясно как да се реши проблемът с храненето и поддържането на състава на въздуха непроменен. Въпреки това, в средата на 1996 г. учените започнаха нов експеримент, вече без участието на хора. Те трябваше да открият:
• дали увеличаването на процента CO2 наистина увеличава добива и за колко време;
• какво се случва с излишния въглероден диоксид и къде се натрупва;
• Огромен брой микроби и насекоми са се размножили в лабораторията, особено хлебарки и мравки.
• Под стъкления покрив на комплексаСутринта кондензира вода и се изля изкуствен дъжд.
• Създателите не са предвидили такова явление като вятъра: оказа се, че без редовно люлеене дърветата стават крехки и се чупят
През 1997 г. проектът Биосфера-2 е затворен. Тогава се оказа, че температурата и химичният състав на вътрешния въздух в този създаден от човека ковчег започват да надхвърлят безопасните граници. Американците похарчиха около 200 милиона долара и се опитаха да отговорят на въпроса дали е възможно да се създаде абсолютно автономен модел на земната биосфера. За съжаление, този път експериментът завърши с неуспех, "малката Земя", пресъздадена чрез усилията на учени и дизайнери, стана неподходяща за живот.
Какво може да се види сега на екскурзия до "Биосфера-2"? Сами трябва да посетите жилищната сграда, където е проведен експериментът с еконавти: спални, кухня. Лаборатории, контролен център и аграрна зона, където биосферците отглеждат зеленчуци и животни, за да осигурят храната си. Най-добре е да отидете с водач до оранжериите, където все още са изложени няколко биома: океан, мангрови гори, савана, пустиня и тропическа гора. Ръководството показва на посетителите сложни инженерни подземни структури, които осигуряват функционирането на затворени екосистеми на биосферата. Особено внимание заслужава посещението на кръглите полукълба, "белите дробове" на Биосфера-2, които поддържат газовия състав на атмосферата в сградите. Особено удивителна е 20-тонната метална конструкция, която се носи в космоса поради разликата във въздушното налягане. Интересно е самостоятелно да посетите изложбата в сутерена, разположен под океана. През стъклените прозорци можете да наблюдавате живота на кораловия риф, да видите панорамите на различни дълбоководни биоценози инаправете снимка с някое сладко морско животно.
След тричасова разходка, натрупали положителни впечатления и научили много интересни неща за историята на създаването и функционирането на Биосфера-2, напуснахме това красиво място. Малко тъга обаче остана. Когато този проект беше замислен за първи път, правителството на САЩ за космоса счете за възможно да създаде селища на Луната през 2017 г. и до 2027 г.; на Марс. Тогава те изчислиха, че ще са необходими поне три години живот в условия, подобни на организираните в Биосфера-2, за да си проправят път до червената планета и да се върнат обратно. На практика този проблем не може да бъде решен поради различни наслагвания и неотчетени фактори. Като биолог ме утешава фактът, че на базата на Биосфера-2 продължава екологичното обучение на студенти, които провеждат различни полеви експерименти, пишат научни статии, чистят дипломи и дисертации. Следователно има надежда, че рано или късно човечеството ще успее да създаде прототип на затворени екосистеми, където човек може да живее дълго време, и такива „космически дворци“ ще украсят нашите близки и далечни планети, където човек все още не е стъпвал.