"ביוספירה-2": כישלון של ניסוי ליצירת מערכת אקולוגית סגורה

2024 מְחַבֵּר: Seth Attwood | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-16 16:05

אנחנו בונים מושבה בקנה מידה גדול על פני כדור הארץ, מבודדת לחלוטין מהעולם החיצון, שותלים שם צמחים להפקת חמצן, מייבאים משק חי ומיישבים שמונה מתנחלים למשך שנתיים! רעיון מצוין לניסוי מדעי ליצירת מערכות סגורות לתמיכת חיים עבור מושבות עתידיות אפשריות על אותו מאדים. נכון, יש פגם רציני ברעיון הזה - אנשים. הם התבררו כאחת הסיבות העיקריות לכישלון הניסוי המדעי השאפתני "ביוספירה-2".

מה זה ביוספרה-2?

בשנות ה-70 פגש איש הכספים האמריקני אדוארד באס, שמגיע ממשפחה עשירה בטקסס שהרוויחה מיליארדים מנפט, את ג'ון אלן, אקולוג, מהנדס וממציא ביוספרה-2. לאלן היו רעיונות, לבאס היה כסף להוציא על הרעיונות האלה. בשנות ה-80, הרעיונות הללו התגבשו מספיק לפרויקט שבס לא הצטער להקצות לו 150 מיליון דולר.

אלן תכנן להציב 10 קמ"ר של קרקע מתחת לכיפות שקופות, לאכלס אותן בצמחים, בעלי חיים ואנשים. בשביל מה? הוא רצה לבדוק עד כמה החיים גמישים, האם אפשר לסגור אותם בקופסה אטומה והאם הם יכולים להתקיים בה בצורה מאוזנת. בנוסף, "ביוספירה-2" יכולה להראות (לפחות בקירוב) אם אדם יוכל לקחת איתו את בית הגידול הרגיל שלו להתנחלות של כוכבי לכת אחרים.

הבנייה החלה בשנת 1987 באריזונה. זה היה מסובך בגלל העובדה שאטמי חלונות ומבנים אחרים צריכים להיות אטומים ככל האפשר כדי למזער את דליפות האוויר. אחרת, הצוות לא יוכל לתפוס שינויים בצפיפות החמצן מתחת לכיפה. בסך הכל, "ביוספירה-2" ריכזה 180 טון אוויר.

מכיוון שביום האוויר התחמם על ידי השמש והתרחב, ובלילה, להיפך, הוא נדחס, נאלצו המהנדסים לנטרל את ירידת הלחץ הללו. לשם כך הוחלט לבנות דיאפרגמות כיפות ענקיות, שכונו "ריאות".

בסך הכל, בתחילת הדרך, הכיל הבניין כ-20 טון ביומסה, המיוצגים על ידי 4,000 מינים. יחד עם זאת, היה צפוי ש-5-20% מהם פשוט ימותו. כל הביומסה הזו הופצה על פני חמישה ביוטופים פראיים (יער גשם, מיני אוקיינוס עם שונית אלמוגים, ביצות מנגרובים, סוואנה, מדבר ערפילי) ועוד שניים אנתרופוגניים - שדות וגינות ירק, כמו גם אזורי מגורים עם מעבדות ובתי מלאכה, שבהם האדם שלט. השטח הקטן ביותר נתפס על ידי האוקיינוס - רק 450 מ"ר, בעוד השדות והגנים עבור שמונת ה"ביונאוטים" העתידיים תפסו שטח של 2500 מ"ר. הם התיישבו על ארבע עזים עם עז, 35 תרנגולות עם שלושה תרנגולים, שתי זרעות וחזיר. הבריכה המקומית הייתה מאוכלסת בדגים.

מתחת לכל זה היו מתחמים עם תשתית טכנית, ובחוץ הותקנה תחנת דלק טבעי שסיפקה אנרגיה לכל המתחם. המערכת האקולוגית הסגורה נאלצה לספק לעצמה 100% מים, מזון, פסולת דשנים ואוויר. חישובים הראו שכל זה אפשרי. אבל כפי שקורה בדרך כלל, זמן קצר לאחר תחילת הניסוי, משהו השתבש.

סוכות עדן?

שמונה מתנדבים, ארבעה גברים וארבע נשים, נכנסו לגן העדן הארצי הזה בפעם הראשונה ב-26 בספטמבר 1991. הייתה להם משימה פשוטה: לחזור אחורה לא לפני שנתיים. כמובן, כל החודשים האלה לצוות לא היה זמן להשתעמם.הם עבדו בשדות, טיפלו בבעלי חיים וביצעו ניסויים מתוכננים.

- כדי להכין פיצה, הייתי צריך לקצור חיטה ולהכין בצק. לאחר מכן האכילו וחלבו את העיזים לקבלת גבינה. לקח לי ארבעה חודשים להכין פיצה ב-Biosphere-2 , אמרה ג'יין פוינטר, אחת המשתתפות בניסוי, במהלך הרצאות TED שלה. לדבריה, היא בילתה שנתיים ו-20 דקות בעולם מבודד.

עם זאת, כאן ג'יין לא לגמרי כנה. קצת יותר משבועיים לאחר מכן, הנערה חתכה את קצה האצבע האמצעית שלה בזמן שעבדה על מכונה לגילוח אורז. רופא מקומי מהצוות ניסה לצרף אותו, אך האצבע לא רצתה להחלים. ג'יין פונתה בדחיפות מגן העדן ונשלחה למרכז הרפואי, שם נתפרה אצבעה למקומה. שבע שעות לאחר מכן, היא חזרה לביוספרה.

אבל היא ממעטת להזכיר את האירוע הזה. עוד ג'יין אוהבת לדבר על כמה מרגש זה היה בפעם הראשונה לנשום אוויר שונה באמת, שחוץ ממנה, רק שבעה אנשים בעולם נושמים. ולהרגיש כמו חלק מהביוספירה.

כשנשפתי, הפחמן הדו-חמצני שלי תדלק את הבטטות שגידלתי. ואכלנו נורא הרבה בטטות. והבטטה הזו הפכה לחלק ממני. למעשה, אכלנו כל כך הרבה מזה שזה הפך אותי לכתום. ממש אכלתי את אותו פחמן שוב ושוב. בצורה מוזרה, אכלתי את עצמי במובן מסוים.

הסדק בתיבה השמימית

המדבר היה הראשון שיצא מצייתו של האדם: הלחות המצטברת בראש הכיפה יצרה מעליו גשם כמעט מתמשך. אלמוגים באוקיינוס החלו למות: המים ספגו יותר מדי פחמן דו חמצני.

עם הזמן, גם החיישנים וגם המתנחלים עצמם החלו להבחין בירידה ברמת החמצן באטמוספרה המקומית. התוכן של אלמנט חשוב מאוד זה ב-16 חודשים ירד מ-21% ל-14% קריטי. כפי שהראו מחקרים בסוף הניסוי, היו יותר מדי מבני צמנט בתוך "ביוספירה-2", שספגו פחמן דו חמצני ובכך הפחיתו את ריכוז החמצן שנוצר.

במשך זמן רב אנשים נאלצו לחיות כמעט בהרים גבוהים. הרעבה בחמצן, באופן טבעי, השפיעה לרעה על בריאותם של ה"ביונאוטים". גם פיזית וגם נפשית. ג'יין נזכרת שהרופא שלהם, גבר מבוגר למדי באותה תקופה, בשלב מסוים כבר לא היה מסוגל לחבר את המספרים. חלק מחברי הצוות לא הצליחו לסיים את הביטוי, מכיוון שהם נאלצו להסדיר את הנשימה באמצע.

- אתה מתעורר מתנשף באוויר בגלל שהרכב הדם שלך השתנה. ואז אתה ממש עושה את זה: אתה מפסיק לנשום, ואז אתה נושם, וזה מעיר אותך. זה נורא מעצבן.

בנוסף, המיקרופלורה של יער הגשם יצאה משליטה, שהחלה להתפתח מהר מדי. התפשטות בלתי צפויה של מיקרואורגניזמים וחרקים גרמה לצריכת חמצן נוספת. הם התרבו במיוחד באדמה שחורה. לשדות הניסוי נבחר הטוב והפורה ביותר.

התקשורת, שבעבר הייתה סקפטית לגבי הניסוי, וכינתה בחלק מהמקרים את משתתפיו "כת הישרדות", חפררה שהצוות ממש מת לאט. כל הגורמים הללו הביאו לכך שההנהלה החליטה לכלול אספקת חמצן לגן עדן מבחוץ.

גורם אנושי

אבל אחת הסיבות החשובות ביותר לכישלון הניסוי הייתה הגורם האנושי. אף אחד מחברי צוות "ביוספירה-2" לא היה בבידוד במשך יותר מחודשיים. רק לטאבר מקאלום הייתה חוויה של מסע שייט בן שלוש שנים. המריבות בצוות חילקו במהירות את השמונה לשתי קבוצות, שלדברי ג'יין, גם אחרי כל כך הרבה שנים, לא סובלות זו את זו.

לכל קבוצה היה חזון משלה כיצד יהיה טוב ונכון יותר להמשיך בניסוי.היו שסברו כי יש צורך לפרוק את הצוות ולהעביר חלק מהעבודה המדעית למדענים מחוץ לכיפה, תוך הקרבת בידוד מוחלט, כדי לאפשר יבוא/יצוא של ציוד ודגימות. אחרים האמינו שיש צורך לשמר לחלוטין את טוהר הניסוי ולהתמודד בכוחות עצמם. הם חששו שהמתנגדים יובילו את הניסוי להתיר ייבוא מזון, מה שיהווה כישלון אמיתי של הפרויקט.

כתוצאה מעימותים, הצוות לא יכול היה לעבוד יחד ולהתקדם בצורה חלקה. אנשים סעדו בנפרד, השתדלו לא להסתכל אחד לשני בעיניים ודיברו לעתים רחוקות מאוד.

הקונפליקטים הוחרפו בגלל המחסור בחמצן ובמזון, אנשים נעשו מדוכאים, עצבניים. אותם חרקים ומיקרואורגניזמים שאכלו חמצן השפיעו לרעה על צמיחת היבולים. הצוות נאלץ לעבור לתזונה דלת קלוריות ודלת שומן.

מטיף הדיאטה, אגב, היה אותו דוקטור לרפואה רוי וולפורד, שניסה לתפור את האצבע של ג'יין. הוא היה משוכנע שיש להגביל את התזונה היומית של אדם ל-1500 קילוקלוריות ללא שומן, מה שיגדיל את תוחלת החיים של האדם עד ל-130 שנה. לרוע המזל, הוא נפטר בגיל 79 (11 שנים לאחר שעזב את ביוספרה-2) כתוצאה מדום נשימה הקשור לטרשת צדדית אמיוטרופית. כמה מומחים הציעו שזה יכול להיות תוצאה של צריכת אנרגיה נמוכה של המדען.

אם וולפורד היה מוכן לדיאטה כזו, אז משתתפים רבים אחרים לא אהבו את ההגבלה הזו באוכל. כשלי יבול מתמידים, שעות עבודה רבות בשדות… הצוות לא עזב את המחשבה על אוכל, ומשקלם נמס כמו גלידה על אספלט לוהט. טבר מאדם גדול אמיתי הפך לקדוש מעונה כחוש, לאחר שהורד 27 ק ג, שאכל רק פירות, ירקות, אגוזים וקטניות, ביצים ומוצרי חלב עיזים.

הצוות ראה בשר רק בימי ראשון - מעט עוף או דג. כדי לא לאבד ולו קלוריה אחת, כמה מחברי הצוות, לפי זכרונותיו של פוינטר, ליקקו את הצלחות לאחר כל ארוחה.

עם זאת, וולפורד, שלקח באופן קבוע בדיקות דם של כל המשתתפים, גילה שהמדדים קרובים לאידיאליים: רמות הכולסטרול, האינסולין והגלוקוז ירדו ולחץ הדם חזר לקדמותו. אבל ה"ביונאוטים" לא נעשו יותר מאושרים מכך.

בנובמבר 1992 החלו חלק מהקולוניסטים לאכול אספקת זרעים שלא גודלו בתוך הבניין. על רקע דיווחים בתקשורת על מחסני מזון, הברחות מזון, טענות לזיוף נתונים, כל הוועדה המייעצת המדעית של הפרויקט החליטה לעזוב אותו.

בינתיים, הציבור גיבש דעה על "ביוספירה-2" כסוג של ספורט אולימפי (אומרים, כמה זמן יחזיק מעמד בלי לפתוח את הדלתות), ולא כניסוי מדעי, תיאוריה שעובדים עליה. לצאת למודל, לבצע שינויים בהדרגה. כך, בסוף הניסוי, הרקע סביבו היה שלילי ברובו.

ניסוי טעם לוואי

בספטמבר 1993 נפתחו הדלתות של Biosphere-2. ומשם שחררו את המתיישבים המותשים. הנה מה שיש לג'יין פוינטר לומר על רגע הגאולה:

- הייתי אומר שכולנו יצאנו קצת משוגעים. התרגשתי לראות את כל המשפחה והחברים שלי. במשך שנתיים ראיתי אנשים מבעד לזכוכית. וכך כולם רצו אליי. ואני נסוגתי אחורה. הם הסריחו! אנשים מסריחים! אנחנו מסריחים מספריי שיער ודאודורנט וכל השטויות האלה.

ב-1994 החלה המשימה השנייה של ה"ביונאוטים". כבר בהרכב אחר. הבטון נאטם בזהירות והוכן לבלות 10 חודשים בשבי. אבל תחילה, שני חברים מפוטרים מהצוות הקודם פרצו לכיפה במחאה, פתחו מספר יציאות חירום ושברו את החותם למשך 15 דקות. כמו כן נשברו חמש כוסות. מפקדי הצוות החדש עזבו את הכיפה בזה אחר זה, וביוני 1994 נטשו הספונסרים את הפרויקט וסגרו את מימונו.

למרות כל מיליוני הדולרים, השטחים המרווחים והאדמה השחורה הטובה ביותר, המשימה הראשונה לביוספרה-2 יכולה להיחשב ככישלון. אנשים לא יכלו להשיג זרימת חמצן יציבה בכיפה שלהם, וכישלונות יבול מתמידים ומזיקים מתרבים העמידו אותם ממש על סף הישרדות. בנוסף, שמונת הקולוניסטים הללו הוכיחו שהאדם הוא אחת החוליה החלשה ביותר בבידוד כזה.

"ביוספירה-2" עדיין עומדת במדבר אריזונה. עכשיו זה יותר גן בוטני עם כיפה, השייך לאוניברסיטה הממלכתית. נערכים שם ניסויים, אבל לא בקנה מידה כל כך גדול. טיולים לתלמידי בתי ספר ותיירים מתקיימים ללא הרף. אחת האטרקציות שמוצגות במהלך הטיולים היא הכתובת שהשאיר ה"ביונאוט" לשעבר: "רק כאן הרגשנו כמה אנחנו תלויים בטבע שמסביב. אם לא יהיו עצים, לא יהיה לנו מה לנשום, אם המים מזוהמים, לא יהיה לנו מה לשתות".