"Biosfære-2": Fejl i et eksperiment til at skabe et lukket økosystem

2024 Forfatter: Seth Attwood | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-16 16:01

Vi bygger en storstilet koloni på Jorden, fuldstændig isoleret fra omverdenen, planter planter der for at generere ilt, importerer husdyr og bosætter otte kolonister i to år! En god idé til et videnskabeligt eksperiment for at skabe lukkede livsstøttesystemer til mulige fremtidige kolonier på samme Mars. Sandt nok er der en alvorlig fejl i denne idé - mennesker. De viste sig at være en af hovedårsagerne til fiaskoen i det ambitiøse videnskabelige eksperiment "Biosphere-2".

Hvad er Biosphere-2?

I 1970'erne mødte den amerikanske finansmand Edward Bass, som kommer fra en velhavende Texas-familie, der tjente milliarder på olie, John Allen, en økolog, ingeniør og opfinder af Biosphere-2. Allen havde ideer, Bass havde penge at bruge på de ideer. I 80'erne krystalliserede disse ideer sig nok til et projekt, som Bass ikke var ked af at allokere 150 millioner dollars til.

Allen planlagde at placere 10 kvadratkilometer land under gennemsigtige kupler, befolke dem med planter, dyr og mennesker. Hvorfor? Han ville teste, hvor fleksibelt livet er, om det er muligt at lukke det i en lufttæt boks, og om det kan eksistere i det på en afbalanceret måde. Derudover kunne "Biosphere-2" vise (i hvert fald tilnærmelsesvis), om en person ville være i stand til at tage sit sædvanlige levested med sig til koloniseringen af andre planeter.

Byggeriet begyndte i 1987 i Arizona. Det kompliceredes af, at vinduespakninger og andre strukturer skulle være så lufttætte som muligt for at minimere luftlækager. Ellers ville holdet ikke være i stand til at fange ændringer i ilttætheden under kuplen. I alt koncentrerede "Biosphere-2" 180 tons luft.

Da luften om dagen blev opvarmet af solen og udvidet, og om natten tværtimod blev den komprimeret, måtte ingeniørerne neutralisere disse trykfald. Til dette blev det besluttet at bygge enorme kuplede membraner, som blev kaldt "lunger".

I alt indeholdt bygningen ved starten omkring 20 tons biomasse, repræsenteret af 4 tusinde arter. Samtidig forventedes det, at 5-20 % af dem simpelthen ville dø ud. Al denne biomasse var fordelt på fem vilde biotoper (regnskov, minihav med koralrev, mangrovesumpe, savanne, tåget ørken) og yderligere to menneskeskabte - marker og køkkenhaver, samt opholdsområder med laboratorier og værksteder, hvor mennesket regerede. Den mindste plads blev optaget af havet - kun 450 kvadratmeter, mens markerne og haverne til de otte fremtidige "bionauter" optog et areal på 2500 kvadratmeter. De slog sig ned på fire geder med en ged, 35 høns med tre haner, to søer og en orne. Den lokale dam var beboet af fisk.

Under alt dette lå lokaler med teknisk infrastruktur, og udenfor blev der installeret en naturtankstation, som leverede energi til hele komplekset. Det lukkede økosystem skulle forsyne sig 100 % med vand, mad, gødningsaffald og luft. Beregninger viste, at alt dette var muligt. Men som det plejer at være tilfældet, gik noget galt kort efter, at eksperimentet begyndte.

Tabernakler i Eden?

Otte frivillige, fire mænd og fire kvinder, kom ind i dette jordiske paradis for første gang den 26. september 1991. De havde en simpel opgave: at gå tilbage tidligst to år senere. I alle disse måneder havde holdet naturligvis ikke tid til at kede sig. De har arbejdet på markerne, passet husdyr og udført planlagte eksperimenter.

- For at lave pizza skulle jeg høste hvede og lave dej. Derefter fodres og malkes gederne til ost. Det tog mig fire måneder at lave pizza på Biosphere-2,” sagde Jane Poynter, en af deltagerne i eksperimentet, under sine TED Talks. Ifølge hende tilbragte hun to år og 20 minutter i en isoleret verden.

Her er Jane dog ikke helt ærlig. Lidt over to uger senere huggede pigen spidsen af sin langfinger af, mens hun arbejdede på en risafskalningsmaskine. En lokal læge fra holdet forsøgte at sætte det fast, men fingeren ønskede ikke at hele. Jane blev akut evakueret fra paradis og sendt til lægehuset, hvor hendes finger blev syet på plads. Syv timer senere vendte hun tilbage til biosfæren.

Men hun nævner sjældent denne hændelse. Mere Jane kan lide at fortælle om, hvor spændende det var for første gang at indånde en helt anden luft, som udover hende kun åndede syv mennesker i verden. Og føle sig som en del af biosfæren.

Da jeg åndede ud, gav min kuldioxid næring til de søde kartofler, jeg dyrkede. Og vi spiste en frygtelig masse søde kartofler. Og denne søde kartoffel blev en del af mig. Faktisk spiste vi så meget af det, at det blev mig orange. Jeg spiste bogstaveligt talt det samme kulstof igen og igen. På en bizar måde spiste jeg mig selv på en måde.

Revnen i den himmelske ark

Ørkenen var den første, der dukkede op fra menneskets lydighed: den akkumulerede fugt på toppen af kuplen genererede næsten konstant regn over den. Koraller i havet begyndte at dø: vandet absorberede for meget kuldioxid.

Med tiden begyndte både sensorerne og kolonisterne selv at bemærke et fald i iltniveauet i den lokale atmosfære. Indholdet af dette ekstremt vigtige element på 16 måneder faldt fra 21 % til kritiske 14 %. Som undersøgelser i slutningen af eksperimentet viste, var der for mange cementstrukturer inde i "Biosphere-2", som absorberede kuldioxid og derved reducerede koncentrationen af produceret ilt.

I lang tid måtte folk praktisk talt bo i høje bjerge. Iltsulten påvirkede naturligvis "bionauternes" helbred negativt. Både fysisk og psykisk. Jane husker, at deres læge, en temmelig ældre mand på det tidspunkt, på et tidspunkt ikke længere var i stand til at lægge tallene sammen. Nogle holdmedlemmer kunne ikke afslutte sætningen, da de måtte trække vejret i midten.

- Du vågner op og gisper efter luft, fordi sammensætningen af dit blod har ændret sig. Og så gør du bogstaveligt talt dette: du holder op med at trække vejret, så trækker du vejret ind, og det vækker dig. Det her er frygtelig irriterende.

Derudover kom regnskovens mikroflora ud af kontrol, som begyndte at udvikle sig for hurtigt. Den uforudsete spredning af mikroorganismer og insekter forårsagede yderligere iltforbrug. De ynglede især i sort jord. Til forsøgsmarkerne blev den bedste og mest frugtbare valgt.

Medierne, som tidligere havde været skeptiske over for eksperimentet, og i nogle tilfælde kaldte dets deltagere for en "overlevelsesekt", udbasunerede, at holdet bogstaveligt talt langsomt var ved at dø. Alle disse faktorer har ført til, at ledelsen besluttede at inddrage iltforsyningen til himlen udefra.

Menneskelig faktor

Men en af de vigtigste årsager til, at eksperimentet mislykkedes, var den menneskelige faktor. Ingen af medlemmerne af "Biosphere-2"-holdet var isoleret i mere end et par måneder. Kun Taber McCallum havde oplevelsen af en tre-årig sejltur. Skænderne i holdet delte hurtigt de otte i to grupper, som ifølge Jane, selv efter så mange år, ikke tolererer hinanden.

Hver gruppe havde deres egen vision om, hvordan det ville være bedre og mere korrekt at fortsætte eksperimentet. Nogle mente, at det var nødvendigt at losse besætningen og overføre en del af det videnskabelige arbejde til forskerne uden for kuplen, og ofre fuldstændig isolation, for at tillade import/eksport af udstyr og prøver. Andre mente, at det var nødvendigt helt at bevare forsøgets renhed og klare sig selv. De frygtede, at modstandere ville lede eksperimentet for at tillade import af fødevarer, hvilket ville være en reel fiasko for projektet.

Som et resultat af konflikter kunne teamet ikke arbejde sammen og komme videre uden problemer. Folk spiste hver for sig, forsøgte ikke at se hinanden i øjnene og talte meget sjældent.

Konflikterne blev forværret af manglen på ilt og mad, folk blev deprimerede, irriterede. De samme insekter og mikroorganismer, der spiste ilt, påvirkede væksten af afgrøder negativt. Holdet blev tvunget til at skifte til en diæt med lavt kalorieindhold og lavt fedtindhold.

Diætprædikanten var i øvrigt den samme læge i medicin Roy Walford, som forsøgte at sy Janes finger. Han var overbevist om, at en persons daglige kost skulle begrænses til 1500 kilokalorier uden fedt, hvilket ville øge en persons forventede levetid op til 130 år. Desværre døde han i en alder af 79 (11 år efter at have forladt Biosphere-2) som følge af åndedrætsstop forbundet med amyotrofisk lateral sklerose. Nogle eksperter har foreslået, at det kunne være resultatet af videnskabsmandens lave energiindtag.

Hvis Walford var forberedt på en sådan diæt, kunne mange andre deltagere ikke lide denne begrænsning i mad. Konstante afgrødesvigt, mange timers arbejde på markerne … holdet forlod ikke tanken om mad, og deres vægt smeltede som is på en varm asfalt. Taber fra en rigtig stor mand blev til en afmagret martyr, efter at have tabt 27 kg og kun spist frugt, grøntsager, nødder og bælgfrugter, æg og gedemælksprodukter.

Holdet så kun kød om søndagen - lidt kylling eller fisk. For ikke at miste en eneste kostbar kalorie, slikkede nogle medlemmer af holdet ifølge Poynters erindringer tallerkenerne efter hvert måltid.

Ikke desto mindre fandt Walford, som regelmæssigt tog blodprøver af alle deltagere, at indikatorerne var tæt på ideelle: Kolesterol-, insulin- og glukoseniveauer faldt, og blodtrykket vendte tilbage til det normale. Men "bionauterne" blev ikke gladere af dette.

I november 1992 begyndte nogle af kolonisterne at spise frøforsyninger, der ikke blev dyrket inde i bygningen. Midt i mediernes rapporter om madopbevaring, fødevaresmugling, påstande om dataforfalskning, besluttede hele projektets videnskabelige rådgivende udvalg at forlade det.

I mellemtiden har offentligheden dannet sig en mening om "Biosphere-2" som en slags olympisk sport (de siger, hvor længe vil de holde uden at åbne dørene), og ikke som et videnskabeligt eksperiment, en teori, der arbejdes med ud på en model, der gradvist foretager ændringer. Ved afslutningen af eksperimentet var baggrunden omkring ham således for det meste negativ.

Eksperimenter eftersmag

I september 1993 blev dørene til Biosphere-2 åbnet. Og de løslod de udmattede kolonister derfra. Her er, hvad Jane Poynter har at sige om befrielsens øjeblik:

- Jeg vil sige, at vi alle sammen kom lidt skøre ud. Jeg var begejstret for at se hele min familie og venner. I to år har jeg set mennesker gennem glas. Og så løb alle hen til mig. Og jeg trak mig tilbage. De stank! Folk stinker! Vi stinker af hårspray og deodorant og alt det lort.

I 1994 begyndte "bionauternes" anden mission. Allerede i en anden sammensætning. Betonen blev forsigtigt forseglet og forberedt til at tilbringe 10 måneder i fangenskab. Men først brød to afskedigede medlemmer af det tidligere hold ind i kuplen i protest, åbnede flere nødudgange og brød forseglingen i 15 minutter. Fem glas blev også knust. Cheferne for den nye besætning forlod kuplen én efter én, og i juni 1994 opgav sponsorerne projektet og lukkede dets finansiering.

På trods af alle millioner af dollars, rummelige lokaler og den bedste sorte jord, kan den første mission til Biosphere-2 betragtes som en fiasko. Folk kunne ikke opnå stabil iltcirkulation i deres kuppel, og konstante afgrødesvigt og spredning af skadedyr satte dem bogstaveligt talt på randen af overlevelse. Derudover demonstrerede disse otte kolonister, at mennesket er et af de svageste led i en sådan isolation.

"Biosphere-2" står stadig i Arizonas ørken. Nu er det mere en botanisk have med en kuppel, som tilhører statsuniversitetet. Der udføres eksperimenter, men ikke i så stor skala. Udflugter for skolebørn og turister afholdes konstant. En af attraktionerne, der vises under udflugterne, er inskriptionen fra den tidligere "bionaut": "Kun her mærkede vi, hvor meget vi er afhængige af den omgivende natur. Hvis der ikke er træer, har vi intet at trække vejret, hvis vandet er forurenet, har vi intet at drikke."