"Biosphere-2": Selhání experimentu při vytvoření uzavřeného ekosystému

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-16 16:00

Budujeme rozsáhlou kolonii na Zemi, zcela izolovanou od vnějšího světa, sázíme tam rostliny pro výrobu kyslíku, dovážíme dobytek a na dva roky usazujeme osm kolonistů! Skvělý nápad na vědecký experiment k vytvoření uzavřených systémů podpory života pro možné budoucí kolonie na stejném Marsu. Pravda, v této myšlence je vážná chyba – lidé. Ukázalo se, že jsou jedním z hlavních důvodů neúspěchu ambiciózního vědeckého experimentu „Biosféra-2“.

Co je Biosphere-2?

V 70. letech se americký finančník Edward Bass, který pochází z bohaté texaské rodiny, která vydělávala miliardy na ropě, setkal s Johnem Allenem, ekologem, inženýrem a vynálezcem Biosphere-2. Allen měl nápady, Bass měl peníze, které je mohl utratit. V 80. letech tyto nápady dostatečně vykrystalizovaly v projekt, na který Bassovi nebylo líto vyčlenit 150 milionů dolarů.

Allen plánoval umístit 10 kilometrů čtverečních půdy pod průhledné kopule a zalidnit je rostlinami, zvířaty a lidmi. za co? Chtěl si vyzkoušet, jak je život flexibilní, zda je možné jej uzavřít do vzduchotěsné krabice a zda v ní může existovat vyváženě. Kromě toho by „Biosféra-2“mohla ukázat (alespoň přibližně), zda bude člověk schopen vzít si s sebou své obvyklé stanoviště pro kolonizaci jiných planet.

Stavba začala v roce 1987 v Arizoně. Bylo to komplikované tím, že těsnění oken a další konstrukce musely být maximálně vzduchotěsné, aby se minimalizovaly úniky vzduchu. Jinak by tým nebyl schopen zachytit změny hustoty kyslíku pod kupolí. Celkem „Biosféra-2“soustředila 180 tun vzduchu.

Vzhledem k tomu, že ve dne se vzduch ohříval sluncem a expandoval a v noci naopak stlačoval, museli inženýři tyto tlakové ztráty neutralizovat. Za tímto účelem bylo rozhodnuto postavit obrovské klenuté membrány, které se nazývaly "plíce".

Celkově se v budově na začátku nacházelo asi 20 tun biomasy zastoupené 4 tisíci druhy. Přitom se počítalo s tím, že 5-20 % z nich prostě vymře. Veškerá tato biomasa byla distribuována do pěti divokých biotopů (deštný prales, minioceán s korálovým útesem, mangrovové bažiny, savana, mlžná poušť) a dalších dvou antropogenních - polí a zeleninových zahrad a také obytných oblastí s laboratořemi a dílnami, kde se člověk vládl. Nejméně místa zabíral oceán – pouhých 450 metrů čtverečních, zatímco pole a zahrady pro osm budoucích „bionautů“zabíraly plochu 2500 metrů čtverečních. Uspokojili se se čtyřmi kozami s kozlem, 35 slepicemi se třemi kohouty, dvěma prasnicemi a kancem. Zdejší rybník obývaly ryby.

Pod tím vším byl areál s technickou infrastrukturou a venku byla instalována plynárenská stanice, která zásobovala energií celý areál. Uzavřený ekosystém se musel 100% postarat o vodu, potraviny, odpad z hnojiv a vzduch. Výpočty ukázaly, že to vše bylo možné. Ale jak už to tak bývá, brzy po zahájení experimentu se něco pokazilo.

Edenské svatostánky?

Osm dobrovolníků, čtyři muži a čtyři ženy, vstoupilo 26. září 1991 poprvé do tohoto pozemského ráje. Měli jednoduchý úkol: vrátit se nejdříve o dva roky později. Po celé ty měsíce samozřejmě tým neměl čas se nudit. Pracovali na polích, starali se o dobytek a prováděli plánované experimenty.

- Abych udělal pizzu, musel jsem sklidit pšenici a udělat těsto. Potom kozy nakrmte a podojte na sýr. Trvalo mi čtyři měsíce, než jsem udělala pizzu v Biosphere-2, “řekla Jane Poynter, jedna z účastnic experimentu, během svých TED Talks. Podle ní strávila dva roky a 20 minut v izolovaném světě.

Zde však Jane není úplně upřímná. O něco málo přes dva týdny později si dívka při práci na stroji na loupání rýže usekla špičku prostředníčku. Místní lékař z týmu se ho pokusil přiložit, ale prst se nechtěl zahojit. Jane byla naléhavě evakuována z ráje a poslána do lékařského centra, kde jí prst přišili na místo. O sedm hodin později se vrátila zpět do biosféry.

O tomto incidentu se ale zmiňuje jen zřídka. Více Jane ráda mluví o tom, jak vzrušující bylo poprvé dýchat skutečně jiný vzduch, který kromě ní dýchalo jen sedm lidí na světě. A cítit se jako součást biosféry.

"Když jsem vydechl, můj oxid uhličitý poháněl sladké brambory, které jsem pěstoval." A snědli jsme strašně moc sladkých brambor. A tento sladký brambor se stal mou součástí. Ve skutečnosti jsme toho snědli tolik, že mě to zbarvilo do oranžova. Doslova jsem jedl ten samý uhlík znovu a znovu. Zvláštním způsobem jsem se svým způsobem snědl.

Prasklina v nebeské arše

Poušť byla první, kdo se vynořil z lidské poslušnosti: nahromaděná vlhkost na vrcholu kopule nad ní generovala téměř nepřetržitý déšť. Korály v oceánu začaly umírat: voda absorbovala příliš mnoho oxidu uhličitého.

Postupem času si senzory i samotní kolonisté začali všímat poklesu hladiny kyslíku v místní atmosféře. Obsah tohoto extrémně důležitého prvku se za 16 měsíců snížil z 21 % na kritických 14 %. Jak ukázaly studie na konci experimentu, uvnitř "Biosphere-2" bylo příliš mnoho cementových struktur, které absorbovaly oxid uhličitý a tím snižovaly koncentraci produkovaného kyslíku.

Lidé museli dlouhou dobu žít prakticky ve vysokých horách. Kyslíkové hladovění přirozeně negativně ovlivnilo zdraví „bionautů“. Jak fyzické, tak psychické. Jane vzpomíná, že jejich lékař, v té době již poněkud starší muž, v určitém okamžiku již nebyl schopen sečíst čísla. Někteří členové týmu nemohli větu dokončit, protože museli uprostřed popadnout dech.

- Probudíte se lapající po vzduchu, protože se změnilo složení vaší krve. A pak uděláte doslova toto: přestanete dýchat, pak se nadechnete a to vás probudí. To je strašně otravné.

Navíc se mikroflóra deštného pralesa vymkla kontrole, která se začala rozvíjet příliš rychle. Nepředvídané přemnožení mikroorganismů a hmyzu způsobilo další spotřebu kyslíku. Chovali se zejména v černozemě. Pro pokusná pole byla vybrána ta nejlepší a nejúrodnější.

Média, která se dříve k experimentu stavěla skepticky a v některých případech jeho účastníky označovala za „sektu kultu přežití“, vytrubovala, že tým doslova pomalu umírá. Všechny tyto faktory vedly k tomu, že se vedení rozhodlo zahrnout přísun kyslíku do nebes zvenčí.

Lidský faktor

Ale jedním z nejdůležitějších důvodů neúspěchu experimentu byl lidský faktor. Žádný z členů týmu "Biosphere-2" nebyl v izolaci déle než pár měsíců. Pouze Taber McCallum měl zkušenost s tříletou plavbou. Hádky v týmu osmičku rychle rozdělily na dvě skupiny, které se podle Jane ani po tolika letech nesnášejí.

Každá skupina měla svou vlastní vizi, jak by bylo lepší a správnější v experimentu pokračovat. Někteří věřili, že je nutné vyložit posádku a přenést část vědecké práce na vědce mimo kupoli, obětovat úplnou izolaci, aby bylo možné importovat/exportovat vybavení a vzorky. Jiní věřili, že je nutné zcela zachovat čistotu experimentu a poradit si sami. Obávali se, že odpůrci pokus povedou k povolení dovozu potravin, což by byl skutečný neúspěch projektu.

V důsledku konfliktů tým nemohl spolupracovat a plynule postupovat vpřed. Lidé stolovali odděleně, snažili se nedívat si do očí a mluvili velmi zřídka.

Konflikty zhoršoval nedostatek kyslíku a jídla, lidé upadali do deprese, podráždění. Stejný hmyz a mikroorganismy, které jedly kyslík, negativně ovlivnily růst plodin. Tým byl nucen přejít na nízkokalorickou dietu s nízkým obsahem tuku.

Kazatelem diety byl mimochodem stejný doktor medicíny Roy Walford, který se pokusil ušít Jane prst. Byl přesvědčen, že denní strava člověka by měla být omezena na 1500 kilokalorií bez tuku, což by prodloužilo délku života člověka až na 130 let. Bohužel zemřel ve věku 79 let (11 let po odchodu z Biosféry-2) na následky zástavy dechu spojené s amyotrofickou laterální sklerózou. Někteří odborníci se domnívají, že by to mohl být výsledek vědcova nízkého energetického příjmu.

Pokud byl Walford na takovou dietu připraven, pak se mnoha dalším účastníkům toto omezení v jídle nelíbilo. Neustálá neúroda, mnoho hodin práce na polích … tým neopouštěl myšlenky na jídlo a jejich váha se rozpouštěla jako zmrzlina na rozpáleném asfaltu. Taber ze skutečného velkého muže se proměnil ve vyhublého mučedníka, který zhubl 27 kg a jedl pouze ovoce, zeleninu, ořechy a luštěniny, vejce a výrobky z kozího mléka.

Družstvo vidělo maso jen v neděli – trochu kuřete nebo rybu. Aby nepřišli o jedinou drahocennou kalorii, někteří členové týmu podle Poynterových vzpomínek po každém jídle olizovali talíře.

Přesto Walford, který všem účastníkům pravidelně prováděl krevní testy, zjistil, že ukazatele se blíží ideálu: hladina cholesterolu, inzulínu a glukózy klesla a krevní tlak se vrátil do normálu. Ale "bionauti" z toho nebyli šťastnější.

V listopadu 1992 začali někteří kolonisté jíst zásoby semen, která nebyla vypěstována uvnitř budovy. Uprostřed zpráv v médiích o skrýších potravin, pašování potravin, obviněních z falšování dat se celý vědecký poradní sbor projektu rozhodl projekt opustit.

Mezitím si veřejnost vytvořila názor na „Biosféru-2“jako na druh olympijského sportu (říkají, jak dlouho vydrží, aniž by otevřeli dveře), a ne jako na vědecký experiment, teorii, na které se pracuje vycházet z modelu a postupně provádět změny. Na konci experimentu tak bylo pozadí kolem něj většinou negativní.

Dochuť experimentu

V září 1993 byly otevřeny dveře Biosféry-2. A odtud vysílené kolonisty propustili. Zde je to, co říká Jane Poynter o okamžiku vysvobození:

- Řekl bych, že jsme se všichni zbláznili. Byl jsem nadšený, že jsem viděl celou svou rodinu a přátele. Dva roky jsem viděl lidi přes sklo. A tak se ke mně všichni rozběhli. A stáhl jsem se. Oni smrděli! Lidi smrdí! Smrdáme lakem na vlasy a deodorantem a všemi těmi kecy.

V roce 1994 začala druhá mise „bionautů“. Už v jiném složení. Beton byl prozíravě utěsněn a připraven strávit 10 měsíců v zajetí. Nejprve však dva propuštění členové bývalého týmu na protest vtrhli do kopule, otevřeli několik nouzových východů a na 15 minut porušili pečeť. Bylo také rozbito pět sklenic. Velitelé nové posádky opustili kopuli jeden po druhém a v červnu 1994 sponzoři opustili projekt a uzavřeli jeho financování.

Přes všechny ty miliony dolarů, prostorné prostory a nejlepší černou půdu lze první misi do Biosféry-2 považovat za neúspěšnou. Lidé nemohli dosáhnout stabilní cirkulace kyslíku ve své kupoli a neustálé neúrody a množící se škůdci je stavěli doslova na pokraj přežití. Těchto osm kolonistů navíc prokázalo, že člověk je jedním z nejslabších článků v takové izolaci.

"Biosphere-2" stále stojí v arizonské poušti. Nyní je to spíše botanická zahrada s kupolí, která patří státní univerzitě. Experimenty se tam provádějí, ale ne v tak velkém měřítku. Neustále se konají exkurze pro školáky a turisty. Jednou z atrakcí, které se během exkurzí ukazují, je nápis, který zanechal bývalý „bionaut“: „Až tady jsme pocítili, jak moc jsme závislí na okolní přírodě. Pokud nebudou stromy, nebudeme mít co dýchat, pokud bude znečištěná voda, nebudeme mít co pít."