«Биосфера-2»: почему провалился аризонский «Ноев ковчег»

Слишком огромны космические расстояния и из-за длительности перелетов рассчитывать только на поставки с Земли было бы опрометчиво. Но когда ученые стали работать над созданием автономной системы жизнеобеспечения стало ясно, насколько это сложная задача. Предлагаем вспомнить о самом масштабном эксперименте по моделированию замкнутой биосферы.

Как начинался проект

Комплекс «Биосфера-2» вблизи./

Американский миллиардер Эдвард Басс (Edward Bass) увлекался проблемами экологии и ему было интересно, реально ли создание функционирующей автономной биосферы и выживание людей в этой замкнутой системе. Возможно, что незримая угроза ядерной войны заставляла его задумываться о путях спасения и о том, куда переселяться человечеству с Земли, если случится непоправимая катастрофа. В 1970-тых годах Басс познакомился с Джоном Аленном (John P. Allen) – активистом-экологом и стал поддерживать его проекты. И когда Джон предложил построить «Ноев ковчег» на Земле, миллиардер с восторгом принял идею и выделил финансирование на ее реализацию: так стартовал эксперимент «Биосфера-2».

Создание «Биосферы-2»

Мини-океан в «Биосфере-2».

«Новый мир» решили построить в штате Аризона – для проведения эксперимента выкупили участок земли вблизи города Оракл. Проектированием построек занимался архитектор Питер Пирс. Он предложил каркас из стальных телескопических опор и стекла с кремниевой окантовкой – такая конструкция была способна выдержать «бомбардировку» градом, который иногда идет в Аризоне. Комплекс сделали герметичным, как космические корабли, а чтобы постройки не взорвались из-за перепада давления при нагреве под солнечными лучами, предусмотрели так называемые «легкие». В разных местах конструкции встроили гибкие мембраны, которые днем раздувались под напором воздуха, а ночью опадали.

Внутри комплекса поместили несколько тысяч представителей флоры и фауны: посадили множество растений, деревьев и кустарников и запустили разнообразных рыб, насекомых и животных, в том числе и сельскохозяйственных – коз, свиней и кур. Всего в «Биосфере-2» обустроили пять независимых экосистем: тропический лес, мини-океан с коралловым рифом, пустыня, саванна и мангровые болота. Получилась планета Земля в миниатюре.

Для проживания людей к природным зонам присоединили отдельное поселение и надел для фермы. Расчеты показывали, что закрытая экосистема сможет длительное время полностью обеспечивать участников эксперимента водой, воздухом и едой. Но на практике все оказалось не так радужно.

Начало эксперимента

В начале эксперимента команда была полна энтузиазма.

Эксперимент стартовал 26 сентября 1991 года: под крышу комплекса зашли восемь человек – четверо мужчин и четверо женщин. Перед ними стояла задача прожить в автономном режиме как минимум два года. Естественно, не сложа руки – участникам предстояло заниматься исследованиями и самостоятельно обеспечивать себя едой. Колонисты с воодушевлением принялись за дело. Первое время все было интересно и необычно: ухаживать за скотом, работать на грядках, наблюдать за жизнью экосистем, ловить рыбу, общаться вечерами, обсуждая ход эксперимента. Но идиллия продолжалась недолго.

Первые проблемы

Ферма для выращивания урожая в «Биосфере-2»

Спустя несколько недель приборы начали фиксировать постепенное снижение уровня кислорода и увеличение доли углекислого газа в воздухе комплекса. Расчеты показали, что при сохранении тенденции примерно через год атмосфера станет непригодна для жизни. С этого момента жизнь бионавтов превратилась в борьбу за выживание. Все свое свободное время они тратили на наращивание зеленой массы, но это не помогло: доля кислорода упала с 21 до 14 процентов, как в условиях высокогорья. Колонисты буквально задыхались от недостатка воздуха. Доходило до того, что из-за кислородного голодания они не могли даже закончить фразу и руководство проекта включило подачу кислорода извне.

Таким разительным образом воздух изменился из-за вышедших из-под контроля вредных микроорганизмов, бактерий и насекомых. Они размножились в невероятных количествах, поглощая кислород и уничтожая растения. Сельскохозяйственные культуры тоже пострадали и еды стало не хватать.
Все эти проблемы усугублялись психологическими трудностями: участники эксперимента конфликтовали и разбились на два противоборствующих лагеря. Журналистам они улыбались и махали руками через стекло, но друг с другом старались общаться как можно меньше.

Познавательный факт: Еще одной причиной ухудшения качества воздуха под куполом «Биосферы-2» стало изобилие цементных конструкций. Бетон обладает свойством поглощать не только влагу, но и также и кислород, и углекислый газ.

Крушение иллюзий За урожай приходилось биться с насекомыми и вредителями. /Фото: inquirer.com

За урожай приходилось биться с насекомыми и вредителями.

В «Биосфере-2» участники эксперимента провели ровно два года и вышли из-под купола 26 сентября 1993 г. Особенно тяжело бионавтам дались последние 12 месяцев. Почти всю зиму небо было затянуто облаками и недостаток солнца снизил и без того критичную выработку растениями кислорода. Урожаи стали еще скуднее, к тому же насекомые уничтожили посевы риса и людям пришлось питаться только морковью, бататом и фасолью. Красивый «Эдем», в который они заходили, разрушался прямо на глазах, а вес голодающих людей таял как снег под жарким солнцем.

Микроклимат внутри нарушился: животный мир сокращался, растения гнили и жухли, кислотность океана росла, рыбы становилось все меньше. Огромные деревья стали хрупкими и некоторые из них упали. Оказалось, что в природе стволы укрепляются, колеблясь под напором ветра, но под куполом его не было. Отлично себя чувствовали только муравьи и тараканы.

На «Биосферу-2» было израсходовано почти 250 млн долларов, но эксперимент провалился и вопрос, можно ли построить аналог Земли в космосе, остался без ответа. Слишком сложна наша экосистема, и слишком много факторов, которые нужно учесть.

Новая жизнь «Биосферы-2»

Эксперимент с автономной экосистемой планировалось повторить, но уже с учетом допущенных ошибок. Однако инвесторы потеряли интерес к проекту, и вторая попытка не состоялась. Владелец выставил комплекс на продажу и в 2011 году «Биосферу-2» купил Аризонский университет для проведения исследований. Теперь здесь изучают эволюцию ландшафта, причины обесцвечивания кораллов и другие проблемы, возникающие из-за глобального изменения климата. Комплекс открыт для посещений и постоянно проводятся экскурсии для туристов и школьников.

Познавательный факт: Цифра 2 в названии говорит не об этапе исследований. Ставя двойку, организаторы эксперимента подчеркнули, что первая, самая главная биосфера – это наша планета Земля.