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宇宙那么大，地球卻那么小。人類(lèi)如今還只能生活在這顆藍(lán)色星球上，多少有點(diǎn)尷尬。但話(huà)說(shuō)回來(lái)，科技一直在進(jìn)步，說(shuō)不定哪天我們真的能搬去火星開(kāi)荒種地，甚至在木星的衛(wèi)星上看日落。
然而，理想很豐滿(mǎn)，現(xiàn)實(shí)卻很“缺氧”。太陽(yáng)系里沒(méi)有哪顆星球適合人類(lèi)直接呼吸生存。哪怕是被寄予厚望的火星，也不過(guò)是個(gè)冷冰冰、空氣稀薄、塵暴頻發(fā)的大號(hào)“沙坑”。所以，若想在外星長(zhǎng)期生活，就得建造一個(gè)完全自給自足的生態(tài)系統(tǒng)：一個(gè)能種菜、養(yǎng)魚(yú)、呼吸新鮮空氣的“地外地球”。 那么問(wèn)題來(lái)了：我們真的能建出這樣一個(gè)系統(tǒng)嗎？ 為了解答這個(gè)問(wèn)題，34年前，美國(guó)人做了個(gè)大膽的實(shí)驗(yàn)：他們?cè)谏衬锎罱艘粋€(gè)封閉的人工生態(tài)圈，然后把4男4女關(guān)了進(jìn)去，看看他們能不能在里面活滿(mǎn)兩年。 這個(gè)實(shí)驗(yàn)的主角叫“生物圈2號(hào)（Biosphere 2）”，位于亞利桑那州圖森市北邊的沙漠里。它的名字里之所以有個(gè)“2”，是因?yàn)椤?號(hào)”就是我們現(xiàn)在生活的地球。換句話(huà)說(shuō)，這就是一個(gè)微縮版地球?qū)嶒?yàn)室。 “生物圈2號(hào)”聽(tīng)起來(lái)像是科幻小說(shuō)里的設(shè)定，實(shí)際卻是一項(xiàng)投資巨大、設(shè)計(jì)精密的科學(xué)嘗試。這個(gè)玻璃封閉大棚占地1.27萬(wàn)平方米，內(nèi)部空間相當(dāng)于兩個(gè)足球場(chǎng)，總體積達(dá)14萬(wàn)立方米，結(jié)構(gòu)由鋼材和玻璃構(gòu)成，可以完全隔絕外界的空氣和水。
它內(nèi)部劃分為多個(gè)生態(tài)區(qū)域，包括熱帶雨林、草原、沙漠、濕地、咸水海洋和農(nóng)業(yè)區(qū)，并且引入了多種動(dòng)植物和微生物，例如雞、羊、魚(yú)、昆蟲(chóng)、爬行動(dòng)物、水生植物、藻類(lèi)、細(xì)菌等等，試圖最大程度模擬地球上的生態(tài)循環(huán)。 根據(jù)設(shè)計(jì)，這套系統(tǒng)理論上可以做到“自己養(yǎng)活自己”，植物進(jìn)行光合作用產(chǎn)生氧氣，人類(lèi)和動(dòng)物消耗氧氣排出二氧化碳，微生物分解廢物再轉(zhuǎn)化為植物營(yíng)養(yǎng)……一個(gè)小型的閉環(huán)生態(tài)地球。 1991年9月26日，4名女性與4名男性實(shí)驗(yàn)志愿者帶著理想和信念走進(jìn)“生物圈2號(hào)”，正式開(kāi)始長(zhǎng)達(dá)兩年的封閉生活。他們中包括醫(yī)生、生態(tài)學(xué)家、農(nóng)業(yè)專(zhuān)家和工程師，陣容看上去頗有“諾亞方舟”探險(xiǎn)隊(duì)的氣勢(shì)。
剛開(kāi)始一切都挺順利：大家分工合作，種田、養(yǎng)雞、研究生態(tài)系統(tǒng)，甚至還有點(diǎn)詩(shī)意的田園生活味道。然而，沒(méi)過(guò)多久，系統(tǒng)的“病根”就一個(gè)接一個(gè)地暴露了出來(lái)。 首先出問(wèn)題的是環(huán)境控制。沙漠區(qū)居然出現(xiàn)了“濕度爆表”的現(xiàn)象，潮濕環(huán)境讓原本稀疏的沙地植物變得郁郁蔥蔥，徹底違背了設(shè)定。同時(shí)，熱帶雨林里的牽牛花瘋狂生長(zhǎng)，把其他植物的陽(yáng)光全擋住了，嚴(yán)重威脅生態(tài)多樣性。科學(xué)家不得不人工干預(yù)——這就等于承認(rèn)：生態(tài)系統(tǒng)“自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)”的理想被打破了。 再接下來(lái)，動(dòng)物界的生態(tài)平衡也失控了。某些原本看起來(lái)不起眼的物種，比如螞蟻和蟑螂，悄悄走上了統(tǒng)治地位。它們數(shù)量暴增，徹底碾壓了系統(tǒng)中其他種群，成了名副其實(shí)的“封閉王者”。而原本設(shè)計(jì)中用于授粉的昆蟲(chóng)種群反而沒(méi)能繁殖起來(lái)，植物的自然繁殖陷入停滯，整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)開(kāi)始步入失衡狀態(tài)。
而最致命的問(wèn)題來(lái)自氧氣。 盡管外界陽(yáng)光明媚，但由于玻璃結(jié)構(gòu)遮擋，進(jìn)入系統(tǒng)的光照只有外界的一半左右，光合作用效率大打折扣。這直接導(dǎo)致氧氣濃度不斷下降，從最初的20.9%，一路降到了16個(gè)月時(shí)的14.5%。這是什么概念？在這樣的氧氣水平下，哪怕是在海拔4000米的高原上也難以生存。 隊(duì)員們開(kāi)始出現(xiàn)呼吸困難、睡眠障礙、疲勞無(wú)力等癥狀。原本是生態(tài)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果演變成了“高原訓(xùn)練營(yíng)”。 一開(kāi)始大家以為是光合作用太弱，氧氣生產(chǎn)不足。但后來(lái)的同位素分析顯示，問(wèn)題出在“氧氣被偷走了”，確切地說(shuō)，是氧氣中的元素被封存在混凝土里了！
原來(lái)，“生物圈2號(hào)”內(nèi)部的混凝土結(jié)構(gòu)與空氣中的二氧化碳發(fā)生反應(yīng)，生成碳酸鈣，同時(shí)“順便”固定了大量氧元素。這可真是“吃進(jìn)去二氧化碳，順帶鎖了氧氣”，坑慘了實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)。 而二氧化碳濃度也成了另一個(gè)令人頭疼的問(wèn)題。白天光合作用減少CO?，晚上呼吸作用又迅速升高，晝夜?jié)舛炔▌?dòng)可達(dá)600 ppm，冬季時(shí)甚至飆升到4500 ppm（正常水平是400 ppm左右）。這種極端波動(dòng)不僅讓人頭暈?zāi)垦＃矎氐状騺y了系統(tǒng)的平衡。 最終，科學(xué)家不得不違背“完全封閉”的原則，使用CO?吸附裝置，并從外部注入氧氣。雖說(shuō)這保住了參與者的命，但也宣告實(shí)驗(yàn)部分失敗。
如果說(shuō)氧氣問(wèn)題令人窒息，那么食物問(wèn)題則令人饑腸轆轆。 由于光照不足、土壤養(yǎng)分釋放緩慢，作物產(chǎn)量低得可憐。參與者長(zhǎng)期處于熱量攝入不足的狀態(tài)，只能種什么吃什么，吃什么都沒(méi)味道。到了實(shí)驗(yàn)后期，甘薯成了他們唯一的主糧。每天紅薯做早餐，中午紅薯燉湯，晚上紅薯煮飯，這個(gè)誰(shuí)吃誰(shuí)知道。 缺乏多樣化營(yíng)養(yǎng)讓他們出現(xiàn)了營(yíng)養(yǎng)不良，體重驟降，工作效率也下降。雖然沒(méi)有人餓死，但這種“能活但不好受”的狀態(tài)維持了將近兩年。 實(shí)驗(yàn)到了后期，除了生態(tài)系統(tǒng)崩潰，人與人之間的關(guān)系也開(kāi)始“失控”。由于長(zhǎng)期高壓、疲勞、食物匱乏，參與者之間矛盾激化，最終甚至分裂成兩個(gè)互相對(duì)立的小團(tuán)體，彼此不信任、拒絕交流。這種情況就像“密閉版生存真人秀”，觀眾看不到，但氣氛堪比“狼人殺”。
1993年9月26日，8位成員走出了“生物圈2號(hào)”，這個(gè)轟動(dòng)一時(shí)的實(shí)驗(yàn)終于畫(huà)上句號(hào)。雖然他們堅(jiān)持了整整兩年，但整體系統(tǒng)并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)真正意義上的自給自足，從技術(shù)層面講，這次實(shí)驗(yàn)并不算成功。 但這并不意味著失敗毫無(wú)意義。相反，“生物圈2號(hào)”暴露了構(gòu)建封閉生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜性與脆弱性，也為后續(xù)相關(guān)研究提供了大量寶貴的數(shù)據(jù)。它告訴我們，地球這個(gè)“生物圈1號(hào)”是何等精妙且難以替代的存在。 所以，我們或許更應(yīng)該珍惜現(xiàn)在這個(gè)藍(lán)色家園。畢竟，想要在宇宙的其他角落再造一個(gè)“地球”，難度可能遠(yuǎn)超我們目前的想象。 |
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來(lái)自： pengshiwen > 《職場(chǎng)/社交》
