你敢信嗎,三十多年前美國砸了2億美元,在沙漠里造了個全封閉的迷你地球,就想測試人類能不能脫離地球自己過日子。主辦方千挑萬選挑了4男4女共8個頂尖科學(xué)家進去待滿兩年,當時全世界的媒體都蹲在外面圍觀,就等著看人類能不能造出第二個可供生存的家園。結(jié)果才不到三個月,整個實驗就朝著沒人預(yù)料的方向滑了下去。
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蘇聯(lián)解體之后,美國沒了能制衡自己的對手,早早完成了人類首次登月的它,野心直接瞄準了星際殖民。這個瘋狂的實驗就是大名鼎鼎的生物圈2號,咱們住的地球就是生物圈1號,名字就是這么來的。項目是德州石油大佬愛德華?巴斯個人掏的2億美金,從1984年開始設(shè)計建造,花了7年才在亞利桑那州的沙漠里建好。整個生物圈占地13000平方米,全是鋼架和玻璃搭起來的完全封閉建筑,除了陽光能透進來,和外界沒有任何空氣水分和物質(zhì)交換,完完全全就是一個獨立小世界。
設(shè)計者為了復(fù)刻地球的生態(tài)循環(huán),幾乎把能想到的都搬進去了。里面有模擬的熱帶雨林、熱帶草原、荒漠,還有一小片海洋,多處沼澤潟湖,專門劃了農(nóng)田和實驗者的生活區(qū)。前后一共引入了近4000種生物,從糧食作物、各類樹木到家禽魚類,連分解有機物的昆蟲微生物都沒落下。所有人都賭上了頂尖科技和巨額資金,就想讓這個小地球自己完成食物鏈和物質(zhì)循環(huán),實現(xiàn)完全自給自足。
1991年9月26日試驗正式啟動,能進去的8個人全是精英中的精英。他們有植物學(xué)家、海洋生物學(xué)家、醫(yī)生、工程師,連專門會看牙的都配了一個,就為了應(yīng)對封閉環(huán)境里所有突發(fā)狀況。這些人提前好幾年就開始接受培訓(xùn),種地、修機器、維護生態(tài)樣樣都會,每個人都覺得自己會是人類星際殖民的先行者。
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按照實驗規(guī)則,8個人所有生存需求都得靠這個封閉系統(tǒng)自己出。氧氣靠植物光合作用,喝水靠系統(tǒng)自然凈化循環(huán),糧食肉類自己種自己養(yǎng),排泄物垃圾全靠微生物分解再進入循環(huán)。實驗剛開始那會,一切都跟預(yù)想的差不多。8個人作息規(guī)律,每天上午花四個小時種地維護生態(tài),下午做實驗測數(shù)據(jù),日子過得有條不紊。他們種了八十多種農(nóng)作物,養(yǎng)了山羊豬雞這些家禽,水循環(huán)大氣循環(huán)暫時都穩(wěn)得住。全世界都在等,看兩年后人類能不能創(chuàng)造奇跡。
平靜僅僅維持了不到三個月,第一個致命問題悄悄冒了出來。生物圈里的氧氣含量每個月都會掉0.5%,從正常大氣的21%,一直跌到1993年1月的14.2%。這個氧含量是什么概念,相當于讓8個人常年生活在海拔4500米的高原上,早就符合缺氧環(huán)境的定義了。
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缺氧給大家?guī)淼挠绊懞喼睔缧裕焯旎杌璩脸辆癫睿w力掉得厲害,連日常種地都干不動。好多人連續(xù)幾個月睡不好覺,好不容易睡著還會因為窒息感突然驚醒。更要命的是,里面一氧化碳含量飆升,已經(jīng)到了會損傷大腦的程度,8個人的健康都拉響了警報。后來才找到原因,土壤里微生物分解有機物耗氧,產(chǎn)生的二氧化碳還和混凝土框架發(fā)生反應(yīng)被固化了,這個細節(jié)從一開始就被設(shè)計者忽略了。
為了保住實驗者的命,項目組不得不打破完全封閉的規(guī)則,從外面往里面輸氧氣。從這一刻開始,這場實驗的核心目標就已經(jīng)宣告失敗了。比缺氧更難熬的是餓肚子。人工調(diào)控的環(huán)境根本滿足不了農(nóng)作物的生長需求,小麥水稻結(jié)不出正常的籽,蔬菜還頻繁鬧病蟲害,只有紅薯土豆花生這些耐貧瘠的能穩(wěn)定產(chǎn)出。到了實驗后期,吃飽飯成了8個人最大的奢望。
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他們一周才能吃一次肉,每天攝入的熱量遠遠低于正常標準,餓極了的時候,連花生殼都會磨碎了吃。兩年實驗結(jié)束統(tǒng)計數(shù)據(jù),4個男性平均體重掉了18%,4個女性平均體重掉了10%。這場糧食危機反倒成了意外收獲,后來成了科學(xué)界研究卡路里限制飲食的重要樣本,給營養(yǎng)學(xué)研究留了珍貴的參考數(shù)據(jù)。
整個生物圈的生態(tài)系統(tǒng)崩得比所有人想的都快。試驗啟動不到兩年,放進去的25種脊椎動物就有19種徹底滅絕,大部分昆蟲也沒了蹤影。幫植物傳粉的蜜蜂蜂鳥全死了,好多依賴授粉的植物沒法繁殖,食物鏈直接從底層斷了。本來放進去分解垃圾的蟑螂螞蟻沒了天敵,瘋狂繁殖泛濫成災(zāi),差不多啃光了農(nóng)作物的根莖。
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人造海洋也沒能逃過,二氧化碳濃度升高讓海水不斷酸化,大量珊瑚和魚都死了,設(shè)計好的海洋生態(tài)系統(tǒng)徹底失去了循環(huán)能力。原本精心設(shè)計的平衡生態(tài),變成了雜草害蟲泛濫、生物大量滅絕的失衡爛攤子。人類砸了這么多錢和頂尖科技,終究沒能復(fù)刻出地球哪怕萬分之一的生態(tài)韌性。
生理上的煎熬,加上封閉環(huán)境帶來的超大心理壓力,最后連8個人的關(guān)系都搞崩了。原本志同道合的一群人,慢慢分裂成了兩個四人小團體,矛盾越來越深,最后到了互相敵視互不說話的地步。兩邊的分歧其實很簡單,一邊覺得要放開封閉規(guī)則,先保住命再談科研,另一邊堅持要死守規(guī)則,哪怕付出健康代價也不能破戒。
在封閉又高壓的環(huán)境里,這點小小的分歧被無限放大,變成了沒法調(diào)和的矛盾。他們在同一個空間里生活,還劃了各自的活動范圍,吃飯分開干活分開,迎面遇上都不會說一句話。直到實驗結(jié)束,兩邊都沒能和解。
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1993年9月26日,封閉滿兩年之后,形容枯槁的8個科學(xué)家終于走出了生物圈。這場耗資2億轟動全球的實驗,最終以徹底失敗告終。雖然他們待滿了兩年,但實驗要驗證的封閉人工生態(tài)能自給自足的核心目標,完全沒達成。后來1994年又做了第二次實驗,進去5男2女,結(jié)果才維持了六個半月就因為內(nèi)部矛盾和生態(tài)問題提前終止了。從那之后,再也沒人做過這種人類長期封閉居住的實驗。
現(xiàn)在生物圈2號歸亞利桑那大學(xué)管理,成了全球知名的生態(tài)研究基地和科普場所。三十多年過去,人類航天技術(shù)已經(jīng)發(fā)展得特別快,登月計劃重啟,火星探測器不斷傳回來珍貴數(shù)據(jù),人工生態(tài)研究也一直在突破。咱們中國的月宮一號,還完成了世界上時間最長閉合度最高的人工閉合生態(tài)系統(tǒng)試驗,拿到了舉世矚目的成果。
但生物圈2號的失敗,直到現(xiàn)在都是人類生態(tài)研究史上最深刻的一課。它用實打?qū)嵉慕逃?xùn)告訴我們,地球生物圈的平衡太精妙也太脆弱,億萬年演化出來的循環(huán)網(wǎng)絡(luò)環(huán)環(huán)相扣,根本不是人類科技能簡單復(fù)刻的。我們能造巨型玻璃房,能引入成千上萬的物種,能精準算出來每一項數(shù)據(jù),卻終究沒法掌控自然演化的規(guī)律,造不出第二個能住人的地球。
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現(xiàn)在回頭看這場瘋狂的實驗,我們能看到人類探索宇宙的野心和勇氣,更得讀懂它留給全人類的警示。浩瀚宇宙里,地球目前是人類唯一的家園。比起費盡心力去找新的地外棲息地,敬畏自然保護好我們這顆藍色星球,才是人類永遠要做的課題。
參考資料:央視新聞 《“生物圈2號”實驗的啟示》
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