"Biosphere-2": Fallimento di un esperimento per creare un ecosistema chiuso

2024 Autore: Seth Attwood | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-16 16:08

Stiamo costruendo una colonia su larga scala sulla Terra, completamente isolata dal mondo esterno, piantando lì piante per generare ossigeno, importando bestiame e sistemando otto coloni per due anni! Un'ottima idea per un esperimento scientifico per creare sistemi di supporto vitale chiusi per possibili future colonie sullo stesso Marte. È vero, c'è un grave difetto in questa idea: le persone. Si sono rivelati uno dei motivi principali del fallimento dell'ambizioso esperimento scientifico "Biosphere-2".

Cos'è la Biosfera-2?

Negli anni '70, il finanziere americano Edward Bass, che proviene da una ricca famiglia del Texas che guadagnava miliardi dal petrolio, incontrò John Allen, un ecologista, ingegnere e inventore della Biosfera-2. Allen aveva delle idee, Bass aveva soldi da spendere per quelle idee. Negli anni '80, queste idee si sono cristallizzate abbastanza in un progetto per il quale a Bass non è dispiaciuto stanziare $ 150 milioni.

Allen progettò di posizionare 10 chilometri quadrati di terra sotto cupole trasparenti, popolandoli di piante, animali e persone. Per che cosa? Voleva testare quanto sia flessibile la vita, se è possibile racchiuderla in una scatola ermetica e se può esistere in essa in modo equilibrato. Inoltre, "Biosphere-2" potrebbe mostrare (almeno approssimativamente) se una persona sarebbe in grado di portare con sé il suo habitat abituale per la colonizzazione di altri pianeti.

La costruzione è iniziata nel 1987 in Arizona. Era complicato dal fatto che le guarnizioni delle finestre e altre strutture dovevano essere il più ermetiche possibile per ridurre al minimo le perdite d'aria. Altrimenti, il team non sarebbe in grado di catturare i cambiamenti nella densità dell'ossigeno sotto la cupola. In totale, "Biosphere-2" ha concentrato 180 tonnellate di aria.

Poiché durante il giorno l'aria veniva riscaldata dal sole ed espansa, e di notte, al contrario, veniva compressa, gli ingegneri hanno dovuto neutralizzare queste perdite di carico. Per questo si decise di costruire enormi diaframmi a cupola, che furono chiamati "polmoni".

In totale, all'inizio, l'edificio conteneva circa 20 tonnellate di biomassa, rappresentate da 4mila specie. Allo stesso tempo, ci si aspettava che il 5-20% di loro si sarebbe semplicemente estinto. Tutta questa biomassa è stata distribuita su cinque biotopi selvaggi (foresta pluviale, mini-oceano con barriera corallina, paludi di mangrovie, savana, deserto nebbioso) e altri due di origine antropica - campi e orti, oltre a zone abitate con laboratori e laboratori, dove l'uomo governato. Lo spazio minimo era occupato dall'oceano - solo 450 metri quadrati, mentre i campi e i giardini per gli otto futuri "bionauti" occupavano un'area di 2500 metri quadrati. Si stabilirono su quattro capre con una capra, 35 galline con tre galli, due scrofe e un cinghiale. Lo stagno locale era abitato da pesci.

Al di sotto di tutto questo c'erano locali con infrastrutture tecniche, ed è stata installata una stazione di gas naturale all'esterno, che ha fornito energia all'intero complesso. L'ecosistema chiuso doveva rifornirsi al 100% di acqua, cibo, rifiuti di fertilizzanti e aria. I calcoli hanno mostrato che tutto questo era fattibile. Ma come di solito accade, subito dopo l'inizio dell'esperimento, qualcosa è andato storto.

Tabernacoli dell'Eden?

Otto volontari, quattro uomini e quattro donne, sono entrati per la prima volta in questo paradiso terrestre il 26 settembre 1991. Avevano un compito semplice: tornare indietro non prima di due anni dopo. Naturalmente, in tutti questi mesi la squadra non ha avuto il tempo di annoiarsi. Hanno lavorato nei campi, occupandosi del bestiame ed eseguendo esperimenti pianificati.

- Per fare la pizza dovevo raccogliere il grano e fare l'impasto. Quindi nutrire e mungere le capre per il formaggio. Mi ci sono voluti quattro mesi per fare la pizza al Biosphere-2 , ha detto Jane Poynter, una delle partecipanti all'esperimento, durante i suoi TED Talks. Secondo lei, ha trascorso due anni e 20 minuti in un mondo isolato.

Tuttavia, qui Jane non è completamente onesta. Poco più di due settimane dopo, la ragazza si è tagliata la punta del dito medio mentre lavorava su una macchina per la mondatura del riso. Un medico locale della squadra ha provato ad attaccarlo, ma il dito non voleva guarire. Jane è stata evacuata urgentemente dal paradiso e inviata al centro medico, dove le è stato cucito un dito. Sette ore dopo, è tornata nella Biosfera.

Ma lei menziona raramente questo incidente. A Jane piace parlare di quanto sia stato emozionante respirare per la prima volta un'aria davvero diversa, che, oltre a lei, respiravano solo sette persone al mondo. E sentirsi parte della biosfera.

Quando ho espirato, il mio biossido di carbonio stava alimentando le patate dolci che stavo coltivando. E abbiamo mangiato un sacco di patate dolci. E questa patata dolce è diventata una parte di me. In effetti, ne abbiamo mangiato così tanto che mi ha fatto diventare arancione. Ho letteralmente mangiato lo stesso carbonio più e più volte. In un modo bizzarro, in un certo senso mi sono mangiato.

La crepa nell'arca celeste

Il deserto fu il primo a emergere dall'obbedienza dell'uomo: l'umidità accumulatasi alla sommità della cupola generava su di essa una pioggia quasi continua. I coralli nell'oceano iniziarono a morire: l'acqua assorbiva troppa anidride carbonica.

Nel tempo, sia i sensori che i coloni stessi hanno iniziato a notare un calo del livello di ossigeno nell'atmosfera locale. Il contenuto di questo importantissimo elemento in 16 mesi è sceso dal 21% a un critico 14%. Come hanno mostrato gli studi alla fine dell'esperimento, c'erano troppe strutture di cemento all'interno di "Biosphere-2", che assorbivano l'anidride carbonica e quindi riducevano la concentrazione di ossigeno prodotta.

Per molto tempo le persone hanno dovuto vivere praticamente in alta montagna. La fame di ossigeno, naturalmente, ha influito negativamente sulla salute dei "bionauti". Sia fisico che mentale. Jane ricorda che il loro medico, a quel tempo un uomo piuttosto anziano, a un certo punto non era più in grado di fare i conti. Alcuni membri del team non sono riusciti a finire la frase, poiché hanno dovuto riprendere fiato nel mezzo.

- Ti svegli senza fiato perché la composizione del tuo sangue è cambiata. E poi fai letteralmente questo: smetti di respirare, poi inspiri e ti sveglia. Questo è terribilmente fastidioso.

Inoltre, la microflora della foresta pluviale è andata fuori controllo, che ha iniziato a svilupparsi troppo rapidamente. La proliferazione imprevista di microrganismi e insetti ha causato un ulteriore consumo di ossigeno. Si riproducono soprattutto in terra nera. Per i campi sperimentali è stato scelto il migliore e il più fertile.

I media, che in precedenza erano stati scettici sull'esperimento, in alcuni casi definendo i suoi partecipanti una "setta di un culto della sopravvivenza", hanno strombazzato che la squadra stava letteralmente morendo lentamente. Tutti questi fattori hanno portato al fatto che la direzione ha deciso di includere la fornitura di ossigeno al cielo dall'esterno.

Fattore umano

Ma uno dei motivi più importanti del fallimento dell'esperimento è stato il fattore umano. Nessuno dei membri del team "Biosphere-2" è rimasto in isolamento per più di un paio di mesi. Solo Taber McCallum ha avuto l'esperienza di un viaggio in barca a vela di tre anni. Le liti nella squadra hanno rapidamente diviso gli otto in due gruppi, che, secondo Jane, anche dopo tanti anni, non si tollerano a vicenda.

Ogni gruppo aveva la propria visione di come sarebbe stato meglio e più corretto continuare l'esperimento. Alcuni ritenevano che fosse necessario scaricare l'equipaggio e trasferire parte del lavoro scientifico agli scienziati fuori dalla cupola, sacrificando il completo isolamento, per consentire l'importazione/esportazione di apparecchiature e campioni. Altri credevano che fosse necessario preservare completamente la purezza dell'esperimento e farcela da soli. Temevano che gli oppositori avrebbero condotto l'esperimento per consentire l'importazione di cibo, il che sarebbe stato un vero fallimento del progetto.

A causa dei conflitti, il team non ha potuto lavorare insieme e andare avanti senza intoppi. Le persone cenavano separatamente, cercavano di non guardarsi negli occhi e parlavano molto raramente.

I conflitti sono stati aggravati dalla mancanza di ossigeno e cibo, le persone sono diventate depresse, irritate. Gli stessi insetti e microrganismi che hanno mangiato ossigeno hanno influenzato negativamente la crescita delle colture. La squadra è stata costretta a passare a una dieta ipocalorica e povera di grassi.

Il predicatore della dieta, tra l'altro, era lo stesso dottore in medicina Roy Walford, che cercò di cucire il dito di Jane. Era convinto che la dieta quotidiana di una persona dovesse essere limitata a 1500 chilocalorie senza grassi, il che aumenterebbe l'aspettativa di vita di una persona fino a 130 anni. Sfortunatamente, morì all'età di 79 anni (11 anni dopo aver lasciato Biosphere-2) a causa di un arresto respiratorio associato alla sclerosi laterale amiotrofica. Alcuni esperti hanno suggerito che potrebbe essere il risultato del basso apporto energetico dello scienziato.

Se Walford era preparato per una tale dieta, a molti altri partecipanti non piaceva questa restrizione nel cibo. I continui fallimenti del raccolto, molte ore di lavoro nei campi… la squadra non ha lasciato il pensiero al cibo, e il loro peso si è sciolto come un gelato su un asfalto caldo. Taber da vero omone si è trasformato in un martire emaciato, avendo perso 27 kg, mangiando solo frutta, verdura, noci e legumi, uova e latticini di capra.

La squadra ha visto la carne solo la domenica: un po' di pollo o pesce. Per non perdere una sola preziosa caloria, alcuni membri della squadra, secondo i ricordi di Poynter, leccavano i piatti dopo ogni pasto.

Tuttavia, Walford, che ha eseguito regolarmente esami del sangue di tutti i partecipanti, ha scoperto che gli indicatori erano vicini all'ideale: i livelli di colesterolo, insulina e glucosio sono diminuiti e la pressione sanguigna è tornata alla normalità. Ma i "bionauti" non sono diventati più felici da questo.

Nel novembre 1992, alcuni coloni iniziarono a mangiare scorte di semi che non erano coltivate all'interno dell'edificio. Tra i resoconti dei media su scorte di cibo, contrabbando di cibo, accuse di falsificazione dei dati, l'intero comitato consultivo scientifico del progetto ha deciso di lasciarlo.

Il pubblico intanto si è fatto un'opinione sulla "Biosphere-2" come una specie di sport olimpico (dicono quanto durerà senza aprire le porte), e non come un esperimento scientifico, una teoria che si sta lavorando su un modello, apportando gradualmente modifiche. Quindi, alla fine dell'esperimento, lo sfondo intorno a lui era per lo più negativo.

Retrogusto dell'esperimento

Nel settembre 1993 furono aperte le porte della Biosfera-2. E da lì liberarono i coloni esausti. Ecco cosa ha da dire Jane Poynter sul momento della liberazione:

- Direi che siamo usciti tutti un po' matti. Ero entusiasta di vedere tutta la mia famiglia e i miei amici. Per due anni ho visto le persone attraverso il vetro. E così tutti corsero da me. E mi sono tirato indietro. Puzzavano! La gente puzza! Puzziamo di lacca per capelli e deodorante e tutte quelle stronzate.

Nel 1994 iniziò la seconda missione dei "bionauti". Già in una composizione diversa. Il calcestruzzo è stato prudentemente sigillato e preparato per trascorrere 10 mesi in cattività. Ma prima, due membri licenziati dell'ex squadra hanno fatto irruzione nella cupola in segno di protesta, hanno aperto diverse uscite di emergenza, rompendo il sigillo per 15 minuti. Si sono rotti anche cinque bicchieri. I comandanti del nuovo equipaggio hanno lasciato la cupola uno per uno e nel giugno 1994 gli sponsor hanno abbandonato il progetto e ne hanno chiuso i finanziamenti.

Nonostante tutti i milioni di dollari, i locali spaziosi e la migliore terra nera, la prima missione su Biosphere-2 può essere considerata un fallimento. Le persone non sono riuscite a ottenere una circolazione stabile dell'ossigeno nella loro cupola, e il costante fallimento dei raccolti e la proliferazione dei parassiti li mettono letteralmente sull'orlo della sopravvivenza. Inoltre, questi otto coloni hanno dimostrato che l'uomo è uno degli anelli più deboli in tale isolamento.

"Biosphere-2" si trova ancora nel deserto dell'Arizona. Ora è più un giardino botanico con una cupola, che appartiene all'università statale. Gli esperimenti vengono condotti lì, ma non su così larga scala. Si tengono costantemente escursioni per scolaresche e turisti. Una delle attrazioni che vengono mostrate durante le escursioni è l'iscrizione lasciata dall'ex "bionauta": “Solo qui abbiamo sentito quanto dipendiamo dalla natura circostante. Se non ci sono alberi, non avremo nulla da respirare, se l'acqua è inquinata, non avremo nulla da bere".