De huidige staat van het probleem wetenschappelijke projecten biosfeer 2. Het project is "biosfeer", een paradijs dat barstte

- een gebouw dat een gesloten ecologisch systeem simuleert, gebouwd door Space Biosphere Ventures en miljardair Edward Bass in de woestijn van Arizona (VS).

Het cijfer "2" in de titel is bedoeld om te benadrukken dat "Biosphere-1" de aarde is. Er is een alternatieve versie over de "eerste biosfeer" - dat was de naam van het Amerikaanse paviljoen Biosphere op de wereldtentoonstelling Expo-67, ooit niet minder beroemd dan het Atomium. Deze versie wordt ondersteund door een merkbare externe gelijkenis in het ontwerp van Biosphere en Biosphere-2.

De belangrijkste taak van "Biosphere-2" was om erachter te komen of een persoon kan leven en werken in een gesloten omgeving. In de verre toekomst kunnen dergelijke systemen zowel nuttig zijn als autonome nederzettingen in de ruimte als bij extreme verslechtering van de levensomstandigheden op aarde.

Ontwerp

Het laboratorium is een netwerk van luchtdichte gebouwen met een totale oppervlakte van 1,5 hectare gemaakt van lichte materialen, verdeeld in verschillende onafhankelijke ecosystemen en bedekt met een glazen koepel die ongeveer 50% van het zonlicht doorlaat. De binnenruimte is verdeeld in 7 blokken, waaronder een tropisch bos, een miniatuuroceaan met een ongebruikelijke chemische samenstelling, een woestijn, een savanne en een mangrove-estuarium. Gigantische "longen" regelen de interne druk zodat deze overeenkomt met de externe - dit minimaliseert luchtlekkage.

Experiment voortgang

Het experiment werd in twee fasen uitgevoerd: de eerste van 26 september 1991 tot 26 september 1993 en de tweede in 1994. Tijdens de eerste fase begon het zuurstofgehalte met 0,5% per maand te dalen, wat leidde tot een situatie waarin mensen werden gedwongen te leven in omstandigheden van zuurstofgebrek (vergelijkbare omstandigheden worden waargenomen op een hoogte van 4.080 m boven zeeniveau). Omdat het zuurstofgehalte tot zulke gevaarlijke niveaus was gedaald, werd besloten om kunstmatig zuurstof van buitenaf naar binnen te pompen. Ook de tweede fase werd voortijdig onderbroken vanwege organisatorische en financiële problemen.

Aangenomen wordt dat de daling van het zuurstofgehalte is veroorzaakt door onvoorziene kweek micro-organismen. Gewassen, savanne en bos waren gevuld met micro-organismen die zich begonnen te vermenigvuldigen en zaailingen te vernietigen.

leven van binnen

Acht mensen (vier vrouwen en vier mannen) verbleven ongeveer twee jaar in Biosphere-2 en hielden alleen via een computer contact met de buitenwereld. Samen met hen werden er ook 3.000 soorten planten en dieren naar toe gebracht.

In het begin verliep het experiment volgens plan - bomen, gras en struiken groeiden in het laboratorium, wat 46 soorten opleverde. planten voedsel, er waren weiden met geiten, varkensstallen, kippenhokken, vissen en garnalen zwommen in kunstmatige reservoirs.

Aangenomen werd dat het complex autonoom zou functioneren, aangezien alle voorwaarden voor een normaal wielersport. Zonlicht zou volgens wetenschappers voldoende moeten zijn voor voldoende reproductie van zuurstof door planten als gevolg van fotosynthese, wormen en micro-organismen werden ingeschakeld voor de verwerking van afval, insecten om planten te bemesten, etc.

Na een paar weken werd het leven van mensen die in de zelfvoorzienende landbouw leefden echter ontwricht. Micro-organismen en insecten begonnen zich in onverwacht grote aantallen te vermenigvuldigen, met onverwacht zuurstofverbruik en vernietiging van gewassen tot gevolg (het gebruik van pesticiden was niet voorzien). De bewoners van het project begonnen af te vallen en te stikken. Wetenschappers moesten de voorwaarden van het experiment schenden en beginnen met het leveren van zuurstof en producten binnenin (deze feiten waren verborgen en werden later onthuld). Het eerste experiment liep op een mislukking uit: men verloor veel gewicht, de hoeveelheid zuurstof zakte naar 15% (het normale gehalte in de atmosfeer is 21%).

Na het einde van het experiment in 1994 begon een driejarige restauratie van het enorme complex. Gedurende deze tijd verlieten de sponsors het project, in het besef dat het experiment niet de verwachte resultaten opleverde. Begin 1996 werd Biosphere-2 overgedragen onder de wetenschappelijke supervisie van B. Marino en zijn collega's van Aardobservatoria aan de Columbia-universiteit. Ze besloten het experiment stop te zetten en mensen uit het gebouw te verwijderen, omdat het niet duidelijk was hoe het voedingsprobleem op te lossen en de samenstelling van de lucht ongewijzigd te houden.

Medio 1996 begonnen wetenschappers een nieuw experiment, dit keer zonder de deelname van mensen. Ze moesten erachter komen:

of de verhoging van het percentage CO 2 de opbrengst echt verhoogt en voor hoe lang;
wat gebeurt er met overtollig koolstofdioxide en waar het zich ophoopt;
of een omgekeerd catastrofaal proces mogelijk is met een ongecontroleerde toename van het gehalte aan koolstofdioxide in de atmosfeer.

Problemen gevonden

Een groot aantal microben en insecten, vooral kakkerlakken en mieren, hebben zich in het laboratorium voortgeplant.
Onder het glazen dak van het complex condenseerde het water in de ochtend en kwam er kunstmatige regen naar beneden.
De makers hadden zo'n fenomeen als de wind niet voorzien: het bleek dat de bomen zonder regelmatig zwaaien broos worden en breken.

Uitverkoop

Op 10 januari 2005 heeft het bedrijf dat eigenaar is van het unieke complex het laboratorium te koop aangeboden.

bevindingen

Op een van de binnenmuren van de “planeet” zijn nog enkele regels van een van de vrouwen bewaard gebleven: “Alleen hier voelden we hoe afhankelijk van de omringende natuur. Als er geen bomen zijn, hebben we niets om te ademen, als het water vervuild is, hebben we niets te drinken.”

32.578611 , -110.850556

"Biosfeer-2"- een gebouw dat een gesloten ecologisch systeem simuleert, gebouwd door Space Biosphere Ventures en miljardair Edward Bass in de woestijn van Arizona (VS). Het cijfer "2" in de titel is bedoeld om te benadrukken dat "Biosphere-1" de aarde is. (Er is een alternatieve versie over de "eerste biosfeer" - dat was de naam van het Amerikaanse paviljoen op de wereldtentoonstelling Expo-67, ooit niet minder beroemd dan het Atomium. Deze versie wordt ondersteund door een opvallende uiterlijke gelijkenis in de ontwerp van Biosphere en Biosphere-2). De belangrijkste taak van "Biosphere-2" was om erachter te komen of een persoon kan leven en werken in een gesloten omgeving. In de verre toekomst kunnen dergelijke systemen zowel nuttig zijn als autonome nederzettingen in de ruimte als bij extreme verslechtering van de levensomstandigheden op aarde.

Ontwerp

Experiment voortgang

Het experiment werd in twee fasen uitgevoerd: de eerste van 26 september 1991 tot 26 september 1993 en de tweede - in 1994. Tijdens de eerste fase begon het zuurstofgehalte met 0,5% per maand te dalen, wat leidde tot een situatie waarin mensen werden gedwongen te leven in omstandigheden van zuurstofgebrek (vergelijkbare omstandigheden worden waargenomen op een hoogte van 1200 m boven zeeniveau). Omdat het zuurstofgehalte tot zo'n gevaarlijk niveau was gedaald, werd besloten om kunstmatig zuurstof van buitenaf naar binnen te pompen. Ook de tweede fase werd voortijdig onderbroken vanwege organisatorische en financiële problemen.

Er wordt verondersteld dat de daling van het zuurstofgehalte werd veroorzaakt door onverwachte microbiële groei. Gewassen, savanne en bos waren gevuld met micro-organismen die zich begonnen te vermenigvuldigen en zaailingen te vernietigen.

leven van binnen

In eerste instantie verliep het experiment volgens plan - bomen, gras en struiken groeiden in het laboratorium, dat 46 soorten plantaardig voedsel opleverde, er waren geitenweiden, varkensstallen, kippenhokken, vissen en garnalen zwommen in kunstmatige reservoirs.

Aangenomen werd dat het complex autonoom zou functioneren, aangezien alle voorwaarden voor de normale circulatie van stoffen aanwezig waren. Zonlicht zou volgens wetenschappers voldoende moeten zijn voor voldoende reproductie van zuurstof door planten als gevolg van fotosynthese, wormen en micro-organismen werden ingeschakeld voor de verwerking van afval, insecten om planten te bemesten, etc.

Na een paar weken werd het leven van mensen die in de zelfvoorzienende landbouw leefden echter ontwricht. Micro-organismen en insecten begonnen zich in onverwacht grote aantallen te vermenigvuldigen, met onverwacht zuurstofverbruik en vernietiging van gewassen tot gevolg (het gebruik van pesticiden was niet voorzien). De bewoners van het project begonnen af te vallen en te stikken. Wetenschappers moesten naar de schending van de voorwaarden van het experiment gaan en zuurstof en producten binnenin leveren (deze feiten waren verborgen en werden vervolgens blootgesteld). Het eerste experiment liep op een mislukking uit: men verloor veel gewicht, de hoeveelheid zuurstof zakte naar 15% (het normale gehalte in de atmosfeer is 21%).

Na het einde van het experiment in 1994 begon een driejarige restauratie van het enorme complex. Gedurende deze tijd verlieten de sponsors het project, in het besef dat het experiment niet de verwachte resultaten opleverde. Begin 1996 werd Biosphere 2 onder de wetenschappelijke supervisie van B. Marino en zijn collega's van het Earth Observatory van de Columbia University geplaatst. Ze besloten het experiment stop te zetten en mensen uit het gebouw te verwijderen, omdat het niet duidelijk was hoe het voedingsprobleem op te lossen en de samenstelling van de lucht ongewijzigd te houden.

Problemen gevonden

Een groot aantal microben en insecten heeft zich in het laboratorium voortgeplant, vooral kakkerlakken en mieren.
Onder het glazen dak van het complex condenseerde het water in de ochtend en kwam er kunstmatige regen naar beneden.
De makers hadden zo'n fenomeen als wind niet voorzien: het bleek dat bomen zonder regelmatig zwaaien broos worden en breken.

Uitverkoop

bevindingen

zie ook

BIOS-3 is een Russisch gesloten biosfeermodelleringsexperiment.

Links

Projectwebsite (Engels) .
Site gewijd aan gesloten biosferen (eng.).
Octrooi voor expansiekamers die worden gebruikt voor projectdrukregeling.

Wikimedia Stichting. 2010 .

Zie wat "Biosphere 2" is in andere woordenboeken:

Biosfeer… Spellingwoordenboek

- (uit het Griekse bios life and sphaira ball: Suess, 1875; Vernadsky, 1926), ecosphere (veel West-Europese auteurs), biogeosphere (Dylis, 1964) een van de aardschillen (geosferen), waarin dankzij levende organismen , wordt zonne-energie omgezet, … … Ecologisch woordenboek

De complexe buitenste schil van de aarde, bewoond door organismen die samen de levende substantie van de planeet vormen. De massa van levende materie in B. benadert n 1014 2 1016 ton B. bestaat uit de troposfeer van het onderste deel van de aardse luchtschil (atmosfeer), ... ... Geologische Encyclopedie

- (van bio ... en Griekse sphaira-bal), de schaal van de aarde, waarvan de samenstelling, structuur en energie worden bepaald door de gecombineerde activiteit van levende organismen. De eerste ideeën over B. als "levensgebied" en de buitenste schil van de aarde gaan terug naar Lamarck. De voorwaarde... ... Biologisch encyclopedisch woordenboek

- [Woordenboek van vreemde woorden van de Russische taal

- (van bio ... en bol), een gebied van actief leven, dat het onderste deel van de atmosfeer (hoogte tot 20 25 km), de hydrosfeer en het bovenste deel van de lithosfeer (diepte tot 2 3 kilometer). In de biosfeer zijn levende organismen (levende materie) en hun leefgebied organisch met elkaar verbonden en ... Moderne Encyclopedie

- (van bio ... en bol) een gebied van actief leven, dat het onderste deel van de atmosfeer, de hydrosfeer en het bovenste deel van de lithosfeer bedekt. In de biosfeer zijn levende organismen (levende materie) en hun leefgebied organisch met elkaar verbonden en interageren ze met elkaar, waarbij ze ... ... Groot encyclopedisch woordenboek

- (van het Griekse bios leven en bol) een gebied van actief leven, dat het onderste deel van de atmosfeer, de hydrosfeer en het bovenste deel van de lithosfeer beslaat. In de biosfeer zijn levende organismen (levende materie) en hun leefgebied organisch met elkaar verbonden en interageren met elkaar, ... ... Politicologie. Vocabulaire.

naar favorieten naar favorieten van favorieten 0

Onlangs had ik het geluk om een van de attracties van Tucson te bezoeken - "Biosphere -2". Dit verbazingwekkende gebouw heeft een zeer interessante scheppingsgeschiedenis, die eruitziet als een goed gedraaid detectiveverhaal. Alles is echter in orde.

Op deze dag vertrokken we om 9 uur 's ochtends van huis, omdat we meer dan 100 km moesten afleggen naar de bestemming van onze reis. Na 2 uur reizen opende zich voor onze ogen een panorama, bestaande uit een aantal fantastische transparante structuren van een conische en halfronde vorm, waarachter men gesloten witte hemisferen kon zien en iets dat leek op een oosterse moskee. Het leek erop dat we een soort onaardse structuur naderden die meer geschikt zou zijn voor een maan- of Marslandschap ...

Toen we dichterbij kwamen en probeerden een parkeerplaats te vinden, lukte het ons met grote moeite. Opgemerkt moet worden dat toen onze auto langs de snelweg reed, de weg bijna verlaten was en ik besloot dat "Biosphere-2" niet vaak wordt bezocht vanwege de afgelegen ligging van de stad. Maar wat had ik het mis, de hele parkeerplaats stond vol met auto's. Maar mijn man en ik hadden enorm veel geluk toen we ontdekten dat er nu één plek vrij is, want. de geparkeerde auto begon de parkeerplaats te verlaten.

De eerste vraag die opkwam toen ik van een afstand naar dit bouwwerk keek was: waarom en hoe lang het duurde om te bouwen. Al snel kreeg ik het antwoord op deze en vele andere vragen.

Wetenschappers hebben zich lang afgevraagd waarom het zo moeilijk is om het gedrag van de biosfeer van de aarde te voorspellen? Veel factoren zijn van invloed op haar toestand. Hierdoor is het moeilijk om theoretische berekeningen uit te voeren en wiskundige modellen te bouwen van het gedrag van de biosfeer van de aarde, en het is onmogelijk om een experiment uit te voeren op een "natuurlijk model", omdat het onmogelijk is om op de hele planeet te experimenteren. Dit kan leiden tot onvoorspelbare gevolgen, en de technische mogelijkheden van de beschaving zijn niet in staat om zo wereldwijd op te treden.

Lange tijd is in de wetenschappelijke wereld het idee om een model van de biosfeer van de aarde in miniatuur te maken latent gerijpt. Het moet absoluut geïsoleerd zijn van de rest van de wereld, het zal zijn eigen atmosfeer, bodem, oceaan, jungle, dieren en planten hebben. Alleen zonne-energie zal de gesloten mini-biosfeer binnenkomen, net als bij onze planeet, waar vrijwel niets van buiten komt, behalve zonlicht en warmte. Als je zo'n wereld hebt gebouwd, zou je experimenten kunnen starten, bijvoorbeeld door de concentratie van kooldioxide te verhogen en te kijken naar de gevolgen. Daarnaast is het interessant om uit te zoeken hoe deze experimentele biosfeer zich in de toekomst zal ontwikkelen, als hij aan zichzelf wordt overgelaten. En natuurlijk kan zo'n ervaring in de toekomst nodig zijn bij het bouwen van menselijke nederzettingen op andere planeten.

De Texaanse miljardair Ed Bass was een groot liefhebber van het maken van een model van een gesloten biosfeer. Hij trad ook op als hoofdsponsor. De ontwikkeling van structuren en systemen duurde ongeveer 10 jaar, gedurende welke tijd speciale groepen wetenschappers verschillende soorten dieren en planten van over de hele aarde verzamelden om Biosphere - 2 te bevolken, bodemmonsters selecteerden en er zorgvuldig voor zorgden dat alles daar biologisch in evenwicht was.

In 1986, in de woestijn van Zuid-Arizona, aan de voet van het Santa Catalina-gebergte, 60 kilometer ten noorden van Tucson, begon Space Biosphere Ventures met de bouw van deze ongewone structuur, genaamd Biosphere 2. Een van de voorwaarden van Ed Bass was om menselijke relaties in het wild en in volledige afzondering op te sporen.

In 1990 werd een grandioze constructie gebouwd, een gesloten natuurlijk systeem, genaamd "Biosphere-2", terwijl het de bedoeling was dat Biosphere 1 onze aarde is. Biosphere 2 is een grandioze en majestueuze structuur gemaakt van glas en versterkt staal, beslaat een oppervlakte van 1,27 hectare, het volume van de atmosfeer erin is 203.760 kubieke meter. Het was volledig bedekt met een glazen koepel, waardoor 50% van het zonlicht doorgelaten werd. De 5-6 verdiepingen tellende "huizen" gemaakt van glas en staal huisvestten zeven ecologische systemen in miniatuur: tropisch regenwoud, savanne, moeras, oceaan, woestijn. Daarnaast waren er visvijvers, een insectarium met 250 soorten insecten, een agrarische boerderij (hier zouden ongeveer 4.000 soorten planten en dieren leven) en een woongedeelte - kamers voor werknemers, werkplaatsen, een informatie- en computercentrum om alle processen te beheersen. Elk van deze ecologische systemen was gescheiden van de andere en had zijn eigen specifieke klimaat. De verdamping van water uit de "zee" werd bijvoorbeeld uitgevoerd met behulp van ventilatoren. De resulterende stoom kwam de "jungle" binnen, waar een bepaalde vochtigheid werd gehandhaafd, "wolken" en "mist" werden nagebootst. Computergestuurde beschermende schermen maakten het mogelijk om in elk compartiment de juiste temperatuur en lichtomstandigheden te hebben. . Speciale "pulmonale" installaties regelden de druk in de structuur om de isolatie niet te breken.

Biosphere - 2 is groot genoeg om het hele ecosysteem in balans te houden en tegelijkertijd klein genoeg om alle processen die daarin plaatsvinden gemakkelijk te kunnen bestuderen. En wat het meest interessante is, Biosphere 2 is speciaal ontworpen zodat mensen erin kunnen leven, en absoluut geïsoleerd van de rest van de wereld: noch voedsel, noch lucht, noch water, noch enige andere substantie dringt binnen en er gaat niets weg behalve zonlicht, informatie over elektriciteit en bedrading. Zelfs de "bodem" is geïsoleerd van de grond waarop hij staat met speciale hermetisch gelaste ijzeren platen, en om een constante luchtdruk in Biosphere 2 te behouden, die fluctueert als gevolg van temperatuurveranderingen (dag en nacht), zijn gigantische membraanlongen voorzien. Luchtlekkage vanuit de gehele constructie was niet meer dan 10% per jaar. Complexe technische apparaten creëren: stromingen in de "oceaan", tropische regens, zeebranding en imiteren andere natuurlijke fenomenen, en veel speciale sensoren bepalen constant de temperatuur, het gehalte aan bepaalde elementen in de bodem, het water en de lucht in Biosphere 2 en registreren deze parameters voor verder onderzoek.

Op 26 september 1991 betraden acht vrijwilligers (vier mannen en vier vrouwen) de hermetisch afgesloten wereld van Biosphere-2. Deuren achter de "biospheres"; officieel werden ze "econauten" genoemd; de luiken werden zorgvuldig gesloten, alle scheuren, alle groeven, alle draden die de testers met de aarde verbinden, werden afgesneden. Ze moesten twee jaar in volledige afzondering in "Biosphere-2" doorbrengen, om daar te leven alsof ze al die tijd ergens op een andere planeet waren. De "Biospherians" hoefden zichzelf ook geen vlees te onthouden. "We ontwikkelen een geïntegreerd voedingssysteem", zei een van de wetenschappelijke leiders van het project, Carl Hodges, "mensen hoeven geen algen te eten, ze krijgen geiten, kippen, vissen, enzovoort. In deze vorm wordt de biosfeermodel zou in principe kunnen bestaan, zich ontwikkelen en zijn evenwicht op Mars behouden. Hoewel het maximale psychologische en biologische comfort werd gecreëerd voor de mensen in deze enorme luchtdichte structuur, was de vraag van hen erg zwaar. Vooral het ecologische denken zou voor hen een onmisbare wet worden. "Als iemand iets dat schadelijk is voor de menselijke gezondheid in de afvoer van het systeem gooit, zal hij het binnen een paar weken in zijn koffiekopje vinden", zei Hodges.

Al anderhalve maand na de start van het experiment begon echter verontrustend nieuws uit Biosphere-2 te komen. Overtollig kooldioxide begon zich op te hopen in de atmosfeer van het glazen gebouw waar de econauten woonden. De inhoud van dit gas overtrof de geplande. Om het tot de norm te reduceren, was het noodzakelijk om mechanische middelen te gebruiken. Het concept van een "puur natuurlijk ecosysteem" is dus al geschonden. Er werden ook andere zorgwekkende verschijnselen opgemerkt. In de kunstmatige atmosfeer van "Biosphere-2" is de zuurstofconcentratie afgenomen. Het werd hetzelfde als op een hoogte van 3500 meter boven zeeniveau, d.w.z. daalde van 21 naar 14%. Het resultaat is constante hoofdpijn en een afname van het vermogen om te werken van de deelnemers aan het experiment. Econauts begon enige ondervoeding te ervaren. Ten eerste fokten ongedierte en begonnen een aanzienlijk deel van het gewas te eten. Om ze te bestrijden, begonnen de econauten hun natuurlijke vijanden te kweken - insecten die zich voeden met de larven van dit ongedierte. Ten tweede waren de varkens "in de steek gelaten": ze wilden niet fokken en aankomen, ze moesten worden geslacht voor vlees.

De "oceaan" werd troebel doordat blauwalgen zich vermenigvuldigden.

Aanvankelijk werd aangenomen dat de voeding van de biosfeer dicht bij vegetarisch zou zijn, maar de realiteit overtrof deze verwachtingen ver. Het bleek dat het verbouwen van voldoende voedsel voor acht mensen op een kwart hectare geen gemakkelijke opgave is. Econauts slaagden erin om slechts ongeveer 85% van het voedsel te verbouwen dat ze nodig hadden. En ze begonnen snel af te vallen. Ze moesten slechts ongeveer 2000 calorieën per dag consumeren. Als gevolg hiervan verloor elk gemiddeld 10 kilogram. De biospherians hadden een scherpe daling van de bloedsuikerspiegel, een daling van het aantal witte bloedcellen, cholesterol en bloeddruk. Wetenschappers moesten naar de schending van de voorwaarden van het experiment gaan en zuurstof en producten binnenin leveren (deze feiten waren verborgen en werden vervolgens blootgesteld).

Over het algemeen verliep in "Biosphere-2" niet alles zoals de makers en organisatoren hadden gehoopt. Om de een of andere reden zijn bijvoorbeeld veel mieren gescheiden, hoewel hun aanwezigheid in het systeem oorspronkelijk helemaal niet was gepland. Grassen en struiken begonnen plotseling het voor de woestijn bestemde gebied te veroveren, omdat het kunstmatige klimaat dat "onder de motorkap" ontstond, te vochtig bleek. Ook de toestand van de kunstmatige oceaan liet veel te wensen over. Het gehalte aan plankton in het water was sterk verminderd en koraalpoliepen die geen voedsel meer hadden, stierven uit. Verder bleek de grond in deze gigantische kas te rijk aan voedingsstoffen, waardoor bodembacteriën zich exorbitant vermenigvuldigden. Deze microscopisch kleine wezens verbruikten zoveel zuurstof dat de econauten begonnen te lijden aan zuurstofgebrek.

Ondanks al deze moeilijkheden werd het experiment voltooid. Precies op de afgesproken tijd, op 26 september 1993, verlieten de biosfeermensen hun ark. En onmiddellijk na de voltooiing van dit epos trouwden twee paren van zijn deelnemers. Amerikanen zouden geen Amerikanen zijn als ze niet alleen probeerden om waardevolle informatie aan de wetenschap te verstrekken, maar ook om commerciële voordelen te halen uit hun ongebruikelijke avonturen. Bijna alle deelnemers publiceerden memoires, en een van hen publiceerde een boek met biosfeervoedselrecepten. Ze hielp tenslotte het cholesterol in het bloed te verlagen, droeg bij aan gewichtsverlies. Trouwens, de voormalige econauten zelf konden lange tijd niet wennen aan gewoon aards voedsel. Om de een of andere reden leek het hen kunstmatig en smaakloos!

Maar Jane Poynter en Taber McCallum, twee deelnemers aan dit experiment, gingen het verst. Al in 1993 richtten ze de Paragon Space Development Corporation op, die de massaproductie lanceerde van ... pocket-biosferen. Er zijn miniatuur biologische aquasystemen ontwikkeld, variërend in grootte van 10 tot 30 cm in diameter. Een verscheidenheid aan zee- en zoetwaterdieren zou er absoluut zonder enige zorg in kunnen leven. Er was veel vraag naar dit schijnbaar nutteloze "speelgoed" in Amerika.

In maart 1994 begon de tweede ploeg biosferen te werken in Biosphere-2, die al uit vijf mensen bestond. Ook het onderzoeksparadigma is veranderd. De eerste wacht was vooral bezig met mijn eigen overleven, het verlangen om mezelf te voorzien van alles wat nodig is voor een min of meer bevredigend leven. Nu zijn specialisten-onderzoekers begonnen "Biosphere-2" binnen te gaan. Ze voerden experimenten uit en de duur van hun verblijf kon variëren van enkele dagen tot enkele maanden. Dit waren eigenlijk geen econauten meer, maar vertegenwoordigers van verschillende wetenschappen. En om hun volledige isolatie van de externe omgeving uit te voeren - hier werd helemaal niet meer aan gedacht.

Ondertussen verslechterde de ecologische situatie in Biosphere-2. En in de herfst van 1994 werd de tweede ploeg specialisten haastig geëvacueerd, en het gebouw; goed gesloten. In maart 1995 werd een nieuw besluit genomen; ontkurk "Biosphere-2", ventileer het grondig en voer er een "algemene reiniging" in uit.

Het project werd overgedragen aan Columbia University. Ze besloten het experiment stop te zetten en mensen uit het gebouw te verwijderen, omdat het niet duidelijk was hoe het voedingsprobleem op te lossen en de samenstelling van de lucht ongewijzigd te houden. Medio 1996 begonnen wetenschappers echter een nieuw experiment, al zonder de deelname van mensen. Ze moesten erachter komen:

Klopt het dat bij een verhoging van het percentage CO2 de opbrengst toeneemt en voor hoe lang;

Wat gebeurt er met overtollig koolstofdioxide en waar hoopt het zich op;

Problemen gevonden:

Een groot aantal microben en insecten, vooral kakkerlakken en mieren, hebben zich in het laboratorium voortgeplant.

Onder het glazen dak van het complex condenseerde het water in de ochtend en kwam er kunstmatige regen naar beneden.

De makers hadden zo'n fenomeen als de wind niet voorzien: het bleek dat de bomen zonder regelmatig zwaaien broos worden en breken

In 1997 werd het Biosphere-2-project gesloten. Toen bleek dat de temperatuur en de chemische samenstelling van de binnenlucht in deze kunstmatige ark de veiligheidslimieten begonnen te overschrijden. De Amerikanen gaven ongeveer 200 miljoen dollar uit en probeerden de vraag te beantwoorden of het mogelijk is om een absoluut autonoom model van de biosfeer van de aarde te maken. Helaas eindigde het experiment deze keer in een mislukking, de "kleine aarde", herschapen door de inspanningen van wetenschappers en ontwerpers, werd ongeschikt voor het leven.

Al in januari 2001 leek dit lange experiment echter een tweede wind te krijgen. De Amerikaanse minister van Energie heeft een overeenkomst getekend met Columbia University over het gebruik van de Biosphere-2-gebouwen voor de behoeften van zijn afdeling. Er werd besloten om in de loop van twee jaar $ 700.000 uit te trekken om de structuur aan te passen om de reactie van het ecologische systeem op de wereldwijde en regionale klimaatverandering te bestuderen.

Op 10 januari 2005 heeft het bedrijf dat eigenaar is van het unieke complex het laboratorium te koop aangeboden. Twintig jaar nadat het complex was gebouwd, werd het verkocht aan CDO Ranching & Development LP, die het perceel in twee transacties verwierf. Ze betaalde $ 9 miljoen voor de gebouwen, inclusief de biosfeerkoepels en het studentendorp, en nog eens $ 40 miljoen voor land rond het pand. In juni 2007 nam de Arizona State University Biosphere 2 over.

Wat is er nu te zien op een excursie naar "Biosphere-2"? In je eentje moet je het woongebouw bezoeken waar het experiment met econauten werd uitgevoerd: slaapkamers, keuken. Laboratoria, een controlecentrum en een agrarische zone waar de Biospherians groenten en dieren verbouwden om in hun voedsel te voorzien. Het is het beste om met een gids naar de kassen te gaan, waar nog verschillende biomen te zien zijn: de oceaan, mangroven, savanne, woestijn en regenwoud. De gids toont bezoekers complexe technische ondergrondse constructies die zorgen voor het functioneren van gesloten ecosystemen van de biosfeer. Een bezoek aan de ronde hemisferen - de "longen" van Biosphere-2, die de gassamenstelling van de atmosfeer in gebouwen in stand houden, verdient speciale aandacht. Vooral verbazingwekkend is de metalen constructie van 20 ton, die door het verschil in luchtdruk in de ruimte zweeft. Het is interessant om zelfstandig de tentoonstelling te bezoeken in de kelder, gelegen onder de oceaan. Door de glazen ramen kun je het leven van het koraalrif observeren, de panorama's van verschillende diepzee-biocenoses bekijken en een foto maken met een schattig zeedier.

Na een wandeling van drie uur, positieve indrukken opgedaan en veel interessante dingen geleerd over de geschiedenis van het ontstaan en functioneren van Biosphere-2, verlieten we deze prachtige plek. Er bleef echter een klein beetje verdriet. Toen dit project voor het eerst werd bedacht, achtte de Amerikaanse regering voor ruimtevaart het mogelijk om nederzettingen op de maan te creëren in 2017 en tegen 2027; op Mars. Toen berekenden ze dat het minstens drie jaar zou duren om onder omstandigheden die vergelijkbaar zijn met die in Biosphere-2, hun weg naar de rode planeet te vinden en terug te keren. In de praktijk kon dit probleem niet worden opgelost vanwege verschillende overlays en niet-verklaarde factoren. Als bioloog troost ik me met het feit dat op basis van Biosphere-2 de ecologische opvoeding van studenten doorgaat, die verschillende veldexperimenten doen, wetenschappelijke artikelen schrijven, diploma's en proefschriften opruimen. Daarom is er hoop dat de mensheid vroeg of laat een prototype van gesloten ecosystemen zal kunnen creëren waar een persoon lang kan leven, en dergelijke "kosmische paleizen" zullen onze nabije en verre planeten versieren, waar nog geen menselijke voet heeft betreden.

Volgens wetenschappers was het erg belangrijk om een model van onze biosfeer te maken: een systeem bouwen dat absoluut geïsoleerd zou zijn van de rest van de wereld, dat zijn eigen atmosfeer, zijn eigen bodem, zijn eigen oceaan, zijn eigen jungle zou hebben. , zijn eigen dieren, zijn eigen planten - zo'n soort minimodel van de aarde. Een systeem dat alleen zonne-energie ontvangt, net zoals dat bij onze Planeet gebeurt. Er komt immers vrijwel niets van buitenaf onze biosfeer binnen, behalve zonlicht en warmte. Als je zo'n wereld hebt gebouwd, zou het mogelijk zijn om experimenten te starten, bijvoorbeeld door het gehalte aan koolstofdioxide of een andere stof te verhogen, om de gevolgen te bekijken.

Het is ook interessant om te zien hoe deze andere biosfeer zich in de toekomst zal ontwikkelen als ze aan zichzelf wordt overgelaten.

Begin jaren negentig ontstond zo'n biologisch systeem. Dit unieke systeem werd gebouwd in de Amerikaanse staat Arizona, vlakbij de stad Oracle en noemde het "BIOSPHERE-2" - Biosphere-2. Het betekent dat Biosfeer 1 onze aarde is. Biosphere 2 is een grandioze en majestueuze structuur gemaakt van glas en versterkt staal, beslaat een oppervlakte van 1,27 hectare, het volume van de atmosfeer erin is 203.760 kubieke meter. Biosphere 2 omvat meer dan 3.000 soorten planten en dieren, zeven biomen - regenwoud, savanne, woestijn, moeras, zelfs een kleine oceaan met een koraalrif, intensieve landbouw en menselijke appartementen. De biomen worden van elkaar gescheiden door plastic schilden. Gigantische "longen" regelen de interne druk zodat deze overeenkomt met de externe - dit minimaliseert luchtlekkage. Als gevolg hiervan wordt slechts 10 procent van de atmosfeer van Biosphere-2 per jaar vervangen, en volgens deze indicator heeft het geen gelijke: de dichtheid is 50 keer hoger dan die van NASA's Space Shuttle-complex.

De ontwikkeling van structuren en systemen duurde ongeveer 10 jaar, gedurende welke tijd speciale teams van wetenschappers dier- en plantensoorten van over de hele aarde verzamelden om Biosphere 2 te bevolken, bodemmonsters verzamelden en er zorgvuldig voor zorgden dat alles daar biologisch in evenwicht was. Biosphere 2 is groot genoeg om het hele ecosysteem in balans te houden en tegelijkertijd klein genoeg om alle processen die daarin plaatsvinden gemakkelijk te kunnen bestuderen.

En wat het meest interessante is, Biosphere 2 is speciaal ontworpen zodat mensen erin kunnen leven, en absoluut geïsoleerd van de rest van de wereld: noch voedsel, noch lucht, noch water, noch enige andere substantie dringt binnen en er gaat niets weg behalve zonlicht, informatie over elektriciteit en bedrading. Zelfs de "bodem" is geïsoleerd van de grond waarop hij staat met speciale hermetisch gelaste ijzeren platen, en om een constante luchtdruk in Biosphere 2 te behouden, die fluctueert als gevolg van temperatuurveranderingen (dag en nacht), zijn gigantische membraanlongen voorzien. Luchtlekkage vanuit de gehele constructie was niet meer dan 10% per jaar.

Complexe technische apparaten creëren: stromingen in de "oceaan", tropische regens, zeebranding en zenden andere natuurlijke fenomenen uit, en veel speciale sensoren bepalen constant de temperatuur, het gehalte aan bepaalde elementen in de bodem, het water en de lucht in Biosphere 2 en registreren deze parameters voor verder onderzoek. In een speciaal gebied van intensieve landbouw werden met behulp van speciale methoden gewassen verbouwd die als voedsel voor mensen dienden - omdat ze nergens anders aan voedsel konden komen.

Verspreid over een oppervlakte van anderhalve hectare, werd dit enorme sprankelende gebouw aan het begin van het eenennegentigste jaar voor het eerst bewoond - acht mensen (vier vrouwen en vier mannen) verbleven er ongeveer twee jaar, onderhoudend contact met de buitenwereld alleen via een computer. Op 26 september 1991 gingen vrijwilligers Biosphere 2 binnen met het doel om twee jaar in isolatie door te brengen. Op 26 september 1993 werd het wetenschappelijke experiment met succes afgerond. Slechts één lid van het team verliet het complex gedurende 5 uur om een operatie uit te voeren aan haar gewonde hand nadat ze haar vinger had verwond.

In het begin ging alles goed - geitenmelk, eieren, kip, vis, garnalen, geiten, varkensvlees, kip, evenals zesenveertig soorten plantaardig voedsel maakten het mogelijk om met optimisme naar de toekomst te kijken.

Aangenomen werd dat het complex autonoom zou kunnen functioneren, aangezien alle voorwaarden voor de normale circulatie van stoffen aanwezig zijn. Zonlicht zou volgens de berekeningen van wetenschappers voldoende moeten zijn voor voldoende reproductie van zuurstof door planten als gevolg van fotosynthese; wormen en micro-organismen worden ingeschakeld voor de verwerking van afval, insecten - om planten te bemesten, enz.

Een belangrijk probleem dat biospherians bestudeerden, zijn interpersoonlijke relaties in een gesloten team, en interessant genoeg merken ze op dat dit probleem veel competenter werd opgelost door Russische kosmonauten. Dus tijdens de vluchten van kosmonauten wordt hun mentale toestand, interactie met elkaar constant gecontroleerd door een speciale specialist en praktisch advies gegeven. Deze persoon heeft de bevoegdheid om aan te dringen op een verandering in de dagelijkse routine van het team als hij dat nodig acht. Er waren hier veel moeilijkheden. Alles is echter gelukt en na het einde van het experiment speelden twee van de deelnemers een bruiloft. BIOSPHERE-2 was overvol.

Na enige tijd begonnen de biospherians zonder voedsel te raken, en hier bleek dat de problemen in Biosphere-2 erg lijken op die op aarde. Bij het creëren van een miniwereld dachten velen dat deze perfecter zou zijn dan de onze en decennialang vrij zou zijn van vele milieu- en sociale problemen. Maar zelfs voordat de groep er twee jaar naartoe ging, werd het steeds duidelijker dat de bevolking van Biosphere 2 veel van dezelfde problemen zou hebben als de bewoners van "Biosphere 1" - Aarde. Het gebied van het perceel waar de gewassen werden verbouwd was relatief klein, en het weer in Arizona tijdens de 2 jaar van het experiment was regenachtig en bewolkt, de planten hadden geen zonlicht en als gevolg daarvan slechte oogsten, gebrek aan voedsel . Pesticiden kunnen niet worden gebruikt in Biosphere-2 - vanwege de nabijheid van biologische cycli binnenin, is het mogelijk om alle levende wezens te vergiftigen, zodat het ongedierte zich op zijn gemak voelde en soms een aanzienlijk deel van het gewas at. Om ze te bestrijden, kweekten mensen hun natuurlijke vijanden, zoals insecten die zich voeden met plaaglarven, maar vaak verzamelden ze ze gewoon met hun handen, net zoals coloradokevers bij ons worden geoogst. En voor de waterzuivering in Biosphere-2 werden waterhyacinten gekweekt. Deze bloemen absorberen onzuiverheden uit het water.

Naast de landbouw hielden de bewoners van Biosphere-2 zich bezig met veeteelt. Ze hadden geiten, kippen en zelfs varkens. Bovendien waren dit bijzondere dieren aangepast aan barre omstandigheden. Kippen waren bijvoorbeeld een wild ras uit India - ze waren aangepast aan het leven in de tropen (hoge temperatuur en vochtigheid) en konden afval eten. Amerikaanse kippen zouden niet passen, omdat ze niets anders kunnen eten dan combo, ze krijgen ze al generaties lang te eten. Er waren problemen met frituurolie, het was jammer om er bonen in over te brengen die gegeten konden worden, dus in plaats van te braden, begonnen ze te koken, bakken of stomen.

Het gebrek aan calorierijk voedsel leidde tot pogingen om de voedseldistributie te rantsoeneren, en de kwestie van het verbouwen van meer voedsel kwam naar voren. In Biosphere-2 werd een speciaal gebied toegewezen voor het verbouwen van voedsel, en de rest van het oppervlak moest "wild" blijven. Het idee ontstond meteen om een deel van het wild te kappen en de vrijgekomen ruimte te gebruiken om extra voedsel te verbouwen. Maar anderen waren van mening dat dieren in het wild zijn eigen waarde hebben en dat de hele soortensamenstelling ongewijzigd moet blijven.

De biospherians werden geconfronteerd met de kwestie van respect voor andere soorten levende wezens. De leiders die toezicht hielden op de expeditie maakten de deelnemers duidelijk dat als ze erg hongerig waren, ze allemaal, of sommigen, Biosphere-2 op elk moment konden verlaten. Ze krijgen geen voedsel van buitenaf en mogen geen wildernisgebieden vernietigen. Het gebrek aan calorieën leidde ertoe dat wetenschappers niet genoeg energie hadden om voedsel te verbouwen - en dit is zware fysieke arbeid, wat betekent dat er steeds minder voedsel was.

Het bleek een vicieuze cirkel. Uiteindelijk plantten ze wat bananen en papaja's in de jungle. We hebben de aanplant van granen gecomprimeerd, elke centimeter van het areaal voor landbouwgewassen aangeplant en de voedseldistributie voortgezet. Kwesties van overbevolking, de inherente waarde van dieren in het wild, de noodzaak om de soortenrijkdom in stand te houden, staan allemaal voorop in modern ecologisch onderzoek.

Verschijnselen in de natuur waren ook best interessant en onvoorzien. Bijvoorbeeld boven de woestijn op het glazen dak van Biosphere-2 condenseerde het water in de ochtend en regen viel op de woestijn. Het was onmogelijk om het te elimineren, en daarom werd de woestijn niet zo verlaten als aanvankelijk was gepland - er begonnen planten op te groeien.

Nadat ze stromingen in de "oceaan" hadden voorzien, voorzagen de makers van Biosphere-2 de wind niet, maar het bleek erg belangrijk te zijn voor planten, bomen zwaaien onder zijn actie, wat hun stam versterkt. Zonder wind werden de stam en takken van acacia's die in Biosphere-2 groeiden broos en begonnen in te storten onder hun eigen gewicht. Om de een of andere reden zijn veel mieren gescheiden - hoewel niemand oorspronkelijk van plan was om ze in het systeem te brengen.

Er waren nog ernstigere problemen: in twee jaar tijd daalde het zuurstofgehalte van 21% naar 14%, wat hoofdpijn, lage werkcapaciteit betekent. Natuurlijk kan niet worden gezegd dat er geen problemen waren - een daarvan is het probleem van het verminderen van het zuurstofgehalte in de atmosfeer: van een aanvankelijk gehalte van 21% daalde de hoeveelheid in twee jaar tot 14%. Een dergelijke daling van het zuurstofgehalte leidde tot constante hoofdpijn, verlies van het vermogen om te werken bij de deelnemers aan het experiment.

Natuurlijk was de eerste ervaring - die eindigde op 26 september 1993 - enigszins onvolmaakt. Maar ondanks al deze moeilijkheden en problemen eindigde het eerste experiment op Biosphere-2 met succes: het hele team van wetenschappers en de overgrote meerderheid van planten en dieren overleefden met succes twee jaar in isolatie. Dit experiment toonde eens te meer aan dat het gevaar bestaat om in de toekomst en op aarde als geheel met dergelijke problemen geconfronteerd te worden, met problemen als overbevolking, gebrek aan voedsel, een afname van het zuurstofgehalte in de atmosfeer, enz.

Maar gek genoeg kwam het leven in afzondering van de rest van de wereld de mensen ten goede: ze aten immers twee jaar lang biologisch, vergiftigden zich niet met pesticiden en aten niet veel vet. Na het verlaten van Biosphere-2, bleek dat het cholesterolgehalte in het bloed merkbaar daalde, en de Biospherians zelf konden niet wennen aan gewoon voedsel - het leek hen op de een of andere manier kunstmatig, smaakloos.

"Als je in Biosphere-2 bent, voel je vooral duidelijk dat je afhankelijk bent van de omringende natuur, omdat je vooral duidelijk begrijpt dat je de zuurstof inademt die planten produceren, dat als het water vervuild raakt, je niets te drinken hebt", zegt een van de deelnemers aan het experiment.

2. Nieuw leven voor Biosphere-2

Tegenwoordig is BIOSPHERE-2 een afdeling van Columbia University. Er zijn nu geen vaste bewoners, maar het wetenschappelijk onderzoek gaat door.

Twee jaar lang waren er mensen in Biosphere-2. Het duurde drie jaar om het enorme complex te herstellen.

Het nieuwe team is van mening dat het belangrijkste voordeel van het project de mogelijkheid is om de migratie van elementen en andere processen in autonome omstandigheden te volgen. Allereerst zijn ze geïnteresseerd in het effect van veranderingen in het CO2-gehalte in de atmosfeer op de vitale activiteit van planten.

Omdat de aanwezigheid van CO2 de belangrijkste voorwaarde is voor het proces van fotosynthese, hebben wetenschappers zich lang afgevraagd of een toename van het CO2-gehalte in de atmosfeer van de aarde als gevolg van het broeikaseffect zal leiden tot meer groei en ontwikkeling van planten. Sommigen stellen zelfs voor om het percentage CO2 kunstmatig te verhogen om de opbrengst van de belangrijkste gewassen te verhogen.

Medio 1996 begonnen wetenschappers een nieuw experiment, al strikt wetenschappelijk en "verlaten". Ze moesten uitzoeken: verhoogt de stijging van het percentage CO2 echt de opbrengst en voor hoe lang; en wat er gebeurt met een teveel aan CO2, waar ze zich ophopen en of een omgekeerd catastrofaal proces mogelijk is met een ongecontroleerde toename van het gehalte aan koolstofdioxide in de atmosfeer.

Eerst huurden de nieuwe projectmanagers een aantal krachtige ventilatoren van een nabijgelegen kolenmijn en begonnen voor het eerst in jaren met een intensieve vervanging van de lucht in de faciliteit. Als gevolg hiervan daalde het CO2-gehalte sterk, wat leidde tot een vertraging van de groei van veel planten en dit zorgde op zijn beurt voor een afname van de productie van koolstofdioxide door bodemmicro-organismen. Conclusie: Het planten van bomen is een ambigue oplossing voor het probleem van het broeikaseffect, aangezien de micro-organismen in dit geval waarschijnlijk meer kooldioxide zullen produceren.

Bij de beantwoording van de eerste van bovenstaande vragen laten de projectleiders zich leiden door het reeds verrichte onderzoek. Bruce Kimball uit Phoenix, Arizona heeft bijvoorbeeld de effecten waargenomen van een atmosfeer die kunstmatig is verrijkt met CO2 tot wat naar verwachting de 21e eeuw zal zijn op tarwe- en katoengewassen.

In katoen was alles eenvoudig: de planten vingen de toename van CO2 op, zoals voorspeld door experts, en brachten aan het einde van het seizoen 40% meer katoen mee in vergelijking met controleplanten. Tarwe gedroeg zich moeilijker. Midden in het groeiseizoen kregen de proefplanten 20% meer CO2 dan de controleplanten en groeiden ze sneller. Maar ook de rijping versnelde, wat het groeiseizoen verkortte, en de resulterende opbrengst was slechts 10% hoger dan de controleopbrengst.

Kimball denkt dat dit blijkbaar de oorzaak is van de verandering in temperatuur en het niveau van het grondwater. Zowel een toename van CO2 als een afname van de grondwaterspiegel dragen bij aan het sluiten van huidmondjes op het bladoppervlak. Door deze poriën verdampt het water dat de planten drinken, waardoor de bladeren afkoelen. Maar bij gedeeltelijk gesloten poriën treedt oververhitting van de bladeren op. Kimball suggereert dat warmte alle fysiologische processen in planten versnelt, wat leidt tot vroege rijping. Als dit waar is, zal de opwarming van de aarde, in combinatie met een toename van het percentage CO2, leiden tot een nog grotere vermindering van het groeiseizoen van planten.

Wat betreft de tweede vraag, het is niet helemaal duidelijk wat er gebeurt - de toename van het percentage CO2 in de atmosfeer blijft met meer dan een miljard ton koolstof achter bij de totale wereldwijde uitstoot; wetenschappers geloven dat bomen, plantenwortels en bodem CO2 kunnen ophopen.

Over het algemeen zal "Biosphere-2" veel problemen moeten oplossen. Nu is de reconstructie van het complex aan de gang met zijn verdeling in kleine secties, die de arena zullen worden van serieuze experimenten, en vooral - om het percentage CO2 te veranderen, met zorgvuldige tracering van de migratiepaden van elementen. Het is mogelijk dat het project een aanzienlijk deel van zijn vroegere aantrekkelijkheid voor de leek heeft verloren, maar in wetenschappelijke - en misschien ook in zakelijke - kringen is de positie van "Biosphere-2" versterkt. Eind 1999 werd het Biosphere-2-complex opnieuw voor 10 jaar gehuurd door Columbia University.

3. "Eeuwige aquaria"

De wetenschap is doorgegaan, verder ontwikkeld - nu was het nodig om miniatuur gesloten systemen te ontwerpen zodat ze in ruimtevaartuigen kunnen worden gebruikt, omdat het volume van het ruimtevaartuig relatief klein is en er nog minder vrije ruimte is. En hier kwam de ervaring van het werken in BIOSPHERE-2 te hulp.

Op basis van de unieke resultaten die zijn verkregen tijdens experimenten in een gesloten systeem, hebben de wetenschappers die deel uitmaakten van de eerste expeditie lange tijd miniatuur biologische aquasystemen ontwikkeld, variërend in grootte van 10 tot 30 cm in diameter, waarin een verscheidenheid aan zee- en zoetwaterdieren kan absoluut zonder enige zorg leven en planten - garnalen, slakken. Ze werden BioSphere en Beach World genoemd.

Nu zijn dergelijke gesloten "eeuwige" aquaria niet ongewoon in Amerikaanse huizen, in de kantoren van bedrijven en banken, op de tafels van leidinggevenden. Dit is tenslotte heel ongebruikelijk - lang niet iedereen heeft het en niet iedereen kan het betalen; en handig: geen water verversen, glas schoonmaken, voeren, zoals je bij een conventioneel aquarium zou moeten doen.

Nu zijn er twee hoofdtypen "biospheres" - BioSphere en Beach World - een strand- of kustwereld.

In BioSphere wordt de flora en fauna van de meren van Florida nagebootst, daar groeit een grote prachtige Hornwort-plant, en daarop van tak tot tak, zoals apen in het bos, kleine schaaldieren "gammarus" "springen". Daarnaast leven er nog drie soorten slakken, daphnia, cyclops en ostracoden. Het werkingsprincipe van BioSphere is hetzelfde als dat van de biosfeer van de aarde: er komt alleen licht van buiten, zonne-energie, die leven geeft aan alle levende wezens.

In BioSphere is alles in balans, planten produceren door fotosynthese zuurstof in het licht, wat dieren inademen. Dieren ademen op hun beurt koolstofdioxide uit, wat planten nodig hebben. Dit voltooit de zuurstofcyclus. Bovendien worden alle andere natuurlijke kringlopen van stikstof, koolstof en water in BioSphere waargenomen. Dieren in BioSphere planten zich voort en leven generaties lang. Dit is een "eeuwig" biosysteem, net als onze aarde.

Het is duidelijk dat BioSphere voldoende licht nodig heeft, bij voorkeur natuurlijk of zo natuurlijk mogelijk, en kamertemperatuur om te gedijen. En als er niet genoeg licht in de kamer is, is het aan te raden om speciale lampen met geschikte lampen te gebruiken. Trouwens, met dergelijke verlichting ziet BioSphere er het meest indrukwekkend uit.

Een andere uitvinding is de strandwereld. In tegenstelling tot BioSphere, met zijn inwoners van Florida, worden ze bewoond door rode zeegarnalen, "inboorlingen" van de Hawaiiaanse eilanden. Garnalen zijn 1-2 cm groot, lopen op wit zand, schelpen en veelkleurige kiezels, verstoppen zich niet in de grond en vallen daardoor goed op. Het is leuk om te zien hoe de garnalen elkaar "grazen", "knijpen" en zelfs kleine zandkorrels met zich meedragen! Bij verstoring verliezen ze tijdelijk hun felrode kleur en worden onzichtbaar. Zodra ze gekalmeerd zijn, kleuren hun dekens weer rood. Ze eten microalgen en ademen de zuurstof in die door planten wordt geproduceerd. Garnalen "knippen" de planten, waardoor ze gezond blijven. De garnaal eet de planten zelf niet op, maar knabbelt eraan en eet de microalgen en bacteriën die erop groeien. Ze zijn letterlijk de tuinmannen van de plaatsen waar ze wonen.

Kustdieren in gevaar.

Deze garnalen zijn een bedreigde diersoort, in de natuur leven ze alleen op aparte eilanden in de Stille Oceaan. De reden voor het uitsterven van garnalen is dat aquarianen aquariumvissen uitzetten. De vissen eten de garnalen en vernietigen het hele ecosysteem van de Hawaiiaanse meren, met als gevolg dat de meren uitsterven. Garnalen kweken voor gebruik bij Beach World is een van de weinige manieren om ze als soort te houden. Beach Worlds zijn verkrijgbaar als 4" en 5" ballen en als 7" piramide.

Begin 1990 werd in de Amerikaanse woestijn bij Arkansas een project gelanceerd, met grootse doelen, om een gesloten complex te creëren, volledig geïsoleerd van de omstandigheden van de buitenwereld. Dat wil zeggen, volgens de voorwaarden van het project was het de bedoeling dat de deelnemers die in het complex woonden, zich op een buitenaardse planeet zouden bevinden, met een agressieve externe omgeving.

Het project heette "Biosphere-2", het nummer 2 betekende dat het nummer 1 de aarde zelf is. De auteurs van het project hebben een grootschalige biosfeer gemodelleerd die een oppervlakte van 1,5 hectare besloeg. En het project, gesteund door miljardair Edward Bass, werd gebouwd door de Space Biosphere Ventures-campagne.

Het Biosphere-2-project was een enorm complex met kassen, met ongeveer 3000 soorten dieren en planten, met een atmosfeervolume van ongeveer 204 duizend m3 lucht. Aan een grootschalig gesloten ecosysteemmodelleringsproject namen 8 mensen op vrijwillige basis deel.

Het belangrijkste doel van het Biosphere-2-project was het vooruitzicht van verdere toepassing in de verkenning van de ruimte. En ik herinnerde me het ietwat vergeten Biosphere-2-project in verband met de groeiende interesse in de verkenning van Mars, en hoe dit kan gebeuren. De opdracht van het project was immers om uit te zoeken of een groep mensen in een gesloten omgeving kon wonen en werken.

En de plannen voor het project waren groots, want als het project succesvol was, zouden de ontwikkelingen van het project kunnen worden gebruikt om autonome nederzettingen op afgelegen planeten van het zonnestelsel te creëren. Daarnaast zou het Biosphere-2-complex ook ingezet kunnen worden bij een wereldwijde verslechtering van de ecologische situatie op aarde zelf.

Het apparaat van het complexe "Biosphere-2".

Natuurlijk had het Biosphere-2-complex gebouwd in de woestijn van Arizona /VS/ niet de nodige bescherming - als het bijvoorbeeld op Mars zou zijn gebouwd - dit betekent bescherming tegen meteorieten en asteroïden. Op aarde was dit echter niet nodig - anders is het een complex dat volledig geïsoleerd is van de externe omgeving, waar de projectdeelnemers uitsluitend via een computer met de buitenwereld communiceerden.

Het complex, verspreid in de Amerikaanse woestijn, was een luchtdicht capsuleachtig gebouw. Elk gebouw van dit complex was een afzonderlijk, onafhankelijk ecosysteem. Er werden lichtgewicht materialen gebruikt voor de constructie van gebouwen, met een gewelfd glazen dak dat ongeveer 50 procent van het zonlicht doorlaat.

Voor het leven van vier vrouwen en vier mannen waren er verschillende biomen in het Biosphere-2-complex - woestijn en savanne, tropisch bos en oceaan met een koraalrif. Natuurlijk bewoonbare eenheid. De agrocenosis-module, waar de kolonisten groenten en fruit verbouwden, en de plaats waar de geiten graasden, nemen ook deel aan het project. Dat wil zeggen, de omvang van het project, kunt u zich voorstellen ... ..

De wetenschappers van het project hebben de soortensamenstelling met speciale aandacht benaderd om de natuurlijke cyclus van stoffen zo zorgvuldig mogelijk weer te geven. Dit omvat de afbraak van organische stof, inclusief de afvalproducten van de deelnemers aan het Biosphere-2-project. Het simuleren van de terrestrische biosfeer is echter moeilijk gebleken voor onderzoekers.

Problemen van het project "Biosphere-2".

Het eerste probleem was het gebrek aan zuurstof. Het bleek dat planten, ondanks zorgvuldige voorcalculaties, geen normaal zuurstofgehalte in de projectmodules kunnen leveren. Vanaf de eerste weken van het project begonnen de zuurstofniveaus geleidelijk af te nemen.

De deelnemers aan het project ondergingen zuurstofgebrek, het niveau daalde van 21% naar 15% - onder dergelijke omstandigheden woonden de deelnemers in het complex van 1991 tot 1993, klimmers ervaren een vergelijkbare hongersnood op een hoogte van ongeveer 4.000 meter. Zoals gesuggereerd door de wetenschappers die aan het project werken, is dit te wijten aan micro-organismen in de bodem. Hierdoor werd zuurstof van buitenaf het complex in gepompt.

Het volgende probleem waarmee deelnemers aan een gesloten ecosysteem worden geconfronteerd, is het gebrek aan voedsel. Het bleek dat het voor agrocenose bestemde areaal te klein is voor 8 personen om zich ermee te voeden. Om het probleem op te lossen, was het noodzakelijk om de zaaidichtheid van granen te verhogen. En in het regenwoud plantten de kolonisten bananen en papaja's.

En het derde probleem waarmee de deelnemers aan het kunstmatige ecosysteem "Biosphere-2" worden geconfronteerd, is het onvermogen om de groei van insectenplagen te beheersen, waarvan het aantal toenam. Volgens de voorwaarden van het project was het gebruik van pesticiden niet toegestaan en moesten de deelnemers ongedierte handmatig verzamelen en bovendien zelf hun natuurlijke vijanden kweken.

Tijdens een grootschalig experiment bleek dat de afwezigheid van wind de bomen nadelig beïnvloedt. De afwezigheid van winddruk op de boomstam maakt het hout zacht genoeg dat de boomstammen breken onder hun eigen gewicht.

Ook de psychologische factor van een kleine groep mensen die in afzondering leefden, had effect. Ten eerste sneed een van de deelnemers aan het experiment in de eerste maand haar vinger af, die niet kon worden genaaid, waardoor ze het project moest verlaten. En de situatie tussen de vrijwillige kolonisten escaleerde zo erg dat ze zich in twee kampen splitsten - met moeite om een gezamenlijke samenleving te doorstaan.

Resultaten van het Biosphere-2-project.

Als gevolg hiervan werd een grootschalig project van een gesloten ecosysteem sinds 1996 verder geleid door wetenschappers van Columbia University, zij het zonder menselijke tussenkomst. Sommige gebouwen van het complex waren zelfs beschikbaar voor degenen die het grandioze project wilden zien. In 2005 hadden de onderzoekers het echter niet langer nodig en werd het Biosphere-2-complex verlaten en te koop aangeboden.

Project "Biosphere" met een looptijd van 40 jaar.

De Engelsman David Latimer / David Latimer / ontwikkelde ongeveer 40 jaar geleden zijn eigen Biosphere-project. Net zoveel jaren geleden. Hij nam een enorme fles, stopte er een plant in en vestigde een gesloten ecosysteem op ongeveer twee meter van het raam; sindsdien is de biosfeer niet meer geopend.

Water dat de bladeren van de plant verlaat, condenseert op de wanden van het vat en morst vervolgens op de plant. En de zuurstof die door fotosynthese werd geproduceerd, werd geabsorbeerd door de vallende bladeren, die uiteenvielen. De door het afbraakproces gevormde zuurstof werd weer door de plant opgenomen onder vorming van organische stof en zuurstof. Zo had de plant geen verzorging nodig en kon David Latimer een gesloten ecosysteem creëren.