缺氧圈养生物
无论如何,我们对搬到另一个星球很感兴趣。但是,从外星环境的恶劣程度来看,以我们现在的科技发展,定居在那里是遥不可及的梦想。
所以很多人建议可以尝试改造那些星球,或者在地球上建造“大型生态舱”,用火箭运送。这种说法听起来很容易,毕竟是在“孵化器”里复制地球的环境。
事实上,很久以前,科学家们就将这种人造大型生态舱的想法付诸实践。他们把四男四女放在一个封闭的空间里,测试人类是否能在里面正常生活。但事实证明,人类可能永远被困在地球上,永远无法实现移民到另一个星球的梦想。
这个实验名为生物圈二号,是一个微型的人工生态循环系统,占地约1.3万平方米,是一个大型的“玻璃房”。
据说是美国富豪爱德华·巴斯(Edward P. Bass)投资的。也许他想为平淡的生活找点乐子。他说要复制一个“小地球”,为未来的太空移民做准备。
这个实验基地位于美国亚利桑那州图森市北部沙漠,周围环境十分荒凉。因为地处沙漠,这里光线充足,选址人说和太空中的环境很像。
生态圈建于1991年5月,内部填充量20.4万立方米,由6000块玻璃和8万根白漆钢梁组成,总造价超过654.38+0.5亿美元。
建成后,科学家将四男四女放入其中,宣布生物圈二号正式投入运行。值得一提的是,进入这种生活的人不是普通人,而是参与设计生物圈2号的科学家。1991 9月26日上午8点,15am,这八位科学家走进生物圈二号,开始了为期两年的“与世隔绝”生活。
为了取得真实的实验结果,建造生物圈2号的科学家们投入了大量的精力。从整体建造来看,这座玻璃房子不仅在顶部和四周与外界隔离,而且在地面上焊接了500吨的不锈钢板,确保与外界完全隔绝。
不仅如此,生物圈2号中还有各种各样的环境,比如雨林、沼泽、海滩、草原,甚至还有一个25英尺深的人造海洋,尽管它看起来更像一个大型游泳池。但是要做这么多事情并不容易。为了保证生态循环的正常运转,科学家们还在其中安置了3800多种动植物,如鸡、鸭、鱼、羊等生物都被圈养起来。
相信看了上面的介绍,你会觉得这个地方简直就是传说中的“世外桃源”。被选中做实验应该是一件很幸福的事,但现实却给了人类一记耳光,想扮演“上帝”复制地球环境?人类太天真了。
9月底,8名科学家一起进入生物圈2号。当时他们很有信心,觉得在这么完善的生态系统里没有翻倍的压力,更别说活两年了。几个月后,他们发现情况并没有想象的那么好。
根据科学仪器的监测,生物圈二号的生态环境已经开始恶化。主要表现为土壤中的碳与氧气接触后变成二氧化碳,导致空气中的氧气含量大幅降低,由正常的21%降至14%。
众所周知,氧气和水是生物生存的必要条件。然而,在这样一个氧气含量极低的环境中,实验者很快产生了缺氧反应,他们感到头晕目眩。此外,植物和动物也受到缺氧的影响。在放入其中的25只脊椎动物中,只有6只存活下来。至于植物,昆虫死亡后,一半以上是因为缺少授粉而死亡。
此时,整个生物圈2号似乎陷入了一个恶性循环,生物不断死亡,氧气浓度不断降低。到了1993年2月,科研人员不得不开始向其中人工注入氧气,“完全封闭2年”的实验宣言彻底沦为笑柄。
更重要的是,住在里面的八个科学家之间有摩擦。显然,来自五个不同国家的陌生人之间存在着巨大的矛盾,所以生物圈二号的整个实验过程并不是很和谐。很多媒体说生物圈二号实验失败一方面是因为科学家没有确保氧气循环万无一失,另一方面是因为八个人之间的争斗和信任危机造成的。
值得一提的是,生物圈二号的实验虽然失败了,但仍在运行。据相关资料显示,从2011年7月开始,亚利桑那大学接手了这个项目,并在其中开展了各种研究。据说它们还不时向游客开放,让大家参观这个“虽然失败但意义重大的实验”。
从生物圈二号投入的资金和使用的科技手段来看,这个实验可以算是“认真”的执行。据其介绍,当时设计团队参考了地球生物圈的各种数据,经过科学实验后建成,但这个万无一失的实验在理论上失败了。这证明了什么?
显然,这证明了地球的生物圈是不可复制的。我们以为科技发展到一定高度,甚至可以完全再造一个地球,却忽略了我们对地球的认识只是冰山一角。从自然地理环境的要素来看,土壤、大气、水源、生物,缺一不可,相互联系,完成水循环、大气循环等各种循环。
一旦其中一个要素出现问题,整个生态系统都会受到影响,长此以往,甚至会面临“崩溃”。
由此可见,地球生态系统的各个部分,如土壤、海洋、生物群等,都经历了漫长的进化过程,才得以和谐相处,成为现在的地球。人类只看到自己漫长进化的结果,把结果中探索出的规律付诸实践,得到失败的结果。说到底还是太自以为是了。
生物圈二号的失败向我们证明,太空移民和其他星球的改造,绝不是我们想象的那么简单。即使所有的数据都是科学正确的,也不能保证它的生态能像地球一样正常运行。既然无法再造一个微缩的地球环境,是否意味着人类被困在了地球上?毕竟从这个结果来看,我们不可能在其他星球上生存,即使借助外力建立人工生态系统。
虽然生物圈二号实验的结果给人类泼了一盆冷水,但勇于探索、善于坚持的人类怎么可能轻易放弃呢?反而成了助推器,点燃了各国科学家的实验热情。此后,更多的人工生态系统实验开始出现。
先来看看中国的月宫一号实验室,它是为中国未来完成载人登月计划而设计的实验装置。
秉承中国人自古以来“精耕细作”的精神,科学家们将龚玥一号建成了“蔬菜温室”。不得不说,中国人无论走到哪里,都不会放弃自己“种菜”的特长。据说嫦娥五号带回的大量月壤刚进实验室,有一部分被分成了“实验蔬菜”。可以说,我们的梦想不仅仅是去月球找嫦娥,还要把广寒宫改造成我们自己的菜园。
月宫一号是一个完整的BLSS实验装置,被称为空间生物再生的生命保障系统。2013年6月全部安装完毕并投入运行。
但与生物圈2号相比,还是很小,面积只有36平方米。但是,在这有限的区域内种植了大量的生菜、莴笋、苦菊等蔬菜。
第二个是中俄牵头的火星-500项目。这一计划于2010在俄罗斯国家航天基地启动,6名志愿者进入模拟实验舱520天,体验去火星后的生活。据相关报道,本次实验取得圆满成功,6名实验人员全部成功出舱。
目前生态舱的建造还局限在比较简单的小型状态,所以很多人提出既然建造和携带大型生态舱这么难,为什么不考虑直接改造其他星球。简而言之,虽然有些星球不适合居住,但是我们可以把它们改造成适合居住的星球。
这种想法虽然理论上可行,但实现起来比建造生态小屋要困难几百倍。以最近大热的行星“火星”为例,想要成功改造火星,必须从多方面实施。
首先,火星稀薄的大气层不足以阻挡太阳风和宇宙辐射。如果我们想为它创造一个合适的氛围,我们需要创造一个人造磁场。什么样的磁场才能保证火星的大气?科学家表示,以目前的技术和人力是不可能制造出这么大的人造磁场的。
其次,火星土壤里虽然有水,但水量比地球沙漠里少得多。地球剩余的水需要多少年才能到达?没有人能给出答案。
而且,巨大的建设成本,以国家资产来说,可能是无法承受的。毕竟装修前要运很多材料。可见改造星球,复制地球环境是不可行的。至少按照目前的情况,人类是“困在地球上”的。
从生物圈二号的失败到改造地球的不可行,这些结果告诉我们,虽然未来我们可能有力量踏上其他星球,但地球永远是人类唯一的家园。
即使我们现在的技术发展很快,对外探索的进程在加快,但这并不意味着我们可以完全专注于“外星人移民”,从而完全放弃管理地球的生态环境。
根据地球是生命体的观点,它必须具有自愈功能。就算我们现在做的事情真的像里面的癌细胞一样,我们也不应该这样自暴自弃。只要从现在开始改变,一切都还有改变的空间。所以相对于移居其他星球,保护地球才是人类的首要任务。千万不要本末倒置。